混凝土与砌体结构

东北大学继续教育学院东北大学继续教育学院 混凝土与砌体结构（二）混凝土与砌体结构（二） 复习题及参考答案复习题及参考答案 一、简答题一、简答题 1、钢筋与混凝土之间的粘结力有哪几部分组成？ 答：试验表明，钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力，由四部分组成： （1）化学胶结力：混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力。 （2）摩擦力：混凝土收缩后，将钢筋紧紧地握裹住而产生的力，当钢筋和混凝土产生 相对滑移时，在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。 （3）机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力，即混 凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力，取决于混凝土的抗剪强度。 各种粘结力中，化学胶结力较小；光面钢筋以摩擦力为主；变形钢筋以机械咬合力为 主。 2、为什么砌体的抗压强度远小于砖的抗压强度？ 答：(1)块体(砖)处于压、弯、剪复杂应力状态；块体的抗弯、抗剪强度远低于抗压强 度，块体的抗压能力不能充分发挥； (2)块体与砂浆的弹性模量和横向变形系数不一致，当砌体横向变形时，块体和砂浆将 产生交互作用。砂浆横向变形将使块体受拉，使块体处于竖向受压，横向受拉状态，从而降 低砌体的抗压强度。 (3)在块体间的竖向灰缝处存在剪应力和横向拉应力集中，导致块体受力更为不利。 3、简述单层厂房中圈梁与连系梁的作用？ 答：圈梁的作用 1）将围护墙、排架柱、山墙抗风柱等连接在一起，增加结构体系的整体刚度。 2）可以降低地基不均匀沉降和振动荷载对结构的不利影响。 连系梁的作用 3）承受围护墙的重力荷载并传递给排架柱。 4）增强厂房的纵向刚度并传递风荷载。 4、简述钢筋混凝土结构中的塑性铰与结构力学中的理想铰有何区别? 答：（1）理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰能承受一定值的弯矩； （2）理想铰在两个方向都可以产生无限的转动，而塑性铰是单向铰，只能沿弯矩作用 方向作有限的转动； （3）理想铰集中于一点，塑性铰则是有一定长度的。 5、简述短牛腿受力破坏过程。 答：试验研究表明，从加载至破坏，牛腿大体经历弹性、裂缝出现与开展和最后破坏三 个阶段。①弹性阶段；②裂缝出现与开展阶段 :当荷载达到极限荷载的 20%~40%时，由于上 柱根部与牛腿交界处的主拉应力集中现象，在该处首先出现自上而下的竖向裂缝，裂缝细小 且开展较慢，对牛腿的受力性能影响不大；当荷载达到极限荷载的 40%~60%时，在加载垫板 内侧附近出现一条斜裂缝，其方向大体与主压应力轨迹线平行。 ③破坏阶段：随a/h0值的 不同，牛腿主要有以下几种破坏形态：弯压破坏、斜压破坏、剪切破坏、局部受压破坏 四、计算题（每小题四、计算题（每小题 1010 分，共分，共 4040 分）分） 1 、 已 知 梁 的 截 面 尺 寸 为b×h=200mm×500mm ， 混 凝 土 强 度 等 级 为C25 ， f t 1.27N /mm2, f c 11.9N /mm2， 截 面 弯 矩 设 计 值M=125KN.m ， 采 用 HRB335 钢 筋 = max{0.2%，(45 f t f y )%}。（f y  300N /mm2）， b  0.55，as 35mm， min  min 求：受拉钢筋截面面积。 解：（1）由公式得  s  M f cbh0 2 125106 =0.243 1.011.92004652 1 12 s 1 120.243  0.283  s  0.5(1 1-2 s )  0.5(1 120.243)  0.858 125106 A s  M / f ys h 0 1044mm2 3000.858465 选用钢筋 418,A s 1017mm2 A s 1044  minbh  0.2%200500  200mm 2 2 、 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 屋 架 下 弦 杆 ， 非 预 应 力 钢 筋 采 用 412 (A s  452mm2， f y 300N/mm2)，预应力钢筋采用热处理钢筋 (f pyk 1470N/ mm2，f py 1040N/ mm2)。经 计算A n 38400mm2，A 0  43300mm2， con 0.65f pyk ， l 170N/mm2，N  650KN，  2.39N/ mm2)，抗裂等级为二级，试确定预N k  500KN，N q  400KN，混凝土 C40 (f tk =2.39 应力钢筋面积，并进行抗裂度验算。(忽略非预应力钢筋的影响) 解：(1)根据承载力计算预应力钢筋截面面积 N  f py A p  f y A s A p  (2)验算抗裂度 N  f y A s f py  495mm2  ck  N k11.55N/mm2 A 0  cq  N q A 0 9.24N/mm2  con  0.65f pyk 955.5N/mm2  pc  ( con  l )A p A n 10.13N/mm2  ck  pc 1.42 f tk  2.39N/mm2  cq  pc  0.89 0，满足要求 3、某钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b×h=400mm×600mm，a s = a s =40mm，l 0/h=4，承受 设计内力组合 M=400kN.m，N=600kN，混凝土等级为 C30（f c =14.3N/mm2，f t =1.43N/mm2， c =0.2%，ξ b=0.55，采 =1.0），纵向受力钢筋为 HRB335 级（f y  f y =300N/mm2）， min  min 用对称配筋，求：截面所需纵向钢筋的截面面积。 解： M  666.67mm N e a  20mm e 0  e i  686.67mm 1.0 e e i  0.5h  a s  946.67mm N  0.187  b  0.55为大偏压  1 f cbh0 s  Ne  1 f cbh0 210.5 A s  A 1701.19mm f y h 0  a s  4、某砖柱计算高度H o=9.9m,采用 MU10 粘土砖，M2.5 水泥砂浆砌筑（f =1.30N/mm2），截 面为T形，高h=740mm,翼缘b f= 2000mm，厚 h f=240mm，肋宽 b=490mm, 截面形心到翼缘的距 离y 1=245mm，y2=495mm.已知柱底压力 N=68.4kN，M=14.5kN.m 压力偏向肋部，截面惯性矩 I=296.14×108 mm4，施工质量控制等级 B 级。 试：验算其强度。 240500 e/h  12 14 16 0.250.2750.30 0.34 0.31 0.29 0.31 0.29 0.26 0.29 0.27 0.25 2 0 0 0 4 9 0 y1y2 解： (1)设计参数 Ａ＝2000×240+490×500 =725000mm2＝