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国家开放大学《建筑结构》形考作业2参考答案
说明:本次作业涉及课程文字教材模块3和模块4的学习内容,请按相应教学进度完成。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(纵向受力钢筋)的外边缘至(混泥土)表面的垂直距离,称为混凝土保护层厚度,用c表示。
2.钢筋混凝土从加荷至构件破坏,梁的受力存在着三个阶段,分别为弹性工作阶段、(带缝)工作阶段和(破坏)阶段。
3.受拉钢筋首先到达屈服,然后混凝土受压破坏的梁,称为(适筋)梁,这种破坏称为(延性)破坏。
4.T型截面梁按中和轴位置不同分为两类:第一类T型截面中和轴位于(翼缘内),第二类T型截面中和轴位于(梁肋内)。
5.影响有腹筋梁的斜截面破坏形态的主要因素是(剪跨比)和(配箍率)。
6.钢筋混凝土梁的斜截面破坏的三种形式中,只有(剪压)破坏是斜截面承载力计算的依据。
7.轴心受压构件的稳定系数为在同等条件下(即截面相同、配筋相同和材料相同),(长柱承载力)与(短柱承载力)的比值。
8.在轴心受压构件的承载力计算中,当fy〈400N/mm2时,取钢筋的抗压强度设计值fy'=(fy);当fy〉400N/mm2时,取钢筋的抗压强度设计值fy'=(400N/mm2)。
9.钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是(受拉)钢筋先屈服,然后(混泥土被压碎)。
10.混凝土受压区高度(x≤xb)的为大偏心受压构件,反之为小偏心受压构件。
二、单项选择题(每小题2分,共20分)
1.截面尺寸和材料强度一定时,钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是()。
A.配筋率越大,正截面承载力越大
B.配筋率越大,正截面承载力越小
C.当配筋率在某一范围内时,配筋率越大,正截面承载力越大
D.配筋率大小和正截面承载力大小没有关系
2.受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面()的截面受力状态。
A.第I阶段末
B.第II阶段末
C.第III阶段末
D.第II阶段
3.双筋矩形截面梁,正截面承载力计算公式的第二个适用条件x³2as'的意义是()。
A.防止出现超筋破坏
B.防止出现少筋破坏
C.保证受压钢筋达到规定的抗压设计强度
D.保证受拉钢筋达到规定的抗拉设计强度
4.钢筋混凝土简支梁,当剪跨比适中,且腹筋配置量适当时,常发生()。
A.适筋破坏
B.剪压破坏
C.斜压破坏
D.斜拉破坏
5.在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中,若V> 0.25bcfcbh0,则应采取的措施是()。
A.加大截面尺寸
B.增加箍筋用量
C.配置弯起钢筋
D.增大纵筋配筋率
6.条件相同的无腹筋梁,发生斜压、剪压、斜拉破坏形态时,梁的斜截面抗剪承载力的大致关系是()。
A.斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力
B.剪压破坏的承载力>斜压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力
C.斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力
D.剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力
7.轴心受压构件,配置纵筋的作用是()。
A.发挥套箍的作用,防止纵筋压屈
B.提高混凝土的抗拉能力
C.防止发生失稳破坏
D.帮助混凝土承受压力,减少构件截面尺寸
8.轴心受压构件的稳定系数主要与()有关。
A.混凝土强度
B.配筋率
C.长细比
D.荷载
9.钢筋混凝土大、小偏心受压构件破坏的根本区别在于,当截面破坏时,()。
A.受压钢筋是否能达到钢筋的抗压强度
B.受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度
C.受压区混凝土是否被压碎
D.受拉区混凝土是否破坏
10.钢筋混凝土偏心受压构件界限破坏时,()。
A.远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生
B.远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎晚发生
C.远离轴向力一侧的钢筋屈服与另一侧钢筋屈服同时发生
D.远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生
三、简答题(每小题10分,共20分)
1.根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为哪三种类型,各有何破坏特征?
答:根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为:适筋梁、超筋梁和少筋梁。
适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服,然后受压区混凝土被压碎;由于钢筋屈服后产生很大塑性变形,使裂缝急剧开展和挠度急剧增大,给人以明显的破坏预兆,这种破坏称为延性破坏。适筋梁的材料强度能得到充分发挥。
超筋梁混凝土被压碎时钢筋的应力还未达到屈服强度;这种单纯因混凝土被压碎而引起的破坏,发生得非常突然,没有明显的预兆,属于脆性破坏。实际工程中不应采用超筋梁。
少筋梁一旦出现裂缝,钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段,甚至被拉断。在此过程中,裂缝迅速开展,构件严重向下挠曲,最后因裂缝过宽,变形过大而丧失承载力,甚至被折断。这种破坏也是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏。实际工程中不应采用少筋梁。
2.简述大、小偏心受压构件的破坏特征及其判别方法。
答:大偏心受压构件的破坏特征:受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服,然后压区混凝土被压碎,其承载力主要取决与受拉钢筋,故称为受拉破坏。这种破坏有明显的预兆,横向裂缝显著开展,变形急剧增大,具有塑性破坏的性质。
小偏心受压构件的破坏特征:受压构件破坏时,受压区边缘混凝土达到极限压应变值,受压钢筋应力达到抗压屈服强度,离轴向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压,其应力一般都达不到屈服强度,属于脆性破坏。其承载力取决于受压区混凝土及受压钢筋,故称为受压破坏,这种破坏缺乏明显的预兆,具有脆性破坏的性质。
大小偏心受压构件的判别:当b时,为大偏心受压破坏形态;当b时,为小偏心受压破坏形态。
四、计算题(每小题10分,共40分)
1.某钢筋混凝土单筋矩形截面梁,截面尺寸b´h= 200mm´500mm,混凝土强度等级C25,钢筋采用HRB400级,已经配置有3根直径为20mm的纵向受拉钢筋,混凝土保护层厚度25mm。该梁承受最大弯矩设计值M=120kN×m。试复核梁是否安全。
解:
(1)计算h0
因纵向受拉钢筋布置成一排,故h0=h-35=500-35=465(mm)
(2)判断梁的条件是否满足要求
0.45
满足要求。
(3)求截面受弯承载力Mu,并判断该梁是否安全
该梁安全。
2.某矩形截面简支梁,跨度l= 6m,截面尺寸b´h= 200mm´500mm,采用C25砼,HPB300级箍筋,h0=465mm,作用有均布荷载设计值q=40kN/m,试配置所需的箍筋。
解:(1)已知条件
跨度l=6m,b=200mm,h0=h-35=465mm;C25级混泥土fc=11.9N/mm2,
ft=1.27 N/mm2;HPB235级钢筋fyv=210 N/mm2。
(2)计算剪力设计值
最危险的截面在支座边缘处,以该处的剪力控制设计,剪力设计值为
V=1/2ql=1/2
40
6=120Kn
(3)验算梁截面尺寸
hW=h0=465mm hW/b=465/200=2.325<4
截面尺寸满足要求
为了防止斜压破坏,必须限制截面最小尺寸。当hW/b
b(即一般梁)时,
V
0.25
(4)判别是否需要按计算配腹筋
0.7ftbh0=0.7
1.27
200
465=82677Kn<V,需要按计算配置腹筋。
(5)确定箍筋并验算最小配箍率
选Φ6双肢箍,nAsvl=56.6mm2,代入上式得s
185mm,取s=150mm
为避免出现斜拉破坏,构建配箍率应满足:
ft/fyv
3.某矩形截面柱,其尺寸b×h=400mm×500mm,该柱承受的轴力设计值N=2000kN,计算长度l0= 4.5m,采用C30砼,HRB400级受力钢筋。已知fc=14.3N/mm2,fy= fy'= 360N/mm2,as= as= 35mm,配置有纵向受力钢筋面积1256mm2,试验算截面安全否。
答:(1)确定稳定系数Φ
l0/b=4500/400=11.25
查表4-1的Φ=0.96
(2)确定柱截面承载力
A=400×500=200000mm2
由式(4-1)得
故此柱截面安全。
4.某矩形截面柱,奥鹏在线作业答案,截面尺寸b×h=300mm×400mm,已知构件承受的N=400kN,M=220kN·m,as= as'= 40mm,l0= 4.8m,采用C30砼,HRB400级受力钢筋,已知fc=14.3N/mm2,
解: