混凝土结构设计原理 第三次作业

12. 为什么在钢筋混凝土受弯构件中不能有效地利用高强度钢筋和高强度混凝土？而在预应力混凝土构件中必须采用高强度钢筋和高强度混凝土?

1. 由于钢筋混凝土受弯构件拉区混凝土的过早开裂，导致使用荷载下构件的裂缝宽度与钢筋应力近于成正比，而构件的刚度与受拉钢筋截面面积，也近似成正比。因此，如采用高强度钢筋，且充分利用其抗拉强度设计值，则截面面积将近乎成反比的减小。钢筋应力将成比例的增大。结果是构件的挠度和裂缝宽度都超过了允许的限值，上述分析说明对构件的挠度和裂缝宽度的控制等于控制了钢筋混凝土构件中钢筋的抗拉强度设计值。在钢筋混凝土受弯构件中采用高强度混凝土也是不合理的，因为提高混凝土的强度对减少Wmax几乎没有作用，对提高Bs的效果也不大。其根本原因是拉区混凝土过早开裂的问题并没有得到解决。 2. 在预应力混凝土构件中，由于混凝土的收缩，徐变，钢筋应力松弛等原因将产生预应力损失。为了扣除应力损失后，仍能保留有足够的预应力值，需施加较高的张拉控制应力，所以必须采用高强度钢筋。为了能承受较高的预压应力，并减小构件截面尺寸以减轻构件的自重，预应力混凝土构件中必须采用高强度的混凝土。同时采用高强钢筋和混凝土，可以节约材料，取得较好的经济效果。

13. 2 预应力筋的张拉控制应力σ

σ

con为什么不宜过高？

con过高会出现以下一些值得注意的地方：1

σ

con越高，构件的开裂荷载与极限荷载越接近，使构件破坏

前缺乏足够的预兆。2 当进行超张拉时，由于张拉应力的不均匀性可能使个别钢筋的应力超过屈服强度。发生永久变形或者脆断。3 使预应力松弛损失增大。对预应力筋进行张拉的过程，同时也是对它进行质量检查的过程，一旦张拉终止，预应力筋中应力将逐渐降低，σ度设计值的限制，而直接与抗拉强度的标准值相联系。

con维持的时间是短暂的，因此可不受抗拉强

14. 为什么在计算由于混凝土收缩徐变引起的预应力损失σ

上的，因此要求控制σpc/f cu≤0.5，否则徐变过大，也难以计算。 l6时，要控制σpc/fcu≤0.5?

当初应力超过0.5fcu时，徐变与初应力为非线性关系，徐变将明显增大。计算公式是建立在线性徐变的基础

15. 梁下部和上部预应力数值大小，对梁正截面受弯承载力有何影响？对梁传力锚固阶段和使用阶段抗裂性有何影响？

适当增大σcon ，对梁正截面抗弯承载力影响不大，能改善梁使用阶段抗裂性，但梁传力锚固阶段容易裂开。

16.

答:

17.

已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×450mm，安全等级为二级，混凝土强度等级为C40，配置4B16的HRB335 级纵向受拉钢筋，as=35mm. 【要求】：该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。

18. 已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁承受弯矩设计值M=150kN.m,环境类别为一类，截面尺寸为b×h=250mm×500mm，安全等级为二级，混凝土强度等级为C20，配置HPB335级纵向受拉钢筋。 【要求】：设计纵向受拉钢筋As。