某钢筋混凝土构件受力复杂区域,经线性有限元分析,在荷载设计值作用下最不利的三轴压应力为(-4.5N/mm(来学网),-9N/mm,-30N/mm),试问按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的混凝土多轴强度相关规定,上述应力情况下所需的混凝土强度等级与下列何项最合适?
  • A.
    (来学网)C30
  • B.
    (来学网)C70
  • C.
    (来学网)C50
  • D.
    (来学网)C260
正确答案:
A
答案解析:
【主要解答过程如下】:根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)附录C.3,本题为三轴受压应力状态下确定混凝土的抗压强度问题。
先将三轴压应力值转换为相对比值,今σ=-4.5N/mm,σ=-9N/mm,σ=-30N/mm,因此σ/σ=-4.5/-30=0.15,σ/σ=-9/-30=0.3,查规范图C.3.3
得:f=-2.30f,因而可求得另外两方向的强度:f=-0.15×2.3f=-0.345f,f=-0.3×2.3f=-0.69f
试选用C30混凝土,单轴抗压强度设计值f=14.3N/mm
即f=-0.345×14.3=-4.93N/mm,|-4.93N/mm|>|σ|=4.5N/mm
f=-0.69×14.3=-9.87N/mm,|-9.87N/mm|>|σ|=9N/mm
f=-2.30×14.3=-32.89N,/mm,|-89N/mm|>|σ|=30N/mm
故知C30满足混凝土受压承载力要求。与选项A相符。
【点评】:三轴均为压应力时,混凝土的抗压强度将比单轴受力时的抗压强度提高,GB50010-2002附录中的图C.3.3体现了在不同应力比值情况下的提高值。在本题情况下,若不考虑这种提高,仅按σ=-30N/mm选用混凝土,则应选用C70其f=31.8N/mm>|-30N/mm|。可见考虑三轴应力强度理论具有较好的实用价值,一级注册结构工程师应掌握此项内容。
综上所述,选项B、C、D均为不正确答案。