混凝土结构设计原理第三版_沈蒲生版课后习题答案
混凝土结构设计原理沈蒲生答案解析
绪论0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。
粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。
②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。
因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。
第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。
采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。
2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。
因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。
3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。
4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。
1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。
冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。
1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。
混凝土结构设计原理课后习题及答案全案
混凝土结构设计原理课后习题答案（+思考题）第一章绪论1．什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。
3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。
(第三版)结构设计原理课后习题答案(1--9章)
答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不 变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素： （1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小； （2）加荷时混凝土的龄期； （3）混凝土的组成成分和配合比； （4）养护及使用条件下的温度与湿度。 1-5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？ 答：徐变变形是在持久作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变；收缩 变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象， 是一种不受力情况下的自由变形。 1-7 什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间 有足够的粘结力要采取哪些措施？ 答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的 剪应力；
（2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出， 或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度；
（3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高 而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比 竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋 并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采 用带肋钢筋。
用符号 f c 表示。
混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规 程》（JTJ 053-94）规定，采用 150mm立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉
强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 fts 按下式计算：来自fts2F πA
混凝土结构设计原理第三版课后习题答案
李乔主编钢筋混凝土结构第三版课后习题答案一、第一章无二、第二章2.1结构中常用的钢筋品种有哪些？其适用范围有何不同？答：结构中常用钢筋包括：HPB300、HRB335、HRB400和HRB500级钢筋。
HPB300主要用于箍筋，也可以作为一般构件的纵向受力钢筋；HRB335过去是主要的纵向受力钢筋，现受限使用并准备逐步淘汰的品种；HRB400和HRB500是目前要推广使用的主要钢筋，主要用于梁、柱等重要构件的纵向受力钢筋和箍筋。
2.2简述混凝土立方体抗压强度、混凝土等级、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的意义以及他们之间的区别。
答：混凝土立方体抗压强度可以用来确定混凝土等级，也可以用来计算轴心抗压强度；混凝土等级根据立方体抗压强度标准值并具有95%超值保证率来确定的，表征混凝土的等级；轴心抗压强度是混凝土结构最基本的强度，其值一般通过立方体抗压强度并根据折减系数来确定；轴心抗拉强度表征混凝土抵抗拉力的能力，用于计算混凝土构件在混凝土开裂之前的承载力，或者控制混凝土构件的开裂。
2.3简述混凝土应力-应变关系特征。
（2004年真题）答：混凝土应力应变特征：应力较小时（00.3c f ≤σ），曲线基本成直线变化，混凝土内部的微裂缝没有发展；随着应力的增加000.8~0.3c c f f =σ，开始出现越来越明显的非弹性性质，内部微裂缝开始发展，但处于稳定状态；当00 1.0~0.8c c f f =σ时，应力应变曲线斜率急剧减少，内部微裂缝进入非稳定状态；最终达到峰值应力点，但此点并不是应变最大点；随后应力应变曲线下降，直至最后达到最大应变处，构件破坏。
2.4混凝土收缩、徐变与哪些因素有关？（2004年真题）答：影响徐变与收缩的因素：（1）持续压应力的大小（2）混凝土组成成分和配合比（3）养护和使用时的温度、湿度（4）构件体表比（5）受荷载时混凝土的龄期2.5如何保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力？答：混凝土角度：（1）提高混凝土的强度；（2）考虑到混凝土浇筑时泌水下沉和气泡溢出而形成空隙层对黏粘结力的影响，规范规定，对高度超过300mm的梁，应分层浇注；（3）规定了混凝土保护层的最小厚度。
混凝土结构设计原理课后题解答(沈浦生主编)
绪论0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。
粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。
②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。
因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。
第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。
采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。
2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。
因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。
3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。
4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。
1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。
冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。
1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。
混凝土结构习题(沈蒲生)
【题4-1】 梁的截面尺寸b×h =250mm×500mm ，跨中最大弯矩设计值M=125kN ·m 采用强度等级为C20的混凝土（f c =9.6N/mm 2）和HRB335钢筋配筋（f y =300N/mm 2），求所需纵向受力钢筋面积。
解：对于本题，可先假定受力钢筋按一排布置，则有效度度h 0为：h 0=h —c —d/2=500-30-20/2=460mm（1）mmh mm bh f M h x b c 25346055.01324602506.90.1101252114602110262010=⨯=<=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=ξα （2）%)2.0%165.03001.145.0%45(25.206500250002.0%2.015103001322506.90.1221<=⨯==⨯⨯=>=⨯⨯⨯==y t y c s f f m m bh m m f bxf A α取4 22（A s =1520mm 2）【题4-5】已知矩形梁的截面尺寸为b ×h =200mm×500mm ，受拉钢筋为2Φ18（f y =300N/mm 2，A s =509mm 2），混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2）。
承受的弯矩M=80kN ·m ，试验算此截面承载力是否足够。
【解】mm h 4662/18255000=--= 55.0=b ξ由公式求得受压区高度x 为：mm h mm bf A f x b c sy 3.25646655.04.532003.140.150930001=⨯=<=⨯⨯⨯==ξα 此梁的抵抗弯矩为：mkN M m kN mm N x h bx f M c u ⋅=<⋅=⋅⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=8067106724.534664.532003.140.12601α故此截面承载力不够。
混凝土结构设计原理第三版_沈蒲生版课后习题答案
查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：
f2f2
1= ,lc= N/mm,y=210N/mm,b=
M
s=1fcbh；=200
46521.0
11.9=
查附表4—1得=<
b=
所需纵筋面积as：
1fc
1.0 11.9
AS=bh0fy=
200
2
=1419mm
A5minbh=% 200
l/b 2.8/0.25 11.2查表3-1得：=
考虑轴心受压R=(fyAsfcAs)
=
该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。
3-3已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm，柱高5.0m,计算高度L0==3.5m,配HRB400钢筋10 16(As/=2010mm2),C30混泥土，螺旋箍筋采用R235,直径为12mm,螺距为
s=50mm。试确定此柱的承载力。
『解』查表得：
1=
2f2f2
fc=mm,Ty=360N/mmfy=210N/mm
l°/d7ຫໍສະໝຸດ 12Acord24
2
196250mm
Assl
d24
2
113.04mm
Asso
dASSL
S3.14 500 113.04/503549.456mm2
柱的承载力n=0.9(fcAcorfyAfyAso2a)
设该柱截面为方形，则b h=450mm 450mm
查表3-1得：=
140 10
A=(N-0.9fcA)/0.9fy=0.9 0.895 360mm<0.1943
按照构造配筋取min0.6%(0.6%3%)
A
选配钢筋，查附表11-1得，4竝20(AS=1256mm2)
混凝土结构设计原理第三版课后习题答案
李乔主编钢筋混凝土结构第三版课后习题答案一、第一章无二、第二章2.1结构中常用的钢筋品种有哪些？其适用范围有何不同？答：结构中常用钢筋包括：HPB300、HRB335、HRB400和HRB500级钢筋。
HPB300主要用于箍筋，也可以作为一般构件的纵向受力钢筋；HRB335过去是主要的纵向受力钢筋，现受限使用并准备逐步淘汰的品种；HRB400和HRB500是目前要推广使用的主要钢筋，主要用于梁、柱等重要构件的纵向受力钢筋和箍筋。
2.2简述混凝土立方体抗压强度、混凝土等级、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的意义以及他们之间的区别。
答：混凝土立方体抗压强度可以用来确定混凝土等级，也可以用来计算轴心抗压强度；混凝土等级根据立方体抗压强度标准值并具有95%超值保证率来确定的，表征混凝土的等级；轴心抗压强度是混凝土结构最基本的强度，其值一般通过立方体抗压强度并根据折减系数来确定；轴心抗拉强度表征混凝土抵抗拉力的能力，用于计算混凝土构件在混凝土开裂之前的承载力，或者控制混凝土构件的开裂。
2.3简述混凝土应力-应变关系特征。
（2004年真题）答：混凝土应力应变特征：应力较小时（00.3c f ≤σ），曲线基本成直线变化，混凝土内部的微裂缝没有发展；随着应力的增加000.8~0.3c c f f =σ，开始出现越来越明显的非弹性性质，内部微裂缝开始发展，但处于稳定状态；当00 1.0~0.8c c f f =σ时，应力应变曲线斜率急剧减少，内部微裂缝进入非稳定状态；最终达到峰值应力点，但此点并不是应变最大点；随后应力应变曲线下降，直至最后达到最大应变处，构件破坏。
2.4混凝土收缩、徐变与哪些因素有关？（2004年真题）答：影响徐变与收缩的因素：（1）持续压应力的大小（2）混凝土组成成分和配合比（3）养护和使用时的温度、湿度（4）构件体表比（5）受荷载时混凝土的龄期2.5如何保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力？答：混凝土角度：（1）提高混凝土的强度；（2）考虑到混凝土浇筑时泌水下沉和气泡溢出而形成空隙层对黏粘结力的影响，规范规定，对高度超过300mm的梁，应分层浇注；（3）规定了混凝土保护层的最小厚度。
混凝土结构设计原理第三版课后习题答案
李乔主编钢筋混凝土结构第三版课后习题答案一、第一章无二、第二章2.1结构中常用的钢筋品种有哪些？其适用范围有何不同？答：结构中常用钢筋包括：HPB300、HRB335、HRB400和HRB500级钢筋。
HPB300主要用于箍筋，也可以作为一般构件的纵向受力钢筋；HRB335过去是主要的纵向受力钢筋，现受限使用并准备逐步淘汰的品种；HRB400和HRB500是目前要推广使用的主要钢筋，主要用于梁、柱等重要构件的纵向受力钢筋和箍筋。
2.2简述混凝土立方体抗压强度、混凝土等级、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的意义以及他们之间的区别。
答：混凝土立方体抗压强度可以用来确定混凝土等级，也可以用来计算轴心抗压强度；混凝土等级根据立方体抗压强度标准值并具有95%超值保证率来确定的，表征混凝土的等级；轴心抗压强度是混凝土结构最基本的强度，其值一般通过立方体抗压强度并根据折减系数来确定；轴心抗拉强度表征混凝土抵抗拉力的能力，用于计算混凝土构件在混凝土开裂之前的承载力，或者控制混凝土构件的开裂。
2.3简述混凝土应力-应变关系特征。
（2004年真题）答：混凝土应力应变特征：应力较小时（00.3c f ≤σ），曲线基本成直线变化，混凝土内部的微裂缝没有发展；随着应力的增加000.8~0.3c c f f =σ，开始出现越来越明显的非弹性性质，内部微裂缝开始发展，但处于稳定状态；当00 1.0~0.8c c f f =σ时，应力应变曲线斜率急剧减少，内部微裂缝进入非稳定状态；最终达到峰值应力点，但此点并不是应变最大点；随后应力应变曲线下降，直至最后达到最大应变处，构件破坏。
2.4混凝土收缩、徐变与哪些因素有关？（2004年真题）答：影响徐变与收缩的因素：（1）持续压应力的大小（2）混凝土组成成分和配合比（3）养护和使用时的温度、湿度（4）构件体表比（5）受荷载时混凝土的龄期2.5如何保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力？答：混凝土角度：（1）提高混凝土的强度；（2）考虑到混凝土浇筑时泌水下沉和气泡溢出而形成空隙层对黏粘结力的影响，规范规定，对高度超过300mm的梁，应分层浇注；（3）规定了混凝土保护层的最小厚度。
混凝土结构设计原理课后题解答(沈浦生主编)
bh=0.2% 200 500=200
（3）当选用HPB235钢筋M=180 kN·m时：
查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：
=1.0 , =11.9 N/ , =210N/ , =0.614
= = =0.350
查附表4—1得 =0.4523< =0.614
『解』
先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm
=h—as=500—35=465mm
（1）当选用HPB235钢筋时：
查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：
=1.0 , =11.9 N/ , =210N/ , =0.614
= = =0.2330
查附表4—1得 =0.2692< =0.614
所需纵筋面积 ：
(4)先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm
=h—as=400—35=365mm
查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：
=1.0 , =11.9N/ , =210N/ , =0.614
由题设的 =1017
= = =0.246< =0.614
= (1 0.5 )=0.216
= =0.216 200 1.0 11.9=68.41kN·m
=h—as=600—35=565mm
查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：
=1.0 , =9.6N/ , =300N/ , =0.550
由题设的 =1964
= = =0.543< =0.550
= (1 0.5 )=0.396
= =0.396 200 1.0 9.6=242.5 kN·m
(2)C25混凝土
查表3-1得： =0.962
结构设计原理(第三版)课后习题答案解析
3-16.截面尺寸mm mm h b 500200⨯=⨯的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335级钢筋，I 类环境条件，安全等级为二级，最大弯矩组合设计值m kN M d ⋅=145，试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计（单筋截面）。
解：基本公式法： 查表可得：f 13.8MPacd =，f 280MPa sd =，γ0=1.0，b 0.56ξ=（1）求受压区高度x假设60s a mm =，则050060440h mm =-=，00()2d cd x M f bx h γ=-，代入数据得：61.01451013.82004402xx ⨯⨯=⨯-（） 解之得：700()x mm =舍去， 01330.56440246.4b x mm h mm mm ξ=<=⨯=。
（2）受拉钢筋面积s A213.82001801311280cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=== 配2Φ22和2Φ25，27609821742s A mm =+=实际配筋率min 01472 2.02%0.2%200431s A bh ρρ===>=⨯ (3).截面复核取混凝土保护层厚度为c=30mm ，钢筋分两排布置，两排钢筋之间净距取30mm 。
7606028.425.1/2982(3028.4/2)691742s a mm ⨯+++⨯+==（）0500431s h a mm =-= 02801742168246.413.8200b x mm h mm ξ⨯==<=⨯0()2u cd x M f bx h =-16813.8200168(431)2=⨯⨯⨯-0158.5145d kN m M kN m γ=>=设计合理。
截面设计如图：图3-16截面配筋图（尺寸单位：mm ）查表法查表可得： 13.8cd f MPa =，280sd f MPa =，γ0=1.0，0.56b ξ=020cd MA f bh ==621.014510=0.2713.8200440⨯⨯⨯⨯ 查表得0.410.56b ξξ=<=，00.795ξ=62001451014800.795280440s sd M A mm f h ξ⨯===⨯⨯其余配筋过程及截面复核过程同上。
沈蒲生编教材习题及解答要点..
沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》部分习题解答要点3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值410140⨯=N ，楼层高m .H 45=，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
习题3—1属于轴心受压构件的截面设计问题。
已知：N =1400kN ，H =5.4m ，材料：C20, HRB400，确定柱的截面尺寸及配筋。
【解题要点】： 估算截面面积A 。
（1）1 ,1'==ϕρ2''y c mm 118000)(9.0==+=ρϕf f NA m m 343===A h b取mm 350==h b （2）求纵筋总量。
771.0 ,3.19bl,m 75.625.100=→===ϕH l由式（3-3）得：2'mm 2338=≥ s A 选用820 2'mm 2513=s A（3）验算配筋率。
%5.0)%1.06.0(%05.2''=->=== AA s ρ且一侧钢筋配筋率为%2.0%77.0> 故满足不少于最小配筋率的要求。
%3%05.2'<=ρ，故无需用A c 代替A 。
3-2由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度m H l 0.40==，配筋为)mm A (s2804164='φ。
C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950kN 。
试问柱截面是否安全？习题3—2属于轴心受压构件的截面承载力校核问题。
已知：2'mm 804 ,950 ,m 0.4 ,mm 250mm 250===⨯=⨯s A kN N H h b 材料：,m 0.4 ,360 ,3.148.0 ,400 HRB ,30C 0y c ===⨯=H l f f 验：?N N u >【解题要点】： （1）验算配筋率。
教案结构设计原理课后习题答案(第三版).doc
结构设计原理课后习题答案1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。
因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。
2解释名词：混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。
混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。
混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。
混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算AF A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE组成。
0~0.3fc 时呈直线；0.3~0.8fc 曲线偏离直线。
0.8fc 之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。
D 点之后，曲线趋于平缓。
因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。
4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。
这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。
5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。
结构设计原理课后习题答案(第三版)
结构设计原理课后习题答案(第三版)结构设计原理课后习题答案1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。
因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。
2解释名词：混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。
混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。
混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。
混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算AF A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。
0~0.3fc 时呈直线；0.3~0.8fc 曲线偏离直线。
0.8fc 之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。
D 点之后，曲线趋于平缓。
因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。
4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。
这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。
5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。
混凝土结构设计原理课后题解答沈浦生主编副本
5－3 某T 形截面简支粱尺寸如下： b ×h ＝200mm ×500mm （取a s =35mm ，f b '=400mm ，f h '=100mm ）; 采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋；由集中荷载产生的支座边建立设计值V ＝120kN （包括自重），剪跨比λ=3。
试选择该梁箍紧。
『解』（1）已知条件：a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3得：c β=1.0 , c f =11.9N/2mm , t f =1.27N/2mm ，yv f =210N/2mm（2）复合截面尺寸：w h =0h -f h '=465-100=365mm w h b =365200=1.825<4 属一般梁。
00.25c c f bh β=0.25⨯1.0⨯11.9⨯200⨯465=276.68kN>120 kN 截面满足要求。
（3）验算是否可构造配箍：1.751.0λ+t f b 0h = 1.753 1.0+⨯1.27⨯200⨯465=51.67 kN <120 kN应按计算配箍 （4）计算箍筋数量：选用双肢箍8，查表得SV A =1012mms ≤001.751.0yv sv t f A h V f bh λ-+=()321010146512051.6710⨯⨯-⨯=144mm取s=130mm,符合要求。
（5）验算最小配箍率：sv A bs =101130200⨯=0.388﹪>0.24t yvf f =0.24 1.27210⨯=0.145﹪满足要求。
（6）绘配筋图：5－4 图5－52所示的钢筋混凝土矩形截面简支粱，截面尺寸b ×h ＝250mm ×600mm ，荷载设计值F ＝170kN （未包括梁自重），采用C25混凝土，纵向受力筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋。
《混凝土结构设计原理》课后答案3(最新版)
作业三参考答案1.思考题4-7 试就下图示4种受弯截面情况回答下列问题：（1）它们破坏的原因和破坏的性质有何不同？（2）破坏时钢筋应力情况如何？（3）破坏时钢筋和混凝土的强度是否被充分利用？（4）破坏时哪些截面能利用力的平衡条件写出受压区高度x的计算式，哪些则不能？（52.要点：1）混凝土强度C25（属于不大于C25）箍筋保护层厚度c=25mm，a s=45 mm2）钢筋强度提高，钢筋用量降低，互成反比1221y y s s f f A A =3） 弯矩提高，钢筋用量提高，但不成正比。
1212M M A A s s ＞3. 习题4-9一钢筋混凝土矩形截面简支梁，环境类别为一类，mm mm h b 500250⨯=⨯，承受均布活荷载标准值q k g k =2.25kN/m ，混凝土强度等级C25，配有HRB3352，梁计算跨度l 0=5200mm 。
试验算梁的正截面是否安全?解：箍筋保护层c =25mm ,a s =25+10+16/2=43 mm ，（1） 求M荷载组合设计值：q =1.2g k +1.4q k =30.7 kN/m ， 跨中弯矩设计值M = q l 02/8=103.766 kN ·m （2） 求Mumm 251mm 08.810b c 1sy =⋅<===h bf A f x ξα766.103m ·kN 45.100)5.0(0s y u =≈==-=M x h A f M（3）结论：相差不超过5%，故梁的正截面安全。
4. 习题4-11先求试验梁破坏时的M u ,再求其所能承受的最大荷载F u 。
（注意：求试验结果，一切参数力求真实，即为实测值）已知条件：b ×h =120 mm×250 mm,实测f cu =21.8 N/mm 2，f y A s =402mm 2 【解题要点】：h 0=250-40=210mm ，f cu =21.8 N/mm 2由式（1-4）或附表1-1，知f c =14.58 N/mm 2 按单筋矩形截面承载力计算0b c 1sy mm 46.88h bf A f x ⋅<===ξαm ·kN 66.25)5.0(0s y u ==-= x h A f Mm ·kN 66.259.032525.012.08181u 220==⨯+⨯⨯⨯⨯=+=M F Fa ql MkN 57.27=F5. 习题4-17某T 形截面梁翼缘计算宽度mm h ,mm h ,mm b ,mm b f f 100600250500='==='混凝土强度等级C30，HRB335钢筋，承受弯矩设计值m kN M ⋅=256，试求受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。
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3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H ＝5.4m,计算长度L0=,混泥土强度等级为C20，HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm 0l =⨯6.75m 按构造要求取构件长细比：:15l b = 即b=l 0=⨯15=450mm 设该柱截面为方形，则b ⨯h=450mm ⨯450mm 查表3-1得：ϑ=S A '=(N-0.9ϑc f A ）/0.9ϑy f '=4140100.90.8959.64504500.90.895360⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯mm<0.1943按照构造配筋取00min 0.6P =（00000.63≤P ≤） ∴S A '＝000.6bh =000.64504501215⨯⨯=2mm选配钢筋，查附表11-1得，420（S A '＝12562mm ）箍筋按构造要求选取，取s=250mm ，d=6mm3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高 4.0m ，计算高度L0==2.8m,配筋为416（As/=804mm2）。
C30混泥土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全？『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm 计算长度0l =＝/ 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得：ϑ=考虑轴心受压∴R ＝ϑ（y f 'S c SA f A '+）=0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==p ∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。
3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm ，柱高5.0m,计算高度L0==3.5m,配HRB400钢筋1016（As/=2010mm2），C30混泥土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm ，螺距为s=50mm 。
试确定此柱的承载力。
『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm y f =210N/2mm0/712l d =<221962504cor dA mm π==22113.044ssl dA mm π==23.14500113.04/503549.456SSLsso dA A mm Sπ==⨯⨯=∴柱的承载力 N=0.9(2)c cor y s y sso f A f A f A a ''++30.9(14.3196250360201022103549.456) 3.39510KN=⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯<×（y f 'S c S A f A '+）4－1、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b × h= 250mm ×500mm ，混泥土强度等级C25， HRB335级钢筋，弯矩设计值M=125KN ·m ，试计算受拉钢筋截面面积，并绘制配筋图。
『解』（1）先假定受力钢筋按一排布置，a s =35mm 0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212510250465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= （2）所需纵筋面积S A ：S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=10042mm S A ≥min ρbh=%⨯250⨯500=2502mm选用418，S A =10172mm ，一排可以布置的下，因此不要必修改0h（3）绘配筋图：4－2、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ，弯矩设计值M=120KN ·m ，混泥土强度等级C25，试计算下列三种情况纵三向受力钢筋截面面积As ：（1）当选用HPB235级钢筋时，（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN ·m 时。
最后，对三种结果进行比较分析。
『解』先假定受力钢筋按一排布置，a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm（1）当选用HPB235钢筋时：查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A ：S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9200⨯=14192mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm（2）当选用HRB335钢筋时：查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A ：S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=9932mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm（3）当选用HPB235钢筋M=180 kN ·m 时：查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6218010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A ：S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9210⨯=23842mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm（4）当选用HRB335钢筋M=180 kN ·m 时：查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6218010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A ：S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=16692mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm（5）分析：当选用高级别钢筋时，yf 增大，可减少S A ；当弯矩增大时，S A 也增大。
4－3、某大楼中间走廊单跨简支板（图4－50），计算跨度l ＝2.18m ，承受均布荷载设计值g+q=6KN/m( 包括自重)，混泥土强度等级为C20， HPB235级钢筋，试确定现浇板的厚度h 及所需受拉钢筋截面面积As ，选配钢筋，并画钢筋配置图。
计算时，取b = 1.0m ，a s = 25mm 。
『解』（1）设板厚为60mm ，a s =25mm则 0h =h —a s =60—25=35mm最大弯矩 M=18（g+q ）20l =18×6×22.18= kN ·m查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=受压区高度x ：x =0h 〔1〕=13mm(2)求受拉钢筋面积S AS A =1c y f bx f α=1.09.6100013210⨯⨯⨯=5942mmS A ≥min ρbh=%⨯1000⨯60=2mm ξ=0x h =1335=<b ξ=选用8@80mm, S A =6292mm （3）绘配筋图：4－5、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b × h= 200mm ×500mm ，混泥土强度等级为C25， HRB335级钢筋（218），As ＝509mm2，试计算梁截面上承受弯矩设计值M=80KN ·m 时是否安全？ 『解』（1）先假定受力钢筋按一排布置，a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=受压区高度x ：χ=1y sc f A f b α=30050911.9200⨯⨯=64.16 mm <b ξ⨯0h =255.75 mm（2）所能承载的弯矩值u M =1αc f b x (0h -2x )=⨯⨯⨯-64.162 kN ·mu M < M=80 kN ·m所以该配筋不安全。
4－9、一简支钢筋混泥土矩形梁（图4－51），b ×h= 250mm ×500mm ，承受均布荷载标准值qk=20KN/m,恒载设计值gk=m, HRB335级钢筋，混泥土强度等级为C25，梁内配有416钢筋。
（荷载分项系数：均布活荷载γQ=，恒荷载γG=，计算跨度L0＝4960mm+240mm=5200mm ）。
试验算梁正截面是否安全？『解』（1）先计算梁跨中在荷载下 产生的弯矩：荷载：g+q=⨯-⨯ kN/mM 中=18（g+q ）2l =18⨯⨯25.2= kN ·m（2）验算416的配筋所能承载的弯矩：先假定受力钢筋按一排布置，a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ= ，S A =8042mmξ=10s yc A f bh f α=8043001.020046511.9⨯⨯⨯⨯=<b ξ=s α=ξ-ξ=u M =s α20bh 1αc f =⨯⨯2465⨯⨯u M M 中所以该配筋不安全。
4－12、已知一矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ，弯矩设计值M=216KN ·m ，混泥土强度等级为C30，在受压区配有320的受压钢筋。
时计算受拉钢筋截面面积As(HRB335级钢筋) 『解』（1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置a s =s a '=60mm 0h =h —a s =500—60=440mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得：1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , y f '=300N/2mm , b ξ=受压区高度x ：x =0h-=440-又120mm=2s a '<x <b ξ0h =(2) 求受拉钢筋面积S AS A =1y s c yf A f bx f α''+=30094214.320097.0300⨯+⨯⨯=18672mm取620 ，S A =18842mm（3） 绘配筋图：4－13、已知一矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ，弯矩设计值M=，混泥土强度等级为C20，已配HRB335受拉钢筋620，试复核该梁是否安全。