混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下:当正截面处于非均匀受压时,cu ε的取值随混凝土强度等级的不同而不同,即cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,且当计算的cu ε值大于0.0033时,取为0.0033;当正截面处于轴心均匀受压时,cu ε取为0.002。
4.2所谓“界限破坏”,是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时,受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。
此时,受压区混凝土边缘纤维的应变c ε=cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,受拉钢筋的应变s ε=y ε=f y /E s 。
4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据;第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据;第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。
所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。
正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。
4.4当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态;当min ρρ<时发生少筋破坏形态;当b ρρ>时发生超筋破坏形态。
与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。
由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大,造成不经济,且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度,使得配置过多的受拉钢筋不能充分发挥作用,造成钢材的浪费,且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
4.5纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值,称为纵向受拉钢筋的配筋百分率,简称配筋率,用ρ表示。
混凝土结构(第五版)课后习题答案精华版
《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)重庆大学第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
混凝土结构设计原理(第五版)答案2
《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)第3章 按近似概率理论的极限状态设计法思 考 题3.1 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力称为结构的可靠性。
它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。
结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求;结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。
3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用,荷载则为“作用”中的一种,属于直接作用,其特点是以力的形式出现的。
影响结构可靠性的因素有:1)设计使用年限;2)设计、施工、使用及维护的条件;3)完成预定功能的能力。
结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。
由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差,使得结构构件的抗力具有不确定的性质,所以抗力是一个随机变量。
3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为两类,一类是承载能力极限状态,即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。
另一类是正常使用极限状态,即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。
3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。
结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,业主可提出要求,经主管部门批准,也可按业主的要求确定。
结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用,只是其完成预定功能的能力越来越差了。
3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。
μ越大,表示曲线离纵轴越远;σ越大,表示数据越分散,曲线扁而平;反之,则数据越集中,曲线高而窄。
混凝土结构设计原理(第五版)答案2.
《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)第3章 按近似概率理论的极限状态设计法思 考 题3.1 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力称为结构的可靠性。
它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。
结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求;结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。
3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用,荷载则为“作用”中的一种,属于直接作用,其特点是以力的形式出现的。
影响结构可靠性的因素有:1)设计使用年限;2)设计、施工、使用及维护的条件;3)完成预定功能的能力。
结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。
由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差,使得结构构件的抗力具有不确定的性质,所以抗力是一个随机变量。
3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为两类,一类是承载能力极限状态,即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。
另一类是正常使用极限状态,即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。
3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。
结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,业主可提出要求,经主管部门批准,也可按业主的要求确定。
结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用,只是其完成预定功能的能力越来越差了。
3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。
μ越大,表示曲线离纵轴越远;σ越大,表示数据越分散,曲线扁而平;反之,则数据越集中,曲线高而窄。
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《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
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Z=R-S<0(即构件失效)出现的概率即为失效概率pf,可靠概率ps=1-pf,目标可靠指标就是使结构在按承载能力极限状态设计时其完成预定功能的概率不低于某一允许的水平时的可靠指标。可靠指标β与失效概率pf之间有一一对应的关系,它们都可以用来衡量结构可靠度。可靠指标β可按公式β=μz/σz=(μR-μS)/确定。我国“规范”采用的概率极限状态设计法是一种近似方法,因为其中用到的概率统计特征值只有平均值和均方差,并非实际的概率分布,并且在分离导出分项系数时还作了一些假定,运算中采用了一些近似的处理方法,因而计算结果是近似的,所以只能称为近似概率设计法。
正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。μ越大,表示曲线离纵轴越远;σ越大,表示数据越分散,曲线扁而平;反之,则数据越集中,曲线高而窄。正态分布概率密度曲线的主要特点是曲线呈钟形,并以x=μ为对称轴呈对称分布,峰点横座标为平均值μ,峰点两侧μ±σ处各有一个反弯点,且曲线以x轴为渐近线。
建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,业主可提出要求,经主管部门批准,也可按业主的要求确定。结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用,只是其完成预定功能的能力越来越差了。
结构或材料承受的荷载或应力不变,而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响,它会使构件的变形增加,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象,在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有:1)时间参数;2)混凝土的应力大小;3)加载时混凝土的龄期;4)混凝土的组成成分;5)混凝土的制作方法及养护条件;6)构件的形状及尺寸;7)钢筋的存在等。减少徐变的方法有:1)减小混凝土的水泥用量和水灰比;2)采用较坚硬的骨料;3)养护时尽量保持高温高湿,使水泥水化作用充分;4)受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。
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《混凝土结构设计原理》2003年8月第4章 受弯构件的正截面受弯承载力习 题4.1 查表知,环境类别为一类,混凝土强度等级为C30时梁的混凝土保护层最小厚度为25mm 。
故设a s =35mm ,则h 0=h -a s =500-35=465mm 由混凝土和钢筋等级,查表得:f c =14.3N/mm 2,f t =1.43 N/mm 2,f y =300N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.55求计算系数116.04652503.140.1109026201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则55.0124.076.01211b s =<=-=--=ξαξ,可以。
938.0)76.01(5.02211ss =+=-+=αγ故688465938.0300109060s y s =⨯⨯⨯==h f MA γmm 226850025030043.145.0)45.0(y t s =⨯⨯⨯=>bh f f A mm 2 且250500250002.0002.0=⨯⨯=>bh A s mm 2,满足要求。
选用318,A s =763mm 2,配筋图如图1所示。
4.2 梁自重:25.245.002.025'k=⨯⨯=g kN/m则简支梁跨中最大弯矩设计值:M 1=)(2Qik Ci Qi Q1k Q1GkG 0∑=++ni M M M ψγγγγ=]81)(81[2k Q 2'k k G0l q l g g ⋅++⋅γγγ 465500352503 18图1图2=1.0×[222.58814.12.5)25.25.9(812.1⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯] =85.514kN ·mM 2=)(1Qik Ci Qi GkG 0∑=+ni M M ψγγγ=]81)(81[2k Ci Q 2'k k G0l q l g g ψγγγ⋅++⋅ =1.0×[222.58817.04.12.5)25.25.9(8135.1⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯]=80.114 kN ·mM =max {M 1,M 2}=85.514 kN ·m查表知,环境类别为二类,混凝土强度等级为C40,梁的混凝土保护层最小厚度为30mm ,故设a s =40mm ,则h 0=h -a s =450-40=410mm 由混凝土和钢筋等级,查表得:f c =19.1 N/mm 2,f t =1.71 N/mm 2,f y =360N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.518求计算系数133.04102001.190.110514.8526201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则518.0143.0211b s =<=--=ξαξ,可以。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
第10章 预应力混凝土构件思 考 题10.1 为了防止钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,防止因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构,也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以采用对构件施加预应力的方法来解决,即设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态。
预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度,并取得节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点。
其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂,且延性也差些。
10.2 预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土,因为强度高的混凝土对采用先张法的构件,可提高钢筋预混凝土之间的粘结力,对采用后张法的构件,可提高锚固端的局部承压承载力。
预应力混凝土构件的钢筋〔或钢丝〕也要求由较高的强度,因为混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋张拉应力的大小,考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失,因此需要采用较高的张拉应力,也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。
10.3 张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制到达的最大应力值。
其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值,以con σ表示。
张拉控制应力的取值不能太高也不能太低。
如果张拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。
如果张拉控制应力取值过高,则可能引起以下问题:1〕在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂,对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏;2〕构件出现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差;3〕为了减小预应力损失,有时需进行超张拉,有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度,使钢筋产生较大塑性变形或脆断。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题标准答案
第10章 预应力混凝土构件思 考 题10.1 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,避免因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构,也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以采用对构件施加预应力的方法来解决,即设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态。
预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度,并取得节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点。
其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂,且延性也差些。
10.2 预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土,因为强度高的混凝土对采用先张法的构件,可提高钢筋预混凝土之间的粘结力,对采用后张法的构件,可提高锚固端的局部承压承载力。
预应力混凝土构件的钢筋(或钢丝)也要求由较高的强度,因为混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋张拉应力的大小,考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失,因此需要采用较高的张拉应力,也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。
10.3 张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。
其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值,以con σ表示。
张拉控制应力的取值不能太高也不能太低。
如果张拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。
如果张拉控制应力取值过高,则可能引起以下问题:1)在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂,对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏;2)构件出现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差;3)为了减小预应力损失,有时需进行超张拉,有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度,使钢筋产生较大塑性变形或脆断。
混凝土结构设计原理第五版课后复习题答案
思考题10.1为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早岀现,避免因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构,也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以采用对构件施加预应力的方法来解决,即设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态。
预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度,并取得节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点。
其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂,且延性也差些。
10.2预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土,因为强度高的混凝土对采用先法的构件,可提高钢筋预混凝土之间的粘结力,对采用后法的构件,可提高锚固端的局部承压承载力。
预应力混凝土构件的钢筋(或钢丝)也要求由较高的强度,因为混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋拉应力的大小,考虑到构件在制作过程中会岀现各种应力损失,因此需要采用较高的拉应力,也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。
10.3拉控制应力是指预应力钢筋在进行拉时所控制达到的最大应力值。
其值为拉设备所指示的总拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值,以con表示。
拉控制应力的取值不能太高也不能太低。
如果拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。
如果拉控制应力取值过高,则可能引起以下问题:1)在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂,对后法构件可能造成端部混凝土局压破坏;2)构件岀现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差;3)为了减小预应力损失,有时需进行超拉,有可能在超拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度,使钢筋产生较大塑性变形或脆断。
对于相同的钢种,先法的拉控制应力的取值高于后法,这是由于先法和后法建立预应力的方式是不同的。
混凝土结构第五版课后习题答案
混凝土结构第五版课后习题答案【篇一:混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案】>思考题及习题(参考答案)苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2 钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3 本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在0.55ftk?0.88?0.395fcu,?)0.45??2。
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混凝土结构设计原理〔第五版〕课后习题答案云南农业大学及其他《混凝土结构设计原理》思考题及习题〔参考答案〕苏州科技学院土木工程系 2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋到达屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有:1〕经济性好,材料性能得到合理利用;2〕可模性好;3〕耐久性和耐火性好,维护费用低;4〕整体性好,且通过适宜的配筋,可获得较好的延性;5〕刚度大,阻尼大;6〕就地取材。
缺点有:1〕自重大;2〕抗裂性差;3〕承载力有限;4〕施工复杂;5〕加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理〞和“混凝土结构设计〞两局部。
前者主要讲述各种混凝土根本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的根本理论,属于专业根底课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1〕加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2〕突出重点,并注意难点的学习;3〕深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的根本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
混凝土结构设计原理第五版课后复习题答案
思考题10.1为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早岀现,避免因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构,也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以采用对构件施加预应力的方法来解决,即设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态。
预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度,并取得节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点。
其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂,且延性也差些。
10.2预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土,因为强度高的混凝土对采用先法的构件,可提高钢筋预混凝土之间的粘结力,对采用后法的构件,可提高锚固端的局部承压承载力。
预应力混凝土构件的钢筋(或钢丝)也要求由较高的强度,因为混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋拉应力的大小,考虑到构件在制作过程中会岀现各种应力损失,因此需要采用较高的拉应力,也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。
10.3拉控制应力是指预应力钢筋在进行拉时所控制达到的最大应力值。
其值为拉设备所指示的总拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值,以con表示。
拉控制应力的取值不能太高也不能太低。
如果拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。
如果拉控制应力取值过高,则可能引起以下问题:1)在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂,对后法构件可能造成端部混凝土局压破坏;2)构件岀现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差;3)为了减小预应力损失,有时需进行超拉,有可能在超拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度,使钢筋产生较大塑性变形或脆断。
对于相同的钢种,先法的拉控制应力的取值高于后法,这是由于先法和后法建立预应力的方式是不同的。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案47402
《混凝土结构设计原理》1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2 钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3 本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章 混凝土结构材料的物理力学性能思 考 题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
混凝土结构设计原理(第五版)答案2.
《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)第3章 按近似概率理论的极限状态设计法思 考 题3.1 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力称为结构的可靠性。
它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。
结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求;结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。
3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用,荷载则为“作用”中的一种,属于直接作用,其特点是以力的形式出现的。
影响结构可靠性的因素有:1)设计使用年限;2)设计、施工、使用及维护的条件;3)完成预定功能的能力。
结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。
由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差,使得结构构件的抗力具有不确定的性质,所以抗力是一个随机变量。
3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为两类,一类是承载能力极限状态,即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。
另一类是正常使用极限状态,即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。
3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。
结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,业主可提出要求,经主管部门批准,也可按业主的要求确定。
结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用,只是其完成预定功能的能力越来越差了。
3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。
μ越大,表示曲线离纵轴越远;σ越大,表示数据越分散,曲线扁而平;反之,则数据越集中,曲线高而窄。
溷凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
溷凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案《混凝土结构设计原理》《厦门大学土木工程系》第1章导论中的思维问题与习题(参考答案)1.1钢筋混凝土梁破坏的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形大,征兆明显,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土抗压能力强、钢筋抗拉能力弱、抗拉能力强的特点,混凝土主要用于承受梁中性轴以上受压区的压力,钢筋主要用于承受中性轴以下受拉区的拉力。
即使在受拉区域的混凝土开裂后,梁仍能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度,荷载略微增加,受压区域的混凝土被压碎,梁受损。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间有良好的粘结力,且钢筋与混凝土的温度线膨胀系数非常接近,当温度变化时,不会产生较大的温度应力,破坏钢筋与混凝土之间的粘结,从而保证钢筋与混凝土的协同工作。
一点二钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3本课程的主要内容分为两部分:“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”。
前者主要介绍混凝土结构的基本理论,如各种混凝土基本构件的力学性能、截面设计计算方法和结构,属于专业基础课程的内容;后者主要介绍梁板结构、单层厂房、多层及高层建筑、道路桥梁的结构设计,属于专业课程内容。
学习本课程应注意以下几个问题:1)加强实验和实践教学环节,注意拓展知识面;2)突出重点,注意学习难点;3)深刻理解重要概念,掌握设计和计算的基本技能,避免死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考问题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃温度和相对湿度超过90%,在潮湿空气中持续28天,根据标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定。
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《混凝土结构设计原理》2003年8月第4章 受弯构件的正截面受弯承载力习 题4.1 查表知,环境类别为一类,混凝土强度等级为C30时梁的混凝土保护层最小厚度为25mm 。
故设a s =35mm ,则h 0=h -a s =500-35=465mm 由混凝土和钢筋等级,查表得:f c =14.3N/mm 2,f t =1.43 N/mm 2,f y =300N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.55求计算系数116.04652503.140.1109026201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s ααM 1=)(2Qik Ci Qi Q1k Q1GkG 0∑=++ni M M M ψγγγγ=]81)(81[2k Q 2'k k G0l q l g g ⋅++⋅γγγ=1.0×[222.58814.12.5)25.25.9(812.1⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯] =85.514kN ·mM 2=)(1Qik Ci Qi GkG 0∑=+ni M M ψγγγ=]81)(81[2k Ci Q 2'k k G0l q l g g ψγγγ⋅++⋅ =1.0×[222.58817.04.12.5)25.25.9(8135.1⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯]=80.114 kN ·mM =max {M 1,M 2}=85.514 kN ·m查表知,环境类别为二类,混凝土强度等级为C40,梁的混凝土保护层最小厚度为30mm ,故设a s =40mm ,则h 0=h -a s =450-40=410mm 由混凝土和钢筋等级,查表得:f c =19.1 N/mm 2,f t =1.71 N/mm 2,f y =360N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.518(1) 计算最大弯矩设计值M 方法一:M 砂浆=20×0.02×1×1×0.5+20×0.02×1×1×0.5=0.4kN ·m M 砼板=25×0.06×1×1×0.5+25×1/2×0.02×1×1×(1/3×1)=0.83kN ·m M Gk =0.4+0.83=1.23 kN ·m 方法二: M Gk =⎰⎰=-=⨯⨯⨯-101023.1)5.08.2(1)5.08.2(dx x x x dx x kN ·m又M Qk =P ×l =1×1=1 kN ·m 故雨篷板根部处的最大弯矩设计值:M 1=)(2Qik Ci Qi Q1k Q1GkG 0∑=++ni M M M ψγγγγ=1.0×(1.2×1.23+1.4×1)=2.876 kN ·mM 2=)(1Qik Ci Qi GkG 0∑=+ni M M ψγγγ=1.0×(1.35×1.23+1.4×0.7×1)=2.6405 kN ·m M =max {M 1,M 2}=2.876 kN ·m(2)查表知,环境类别为二类,混凝土强度等级为C25时,板的混凝土保护层最小厚度为25mm ,故设a s =30mm ,则h 0=h -a s =80-30=50mm 由砼和钢筋的强度等级,查表得:f c =11.9 N/mm 2,f t =1.27 N/mm 2,f y =300 N/mm 21α=1.0,b ξ=0.550则 097.05010009.110.110876.226201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα518.0102.0211b s =<=--=ξαξ,可以。
949.02211ss =-+=αγ故20250949.030010876.260s y s =⨯⨯⨯==h f MA γmm 24.152801000=⨯mm 2 160=mm 2,满足要求。
c t y 2,1α=1.0,b ξ=0.55查表知,环境类别为一类,混凝土强度等级为C30,梁的混凝土保护层最小厚度为25mm ,故设a s =35mm ,则h 0=h -a s =450-35=415mms A =804mm 219345020030043.145.0)45.0(y t =⨯⨯⨯=>bh f f mm 2且180450200002.0002.0=⨯⨯=>bh A s mm 2,满足要求。
又203.03.140.13000097.0c1y=⨯⨯==f f αρξ<b ξ=0.55满足适用条件。
故 M u =)5.01(20c 1ξξα-bh f=)203.05.01(203.04152003.140.12⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=89.84kN ·m >M =70kN ·m ,安全。
4.5 f c =11.9N/mm 2,f y ='y f =300N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.55查表知,环境类别为二类,混凝土强度等级为C25,梁的混凝土保护层最小厚度为25mm ,故设's a =35mm 。
假设受拉钢筋放两排,故a s =60mm ,则h 0=h -a s =500-60=440mm 取ξ=b ξ,则's A =)()5.01('s 0'y b b 20c 1a h f bh f M ---ξξα=)35440(300)55.05.01(55.04402009.110.11026026-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=628mm 2f y ='y f =360N/mm 2,1α=1.0,1β=0.8,b ξ=0.518鉴别类型:假设受拉钢筋排成两排,故取a s =60mm ,则h 0=h -a s =750-60=690mm)10021690(1005501.190.1)2('f 0'f'fc 1⨯-⨯⨯⨯⨯=-h h h b f α=672.32kN ·m >M =500kN ·m属于第一种类型的T 形梁。
以'f b 代替b ,可得100.06905501.190.1105002620'f c 1s =⨯⨯⨯⨯==h b f M αα则518.0106.0211b s =<=--=ξαξ,可以。
947.02211ss =-+=αγ故2126690947.03601050060s y s =⨯⨯⨯==h f MA γmm 240175025036071.145.0)45.0(y t =⨯⨯⨯=>bh f f mm 2mm 2,满足要求。
=360N/mm 2,鉴别类型:假设受拉钢筋排成两排,故取a s =60mm ,则h 0=h -a s =750-60=690mm5.2798.0)2('f 0'f'fc 1⨯=-h h h b f α=948.64kN ·m >M 仍然属于第一种类型的T A s =2200mm 2。
由此可见,对于此T 形梁,选用C40对增大受弯构件正截面受弯承载力的作用不显著。
4.7 f c =14.3N/mm 2,y f ='y f =300N/mm 2,1α=1.0,b ξ=0.55鉴别类型:假设受拉钢筋排成两排,故取a s =60mm ,则h 0=h -a s =500-60=440mm)8021440(804003.140.1)2('f 0'f'fc 1⨯-⨯⨯⨯⨯=-h h h b f α=183.04kN ·m <M =250kN ·m属于第二种类型的T 形梁。
)2()('0''11f ff c h h h b b f M --=α=)8021440(80)200400(3.140.1⨯-⨯⨯-⨯⨯ =91.52kN ·mM 2=M -M 1=250-91.52=158.48kN ·m286.04402003.140.11048.1582620c 12s =⨯⨯⨯⨯==bh f M αα 则55.0346.0211b s =<=--=ξαξ,可以。
827.02211ss =-+=αγ1452440827.03001048.15860s y 2s2=⨯⨯⨯==h f M A γmm 276380)200400(3.140.1)('f 'f c 1=⨯-⨯⨯-h b b f αmm 25.1 (1)验算截面条件4325.2200355000w <=-==b h b h ,属厚腹梁 c β=1 4652003.14125.025.00c c ⨯⨯⨯⨯=bh f β=332475N>V =1.4×105N截面符合要求。
(2)验算是否需要计算配置箍筋46520043.17.07.00t ⨯⨯⨯=bh f =93093N <V =1.4×105故需要进行配箍计算。
(3)配置箍筋(采用HPB235级钢筋)0sv1yv 0t 25.17.0h snA f bh f V ⋅⋅+≤ 46521025.193093104.1sv15⨯⨯⨯+=⨯s nA则384.046521025.193093104.15sv1=⨯⨯-⨯=s nA 选配箍筋φ8@200,实有384.0503.02003.502sv1>=⨯=s nA (可以) 200503.0sv1sv sv ===bs nA bs A ρ=0.25% 21043.124.024.0y v t min sv,⨯=⋅=f f ρ=0.163%<sv ρ(可以) 5.2 (1)当V =6.2×104 N 时1)截面符合要求2)验算是否需要配置箍筋0.7f t bh 0=93093N >V =6.2×104 N仅需按构造配置箍筋,选配箍筋φ8@300 (2)当V =2.8×105N 时 1)截面符合要求2)验算是否需要计算配置箍筋0.7f t bh 0=93093N <V =2.8×105故需要进行配箍计算3)配置箍筋(采用HRB335级)V ≤0sv1y v 0t 25.17.0h nA f bh f ⋅⋅+ 072(可以) 200sv =ρ=0.654%>30043.124.024.0y v t min sv,⨯=⋅=f f ρ =0.114%(可以)5.3 (1)求剪力设计值如图4所示为该梁的计算简图和内力图,计算剪力值列于图4中。