钢筋混凝土结构设计原理一二三
混凝土结构设计中的钢筋计算原理
混凝土结构设计中的钢筋计算原理混凝土结构是现代建筑中常用的一种结构形式，其设计中涉及到许多关键的计算原理，其中钢筋计算是其中一个重要的环节。
本文将会详细介绍混凝土结构设计中的钢筋计算原理。
一、混凝土结构设计中的钢筋计算目的混凝土结构设计中的钢筋计算是为了确定混凝土受力状态下所需的钢筋数量和布局方式，以保证结构的安全性和可靠性。
具体而言，钢筋计算的目的包括以下几点：1.确定混凝土结构中钢筋的截面积和数量，以满足结构在使用和极限状态下的力学要求。
2.确定钢筋的布置方式，以保证结构的承载能力和刚度。
3.确保混凝土结构在使用寿命内，能够满足使用要求和耐久性要求。
二、混凝土结构设计中的钢筋计算方法在混凝土结构设计中，通常采用以下方法来进行钢筋计算：1.弹性计算法弹性计算法是最常用的一种计算方法，它采用钢筋弹性模量和混凝土弹性模量来计算钢筋和混凝土的应力和应变。
在这个方法中，钢筋截面积和数量的确定是由结构的受力状态和工作条件来决定的。
具体而言，这个方法是通过下列公式来计算钢筋的截面积：As = (fctm / fyk) * b * d其中，As表示钢筋的截面积，fctm表示混凝土的抗拉强度设计值，fyk表示钢筋的屈服强度设计值，b表示截面宽度，d表示截面高度。
2.极限状态设计法极限状态设计法是另一种常用的计算方法，它是根据混凝土结构在极限状态下的承载能力和变形能力来确定钢筋的数量和位置。
在这个方法中，钢筋的数量和位置是由结构的受力状态、荷载和工作条件来决定的。
具体而言，这个方法是通过下列公式来计算钢筋的截面积：As = (Ned - Nrd) / (fyd * eta * k)其中，Ned表示结构的设计轴向力，Nrd表示钢筋的抗轴向压力设计值，fyd表示钢筋的屈服强度设计值，eta表示钢筋的弯曲系数，k表示混凝土的等效长度系数。
三、混凝土结构设计中的钢筋计算步骤在进行混凝土结构设计中的钢筋计算时，通常需要按照以下步骤进行：1.确定结构的受力状态和荷载情况。
专升本模拟题-钢筋混凝土结构设计原理-一二三
《钢筋混凝土结构设计原理》试卷一一、填空题1、钢筋和混凝土的物理力学性能不同，它们能够结合在一起共同工作的主要原因是和。
2、钢筋的变形性能用和两个基本指标表示。
3、钢筋强度标准值用于极限状态的验算，设计值用于极限状态的计算。
4、冷拔可以同时提高钢筋的强度和强度。
5、《规范》规定以边长为的立方体在20±3℃的温度和相对湿度在以上的潮湿空气中养护，依照标准试验方法测得的具有保证率的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，并用符号f cu,k表示。
6、适筋梁的破坏始于，它的破坏特征属于破坏。
超筋梁的破坏始于，它的破坏特征属于破坏。
7、斜截面受弯承载力是通过来予以保证的。
1 钢筋和混凝土之间的粘结力钢筋和混凝土的线膨胀系数数值相近2 伸长率冷弯性能3 正常使用承载能力4 抗拉抗压5 150mm 90% 28d 95%6 纵向受拉钢筋先屈服塑性受压区混凝土先压碎脆性7 剪跨比二、选择题1、混凝土保护层厚度是指（B ）(A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离(B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离(C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离2、单筋矩形截面梁正截面承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是（ C ）(A) 纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈高(B) 纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈小(C) 适筋条件下，纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈大3、少筋梁正截面受弯破坏时，破坏弯矩是（A ）(A) 小于开裂弯矩(B) 等于开裂弯矩(C) 大于开裂弯矩4、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，对同样的构件，其斜截面承载力的关系为（ B ）(A) 斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏(B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏(C) 剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏(D) 剪压破坏=斜压破坏>斜拉破坏5、混凝土柱的延性好坏主要取决于（B ）(A) 混凝土的强度等级(B) 纵向钢筋的数量(C) 箍筋的数量和形式三、简答题1、结构极限状态的定义是什么？有哪几类？参考答案：答：整个结构或结构的一部分超过某一特定临界状态就不能满足设计规定的某一功能要求，该特定临界状态称为该功能的极限状态。
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1．× 2．√3.×4.×5．×6．√7．×8．×9．√10．√三、简答题1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；2）接近的温度线膨胀系数；3）混凝土对钢筋的保护作用。
2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。
答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。
钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。
梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。
同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。
3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。
4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构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承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。
结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。
5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。
钢筋混凝土结构设计原理
钢筋混凝土结构设计原理一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其设计原理包括结构设计的基本概念、设计方法和规范要求等方面。
本文将从这些方面详细介绍钢筋混凝土结构设计的原理。
二、结构设计的基本概念1.受力构件受力构件是指在结构中承受荷载并传递荷载的构件。
在钢筋混凝土结构中，受力构件包括梁、柱、板、墙等。
在进行结构设计时，需要根据受力构件的不同特点和荷载情况进行合理的尺寸设计和选材。
2.荷载荷载是指作用在结构上的外部力或重量。
在结构设计中，需要根据荷载的类型和大小来确定结构的尺寸和强度等参数。
常见的荷载类型包括重力荷载、风荷载、地震荷载等。
3.荷载组合荷载组合是指将荷载按照一定的规定进行组合，以考虑不同荷载同时作用时的叠加效应。
在结构设计中，需要根据不同的荷载组合情况来确定结构的安全性和稳定性等参数。
4.安全系数安全系数是指在设计时为保证结构的安全可靠性而设置的一个系数。
在钢筋混凝土结构设计中，常见的安全系数包括强度安全系数、挠度安全系数、翻覆安全系数等。
三、设计方法1.弹性设计法弹性设计法是指在设计时假定结构中的构件在荷载作用下仍处于弹性阶段，通过计算荷载和构件的弹性变形来确定结构的尺寸和强度等参数。
在弹性设计法中，常见的计算方法包括等效荷载法、叠加荷载法、极限平衡法等。
2.极限状态设计法极限状态设计法是指在设计时考虑结构在荷载作用下可能发生的失稳或破坏状态，通过确定结构的安全性和稳定性等参数来确定结构的尺寸和强度等参数。
在极限状态设计法中，常见的计算方法包括极限平衡法、塑性分析法、有限元法等。
3.变形控制设计法变形控制设计法是指在设计时通过控制结构的变形来保证结构的安全性和稳定性。
在变形控制设计法中，常见的计算方法包括挠度限值法、刚度比法等。
四、规范要求1.设计规范设计规范是指在进行钢筋混凝土结构设计时需要遵守的规范性文件。
国内常见的设计规范包括《混凝土结构设计规范》、《钢筋混凝土结构设计规范》等。
钢筋混凝土结构设计原理
钢筋混凝土结构设计原理1. 引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一。
它由水泥、砂、骨料和钢筋组成，具有很高的强度和耐久性。
钢筋混凝土结构设计是指根据结构的荷载要求和性能要求，确定结构的形式、尺寸、布置和材料，并进行结构计算和施工图绘制的过程。
2. 钢筋混凝土材料钢筋混凝土结构主要由水泥、砂、骨料和钢筋组成。
水泥是结构中的胶凝材料，用于粘合砂、骨料和钢筋。
砂和骨料是结构的骨架材料，用于提供混凝土的强度和稳定性。
钢筋是结构的加固材料，用于抵抗拉力。
3. 结构形式和尺寸钢筋混凝土结构可以采用梁柱结构、框架结构、板壳结构等不同的形式。
选择结构形式的依据是根据结构的荷载情况、空间布置和使用要求来确定的。
结构的尺寸需要根据荷载要求和构件的强度来进行计算，确保结构的安全性和承载能力。
4. 结构布置和钢筋配筋钢筋混凝土结构的布置是指各个构件在空间中的位置和相互关系。
布置的原则是要满足结构的荷载要求，并保持结构的整体稳定性。
钢筋配筋是指将钢筋按照一定的规则和要求布置在混凝土构件中，以提供抗拉、抗弯和抗剪的能力。
5. 结构计算和验证钢筋混凝土结构的计算是指根据结构的荷载要求和性能要求，以及材料的力学特性，进行结构的静力学计算。
计算的内容包括结构的内力分析、截面计算和整体稳定性分析等。
计算结果需要进行验证，并进行必要的修改和调整。
6. 施工图绘制钢筋混凝土结构的施工图绘制是将结构设计图纸转化为施工现场所需的施工图纸。
施工图包括钢筋图、模板图、浇筑图等。
施工图需要符合相关的规范和标准，并提供足够的信息和细节，以确保施工的正确性和安全性。
7. 结论钢筋混凝土结构设计原理是根据结构的荷载要求和性能要求，确定结构的形式、尺寸、布置和材料，并进行结构计算和施工图绘制的过程。
通过合理的设计和施工，钢筋混凝土结构能够满足建筑的安全性、可靠性和耐久性的要求，成为现代建筑中最常见的结构形式之一。
以上内容以Markdown文本格式输出。
混凝土结构设计原理
绪论钢筋与混凝土能共同工作的原因：（1）钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；（2）钢筋与混凝土具有相近的温度线膨胀系数（钢材为 1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏；（3）混凝土对钢筋具有一定的保护作用。
第一章钢筋混凝土材料的物理力学性能1.立方体抗压强度fcu,k>轴心抗压强度fck>轴心抗拉强度ftk2.双向应力状态或三向应力状态：（1）双向压应力作用下，一向的抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向拉应力作用下，混凝土一向抗拉强度基本上与另一向拉应力的大小无关。
即双向受拉的混凝土强度与单向受强度基本一样：一向受拉一向受压时，无论是抗拉强度还是抗压强度都要降低。
（2）在三向受压状态中，由于侧向压应力的存在，混凝土受压后的侧向变形受到了约束，延迟和限制了沿轴线方向的内部微裂缝的发生和发展，因而极限抗压强度和极限压缩应变均有显著的提高，并显示了较大的塑性。
2.混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。
3.徐变的影响因素（1）内在因素是混凝土的组成和配比。
骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。
水灰比越小，徐变也越小。
构件尺寸越大，徐变越小。
（2）环境影响包括养护和使用条件。
受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。
采用蒸汽养护可使徐变减少（20~35）%。
受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。
4.收缩：混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。
5.钢筋按力学性能分为：一类是具有明显的物理屈服点的钢筋（软钢）另一种是无明显的物理屈服点的钢筋（硬钢）。
6.混凝土结构对钢筋性能的要求：○1强度：钢筋应具有可靠的屈服强度和极限强度，钢筋的强度越高，钢材的用量越少。
第一章 钢筋混凝土结构的基本原理
2.可变荷载组合值 当结构同时承受两种或两种以上的可变荷 载时，考虑到荷载同时达到最大值的可能性 较小，因此除主导荷载（产生最大荷载效应 的荷载）仍以其标准值为代表值外， 对其他 伴随荷载，可以将它们的标准值乘以一个小 于或等于1的荷载组合系数（ ψc）作为代表 值，称为可变荷载组合值，即
3.可变荷载频遇值 在设计基准期内，其超越的总时间为规定 的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。 它相当于在结构上时而或多次出现的较大荷 载，但总是小于荷载的标准值。 其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载频 遇值系数（ψf）：
2.结构抗力 结构或构件承受作用效应的能力（如受弯 承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容 许裂缝宽度[w]等），用“R ”表示。构件制 作完成后，结构的抗力是一定的，而作用效 应可能是变化的，结构抗力的大小取决于材 料的力学性能、构件的几何参数及计算模式 的精确性。
继续
第一章 钢筋混凝土结构的基本原理
基本组合 由可变荷载效应控制的组合：
由永久荷载效应控制的组合：
γG—永久荷载的分项系数，当永久荷载效应 对结构不利时，γG =1.35；当其对结构有利 时, γG =1.0（一般情况）；（抗倾覆、滑移、 漂浮γG =0.9）； γQi—第i个可变荷载分项系数，其中γQi为可 变荷载S QiK的分项系数。一般情况下取γQi =1.4 （当荷载＞4KN/m2, γQi =1.3）； SGK—按永久荷载标准值计算的荷载效应值； SQiK—按可变荷载标准值计算的荷载效应值， 其中SQiK为诸可变荷载效应中起控制作用者； ψci—可变荷载的组合值系数，其值不大于1， 由表1-2查取或按荷载规范规定使用； n —参与组合的可变荷载数.
混凝土结构设计原理答案
第2章-思考题2.1 混凝土立方体抗压强度f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和抗拉强度标准值f tk 是如何确定的？为什么f ck 低于f cu,k ？f tk 与f cu,k 有何关系？f ck 与f cu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度f cu,k ：以边长为150mm 的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）℃的温度和相对湿度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作为混凝土立方体抗压强度标准值。
轴心抗压强度标准值f ck ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。
轴心抗拉强度标准值f tk ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。
（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）为什么f ck 低于f cu,k ：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的约束（即“套箍作用”），而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的中部；由于棱柱体试件的高度较大，试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱体试件的抗压强度标准值f ck 都比立方体抗压强度标准值f cu,k 小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。
f tk 与f cu,k 的关系：()0.450.55,20.880.3951 1.645tk cu k c f f δα=⨯-⨯2c α-高强砼的脆性折减系数； δ-变异系数。
钢筋 混凝土结构设计的基本原理
(1) 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用频遇值效应相组合。
(2) 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用准永久值效应相组合。
3、在进行作用效应组合时需注意的问题：
（1）只有在结构上可能同时出现的作用，才 进行其效应的组合。
1.永久作用 在结构设计使用期内，其量值不 随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽 略不计的作用
2.可变作用 在结构设计使用期内，其量值随 时间而变化，其变化与平均值比较不可忽略的 作用。
3.偶然作用 在结构设计使用期内，出现的概 率很小，但一旦出现，其值很大且作用时间很 短的作用。
➢ 二、作用代表值
度作用效应为0.8，其他作用效应为1.0
正常使用极限状态采用作用的短期效应组合、 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期 效应组合的影响，计算主要进行下列三个 方面的验算：
➢ 1．抗裂验算
d L
➢ 2．裂缝宽度验算 Wtk WL
➢ 3．挠度验算
fd fc
三、工程实例
➢ 例1-1：某一钢筋混凝土简支梁，跨中截面恒载弯矩标 准M试Q值分1=别M6G2计=08k算N5梁0.mk跨N，.中m人，截群汽面荷车弯载荷矩弯载的矩弯基标矩本准标效值准应M值组Q2合=8、0k短N.期m效， 应组合和长期效应组合值(结构安全等级为二级）。
2、正常使用极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用 或耐久性能的某项规定值。当结构或构件出现下列 状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
➢ ①影响正常使用或外观的变形；
➢ ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏 （如过大的裂缝宽度）；
混凝土结构基本原理答案吕晓寅版 第一二三章
第一章1.钢筋和混凝土共同工作的条件是什么？答：(1)钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力。
(2)钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10−5，混凝土为1.0×10−5～1.5×10−5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间粘结力的破坏。
(3)混凝土包裹在钢筋的外面，可以是钢筋免于腐蚀和高温软化。
2.与其他结构材料相比，混凝土结构有哪些特点？答:优点:（1）材料利用合理；（2）可模性好；（3）耐久性和耐火性好；（4）现浇混凝土结构的整体性好；（5）刚度大阻尼大；（6）防振性和防辐射性能较好；（7）易于就地取材缺点：（1）自重大；（2）抗裂性大；（3）承载力低；（4）模板用量大3.学习本课程应注意哪些问题？答：（1）注意建立工程概念，多参加实践活动，如认识实习、课程设计等；（2）注意学科的特殊性。
混凝土材料物理力学性能复杂，结构理论大多建立在试验研究上，缺乏完善的理论体系，很多公式是由试验并经过工程实践检测得到；（3）关注混凝土学科的发展方向。
混凝土材料的主要发展方向是高强、轻质、耐久、提高抗裂性和易于成型，钢筋的发展方向是高强、较好的延性和较好的粘结锚固性能，钢混组合结构应用越来越广。
第二章1.热轧钢筋有哪些品种，分别用什么符号表示？有明显屈服点的钢筋拉伸时分哪几个阶段？答：热轧钢筋根据其强度的高低，分为四个级别，每个级别又多一个或多个牌号。
各钢筋级别为：①I级筋：HPB300级（符号φ）；②II级筋：HRB335级（符号）和HRBF335级（符号）；③III级筋：HRB400级（符号）、HRBF400级（符号）和RRB400级（符号，余热处理III级筋）④IV级筋:HRB500级（符号）和HRBF500级（符号）。
HPB表示热轧光圆钢筋；HRB表示热轧带肋钢筋；HRBF表示细晶粒热轧带肋钢筋；RRB表示余热处理的带肋钢筋。
《钢筋混凝土结构设计原理》重点
《钢筋混凝土结构设计原理》重点与难点第一章混凝土结构所用的材料疑难解答☆问：月牙肋的钢筋或者螺纹钢筋，公称直径既不是内径也不是外径，如何换算出来的，有公式吗？答：取1m长度，称出重量，令其与长度为1m，截面直径为d的圆柱体重量相等，则此直径d就是变形钢筋的当量直径，或称公称直径。
☆问：公路混凝土规范JTG D62和GB50010中钢筋的符号竟然不相同，什么原因？答：(1)GB50010-2002混凝土设计规范P18注2，指出HPB235钢筋系指GB13013中的Q235钢筋，RRB400钢筋系指GB13014中的KL400钢筋。
(2)JTGD62－2004公路混凝土规范P11注2，指出R235钢筋系指GB13013－1991中的Ⅰ级钢筋，练习题一、单项选择题1．以下说法正确的是（）N/mm2N/mm2N/mm22．混凝土的侧向约束压应力提高了混凝土的（）3．减小混凝土徐变的措施是（）A.加大水泥用量，提高养护时的温度和湿度B.加大骨料用量，提高养护时的温度，降低养护时的湿度C.延迟加载龄期，降低养护时的温度和湿度D.减小水泥用量，提高养护时的温度和湿度4．截面上同时存在正应力和剪应力时（）A.剪应力降低了混凝土的抗拉强度，但提高了抗压强度C.不太高的压应力可以提高混凝土的抗剪强度5．钢筋混凝土结果对钢筋性能的要求不包括（）A. 强度B. 塑性参考答案二、是非题1.对钢筋冷拉可以提高抗拉强度和抗压强度。
（）解答：以上说法是错误的。
对钢筋冷拉只可以提高抗拉强度，对钢筋冷拔可以同时提高抗拉强度和抗压强度。
2．一般情况下，梁上部钢筋的粘结强度高于梁下部钢筋。
（）解答：以上说法是正确的。
由于浇筑过程中混凝土泌水、离析等，所以梁下部钢筋与混凝土的粘结强度较上部低。
三、名词解释：1．混凝土强度等级答：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示f cu,k=30N/mm22．轴心抗压强度答：我国通常取150mm×150mm×450mm的棱柱体测定，用符号f c表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。
混凝土结构设计原理1--3章教案
《混凝土结构基本原理》1~3章教案第一章绪论内容的分析和总结本章主要讲述了混凝土结构的一般涵义，结构中配置钢筋的作用和要求以及钢筋混凝土结构的优缺点。
另外介绍了混凝土结构的发展和应用前景。
使学习者对混凝土结构有一个总体概念，并且阐述了本课程的特点和学习本课程应注意的问题。
学习的目的和要求1.学习目的通过对本章的学习，主要理解钢筋混凝土中配筋的作用和对配筋的基本要求，了解钢筋混凝土结构的优缺点，理解钢筋和混凝土共同工作的机理，了解混凝土结构的发展状况和学习本课程应该注意的问题。
2.学习要求(1)理解配筋的主要作用及对配筋的基本要求。
(2)了解结构或构件脆性破坏类型和延性破坏类型。
(3)了解钢筋混凝土结构的主要优缺点及其发展简况。
(4)掌握本课程的主要内容、任务和学习方法。
§1-1 混凝土的一般概念和特点一、混凝土结构的一般概念（P2图1－1）混凝土：水泥、砂、碎石制作的人造石材，简写为砼。
1．混凝土结构concrete structure，以混凝土为主制成的结构，包括：·素混凝土结构plain concrete structure，由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制作的结构。
·钢筋混凝土结构reinforced concrete structure，由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制作的结构。
·预应力混凝土结构prestressed concrete structure由配置预应力钢筋，再通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。
2．钢筋混凝土结构reinforced concrete structure，·钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土按照一定方式结合而成的结构。
·混凝土的抗压强度高，抗拉强度却很低（f t≈f c/10），受拉时极易开裂。
·钢材的抗拉、抗压强度都很高。
·配筋的作用：不仅可以提高结构承载力，而且可以改善结构受力性能。
混凝土结构设计原理考试1
一1混凝土钢筋共同工作的条件钢筋与混凝土之间存在粘接力，使两者能结合在一起。
钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。
钢筋埋置于混凝土中，混凝土对钢筋去保护作用。
2混凝土的优缺点优点：耐久性好，耐火性好，整体性好，可模型，就地取材，节约钢材。
缺点：自重大，抗裂性差，需要模板，施工工序复杂，周期较长，受季节气候英雄，隔热隔声差。
二3混凝土结构用钢筋分几类？应力-应变曲线各有什么特征？钢筋混凝土用钢筋：热轧钢筋，有明显的流幅（软钢）曲线4个阶段。
预应力混凝土用钢筋：钢绞线，预应力钢丝，无明显的流幅（软钢）曲线2个阶段。
4钢筋的强度和塑性指标？在混凝土设计中，钢筋强度如何取值？对钢筋性能有哪些要求？屈服强度和极限强度，延伸率和冷弯性能。
软钢采用屈服强度，硬钢采用0.85倍的极限强度。
性能要求：适当的强度和屈强比，足够的塑性，可焊性，耐久耐火性，与混凝土具有良好的粘结5对钢筋进行机械冷加工的目的？经加工后的性能有何变化？目的：为了节约钢材和扩大钢筋的应用范围。
变化：提高了钢筋的强度，但降低了塑性。
冷拉提高抗拉强度，降低抗压强度。
冷拔同时提高抗拉，抗压强度。
6混凝土的强度指标有哪些?什么是混凝土的强度等级？我国划分几级？同一强度等级的混凝土，比较各种强度指标值得大小，说明理由？指标：立方体抗压强度，轴心抗压强度，抗拉强度。
强度等级：混凝土力学强度指标的基本代表值。
划分14级。
由小到大：抗拉，轴心抗压，立方体抗压。
7简述混凝土在单向受压短期荷载作用下的应力-应变曲线特点。
混凝土时间的峰值应变和极限压应变各指什么？结构计算中如何取值？当荷载较小时，应力-应变关系接近于直线，随着荷载的增加，应力-应变关系偏离直线，应变的增长速度比应力增长快，随着荷载的进一步增加，应变增长速度进一步加快，应力-应变曲线的斜率急剧减小。
随后试件的承载能力随应变增长逐渐减小，当应力开始下降时，试件表面出现裂缝，应力下降加快，当应变在0.004-0.006是，应力下降减速，最后趋于稳定。
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1说明：本次作业对应于文字教材1至3章，应按相应教学进度完成。
一、选择题1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（A ）。
A．钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震B．取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强C．施工需要大量模板、工序复杂、周期较长、受季节气候影响大D．耐火性优、可模性好、节约钢材、抗裂性差2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（ D ）确定。
A．圆柱体抗压强度标准 B．轴心抗压强度标准值C．棱柱体抗压强度标准值D．立方体抗压强度标准值3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（A）为弹性系数。
A．弹性应变与总应变的比值B．塑性应变与总应变的比值C．弹性应变与塑性应变的比值D．塑性应变与弹应变的比值4．混凝土的变形模量等于（D ）。
A．应力与弹性应变的比值B．应力应变曲线原点切线的曲率C．应力应变曲线切线的斜率D．弹性系数与弹性模量之乘积5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ C ）作为条件屈服点。
A．75%B．80%C．85%D．70%6．结构的功能要求不包括（ D ）A 安全性B 适用性C 耐久性D 经济性7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（ B ）。
A 地震B 风荷载C 地基不均匀沉降D 温度变化8．（A ）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。
A 荷载标准值B 组合值C 频遇值D 准永久值二、判断题1．通常所说的混凝土结构是指素混凝土结构，而不是指钢筋混凝土结构。
（×）2．混凝土结构是以混凝土为主要材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、型钢等，组成承力构件的结构。
（√）3．我国《混凝土规范》规定：钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C10。
钢筋混凝土结构设计原理
一、设计资料（1）结构重要性系数1.0γ=（2）材料规格钢筋：主筋采用HRB400钢筋 抗拉强度标准值 MPa f sk400= 抗拉强度设计值MPa fsd330=箍筋采用HRB335钢筋抗拉强度设计值 280sd f MPa = 混凝土：主梁采用C35混凝土 抗压强度设计值 MPa fcd1.16= 抗拉强度设计值MPa ftd52.1=相对界限受压区高度 53.0=ξb三、钢筋选择纵向受拉钢筋数量： 拟采用焊接钢筋骨架配筋，设mm as90=，则12109013000=-=h mm ，=h f'''mm 1102/)80140(=+翼缘计算宽度bf'：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯+=+==mm b mmmm h bf f15201101220012160065003/19500'' 取其中较小者，故mm bf1520'=判断截面类型：6601.01796.136101796.13610dN m Mγ=⨯⨯=⨯⋅ m N hhh b f fffcd⋅⨯=-⨯⨯⨯=-6'0''1017.3109)2/1101210(11015201.16)2(可知'''00()2fd f f cdhfb h h M γ<-故应按第一类T 形计算混凝土受压区高度x:)2(0'0x x h bf Mfcdd-=γ61796.1361016.11520(1210)2xx ⨯=⨯-解得062.260.531210605b x mm h mm ξ=<=⨯= mm h f 110'=<计算结果表明，上述按第一类T 形截面计算求得的x 值是正确的，且符合以混凝土极限压应变控制设计的限制条件。
所需钢筋截面面积为：fb f Asdfcdsx'=216.1152062.264617.12330mm ⨯⨯==采用二排焊接骨架，选用632（外径35.8mm ），供给24826mmA s=。
《混凝土结构设计原理》1～3章课后习题参考答案
1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。
1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。
混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f 表示。
混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f 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ts f 按下式计算：20.637ts F Ff A ==πA 。
混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。
第3章钢筋混凝土结构设计计算原理
3.2.2 荷载的分类
按荷载随时间的变异性分类： 永久荷载、可变荷载、偶然荷载 按空间位置的变化分类： 固定荷载、自由荷载 静态荷载、动态荷载
c c s s
材料考虑为理想弹性材料，允许应力为 材料强度平均值除以安全系数K。
2.破损阶段设计方法
结构的最大内力＝使用荷载求得的内力乘以安全系数K。
KS R
开始考虑钢筋和混凝土的塑性性质，安 全系数根据经验确定，材料强度采用平 均值。
3.半经验半概率的极限状态设计法
正常使用极限状态
结构的适用性和耐久性 可靠水平低
3.2 荷载和结构抗力R
3.2.1、作用、荷载、直接作用、间接作用
1、作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。 2、荷载：施加在结构上的集中力或分布力 3、直作用：荷载属于直接作用 4、间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束变形的 原因。
3.4.3 正常使用极限状态设计表达式
按正常使用极限状态设计时，变形过大或裂缝过宽虽影响正常 使用，但危害程度不及承载力引起的结构破坏造成的损失那么 大，所以可适当降低对可靠度的要求。
材料强度、荷载均采用其标准值，即分项系数一律取为1.0，结 构系数d和设计状况系数也取为1.0。
荷载组合方式：标准组合和长期组合 荷载的标准组合：包括短期作用在内的全部可变荷载的效应 与永久荷载的效应的组合。
◆ 适用性 Serviceability 在正常使用时，结构或结构构件应具有良好的工作性。不出 现过大变形和过宽的裂缝。 ◆ 耐久性 Durability 结构在正常维护条件下应有足够的耐久性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.《钢筋混凝土结构设计原理》试卷一一、填空题1、钢筋和混凝土的物理力学性能不同，它们能够结合在一起共同工作的主要原因是和。
2、钢筋的变形性能用和两个基本指标表示。
3、钢筋强度标准值用于极限状态的验算，设计值用于极限状态的计算。
4、冷拔可以同时提高钢筋的强度和强度。
5、《规范》规定以边长为的立方体在20±3℃的温度和相对湿度在以上的潮湿空气中养护，依照标准试验方法测得的具有保证率的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，并用符号f表示。
cu,k6、适筋梁的破坏始于，它的破坏特征属于破坏。
超筋梁的破坏始于，它的破坏特征属于破坏。
7、斜截面受弯承载力是通过来予以保证的。
1 钢筋和混凝土之间的粘结力钢筋和混凝土的线膨胀系数数值相近2 伸长率冷弯性能3 正常使用承载能力4 抗拉抗压5 150mm 90% 28d 95%6 纵向受拉钢筋先屈服塑性受压区混凝土先压碎脆性7 剪跨比二、选择题1、混凝土保护层厚度是指（B ）(A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离(B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离(C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离2、单筋矩形截面梁正截面承载力与纵向受力钢筋面积A的关系是（ C ）s(A) 纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈高(B) 纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈小(C) 适筋条件下，纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈大3、少筋梁正截面受弯破坏时，破坏弯矩是（A ）(A) 小于开裂弯矩(B) 等于开裂弯矩(C) 大于开裂弯矩4、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，对同样的构件，其斜截面承载力的关系为（ B ）(A) 斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏(B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏(C) 剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏(D) 剪压破坏=斜压破坏>斜拉破坏5、混凝土柱的延性好坏主要取决于（B ）(A) 混凝土的强度等级..(B) 纵向钢筋的数量(C) 箍筋的数量和形式三、简答题1、结构极限状态的定义是什么？有哪几类？参考答案：答：整个结构或结构的一部分超过某一特定临界状态就不能满足设计规定的某一功能要求，该特定临界状态称为该功能的极限状态。
结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用“极限状态”来衡量。
分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。
2、梁内设置箍筋的作用是什么？其主要构造要求有哪些？参考答案：答：梁内设置箍筋的主要作用有：保证形成良好的钢筋骨架，保证钢筋的正确位置，满足斜截面抗剪，约束混凝土、提高混凝土的强度和延性。
箍筋的构造要求主要应从以下几个方面考虑：箍筋间距、箍筋直径、最小配箍率，箍筋的肢数、箍筋的封闭形式等。
3、对于弯剪扭构件承载力的计算，《规范》采用的实用计算方法是什么？参考答案：答：弯剪扭构件承载力计算，分别按受弯和受扭承载力计算的纵筋截面面积相叠加；分别按受剪和受扭计算的箍筋截面面积相叠加。
4、判断两种偏心受压情况的基本条件是什么？在开始截面配筋计算时，A′及A为未知的情ss 况下如何判断大、小偏压？参考答案：??????A′答：判别两种偏心受压情况的基本条件是：为大偏心受压；为小偏心受压。
??e?h0.3he?0.3A时，可按大偏时，为小偏心受压情况；当及为未知的情况下，当s00ii心受压计s bb算。
四、计算题1、某现浇多层钢筋混凝土框架结构，地层中柱按轴心受压构件计算，柱高H=6.4m，承受轴向压力设计值N=2450kN,采用C30级混凝土，HRB335级钢筋，求柱截面尺寸（设配筋率'???0.01,1?），并试计算需配置的纵向受力钢筋。
'222f?f?300N/mm mm/?f1.43N14.3N/mmf?）（已知：，，tcyy?附表：钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数l012 14 16 18 20 b?0.750.810.950.920.87参考答案：..解：（1）估算截面尺寸'??1?0.01,?，由公式知设配筋率310?N24502mm157354???A''??f)0.9?1.0?(14.3?0.010.9?(f?300)yc b?A?396.7mm，取b=400mm。
正方形截面边长）求稳定系数（2l6400?0H1.0l?16???0.87。
，查表得柱计算长度，0b400（3）计算配筋由公式知N310?2450f?2400?14.3?c?0.90.870.9?2'mm2803.3A???s'300f y8N·mm，受压区预先已经配好10HRB335级、某梁截面尺寸2b×h=250mm×500mm，M=2.0×'A2级钢筋配筋，混凝土的强度等级HRB335=628mm），若受拉钢筋也采用受压钢筋2?20（s A。
，求截面所需配置的受拉钢筋截面面积为C30s'222?mm/?300Nf?f?1.0mmf?1.43/N14.3N/mmf?，，，，（已知：tc1yy???0.399?0.55,）,maxbs参考答案：解：(1)求受压区高度x'a?a?35mm假定受拉钢筋和受压钢筋按一排布置，则ss h?h?a?500mm?35mm?465mm s0??''')a(M?fhA?s0ys??1?1?2x?h02?fbh????0c1??22835mm)(465mm?628mm?2.0?10300N/mmNmm??465mm?1?1?2??222mm465250mm??14.3N/mm?????465mm?0.550??255.75mm?78.2mm<h0b'x?2a?2?35mm?7 0mm且s(2)计算截面需配置的受拉钢筋截面面积..''?bxAff?22278.2mm250mm14.3N/mm300N/mm??628mm??cys121560mm??A?s2300N/mmf y《钢筋混凝土结构设计原理》试卷二一、填空题部位上人为地预先施加1、预应力混凝土结构是指在结构构件制作时，在其的混凝土结构。
两种。
、常用的冷加工工艺有和2两类。
和3、结构功能的极限状态分为、受弯构件在荷载等因素的作用下，可能发生两种主要的破坏：一种是沿弯矩最大的截面4 破坏。
破坏；另一种是沿剪力最大或是弯矩和剪力都较大的截面发生发生、正截面受弯计算中，为了防止将构件设计成少筋构件，要求构件的配筋率不得低于5?；为了防止将构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度其。
不得超过其6、无腹筋梁斜截面剪切破坏主要有三种形态：、和。
7、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生破坏、破坏、破坏和破坏。
1 受拉压应力2 冷拉冷拔3 承载能力极限状态正常使用极限状态4 正截面破坏斜截面破坏?相对界限受压区高度5 最小配筋率b6 斜拉破坏剪压破坏斜压破坏7 弯型剪扭型扭型剪型二、选择题1、单筋矩形截面受弯构件在截面尺寸已定的条件下，提高承载力最有效的方法是（A ）(A) 提高钢筋的级别(B) 提高混凝土的强度等级(C) 在钢筋排得开条件下，尽量设计成单排钢筋?fbh>0.25，可采≤4.0)，若V2、在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁(h/b0cwc取的解决办法有（ B ）(A) 箍筋加密或加粗(B) 增大构件截面尺寸(C) 加大纵筋配筋率(D) 提高混凝土强度等级3、轴心受压构件的纵向钢筋配筋率不应小于（ C ）(A) 0.4% (B) 0.5% (C) 0.6%4、钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而（B ）(A) 增大(B) 减少(C) 不变..?h，这是为了（C ）=5、矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令x 0b(A) 保证不发生小偏心受压破坏(B) 使钢筋用量最少(C) 保证破坏时，远离轴向一侧的钢筋应力能达到屈服强度三、简答题1、在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土能够共同工作的基础是什么？参考答案：答：(1)钢筋与混凝土之间的粘结力；(2)钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近(钢为1.2×10-5；混凝土为1.0×10-5～1.5×10-5)；(3)钢筋与构件边缘之间的混凝土保护层，保护钢筋不易发生锈蚀，不致因火灾使钢筋软化。
2、适筋梁从加载到破坏的全过程中梁截面经历了哪三个阶段？它们各对截面的设计及验算有何意义？参考答案：答：适筋梁从加载至破坏的全过程梁截面经历弹性工作、带裂缝工作和屈服三个阶段。
弹性工作阶段的极限状态是截面抗裂验算的依据；带裂缝工作阶段是构件变形及裂缝宽度极限状态验算的依据；屈服阶段的最终状态是截面承载能力极限状态计算的依据。
3、当V<V时，理论上是否需要设置弯起筋和箍筋？c参考答案：答：理论上可不必设置抗剪箍筋，混凝土足以抵抗外部剪力，但考虑到一些没有估计到的因素(不均匀沉降、温度收缩应力等)有可能引起脆性破坏，为此应按构造要求设置一定量的箍筋。
4、什么是结构的可靠性，它包含几方面的含义？参考答案：答：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。
它包含结构的安全性、耐久性、适用性。
四、计算题1、已知某屋架下弦，截面尺寸b=220mm，h=150mm，承受轴心拉力设计值N=240kN，混凝土为C30级，纵筋为HRB335级，试计算需配置的纵向受力钢筋。
'222f?f?300N/mm mm/?1.43Nf14.3N/mmf?），，（已知：tcyy参考答案：令N?N,解：u fN240?10001.4322t,mm?142??220?15090??800mm?2?.45bh??A0.s f300f300yy2mm132150220%.?%.?也大于202bh04???..级钢筋，承HRB400，混凝土为C30级，采用2、已知梁的截面尺寸b=250mm，h=500mm m??300kNM，试计算需配置的纵向受力钢筋。
受弯矩设计值2'22?360N/mmff??1.0?mmf?1.43N/14.3N/mm?f，，（已知：，，tc1yy‘??0.384?0.518?=40mm），a=60mm，，a,maxsb参考答案：（1）设计参数解：2mmNf?14.3筋钢，HRB400度设计值，C30混级凝级土材料强c'2???0.518,?Nmm0.384,,f??f?360?1.0。
等效矩形图形系数b,maxysy h?500?60?440mm。
初步假设受拉钢筋为双排配置，取0（2）计算配筋610?M300???0.3840.443????,maxss22fbh14.3?250?4400c'mm40a?。