混凝土结构设计 课后习题解答
混凝土结构设计-课后习题解答
混凝土结构设计-课后习题解答2.4 双向板肋梁楼盖如图2-83所示，梁、板现浇，板厚100mm，梁截面尺寸均为300mm×500mm，在砖墙上的支承长度为240mm；板周边支承于砖墙上，支承长度120mm。
楼面永久荷载（包括板自重）标准值3kN/㎡，可变荷载标准值5kN/㎡。
混凝土强度等级C30，板内受力钢筋采用HRB335级钢筋。
试分别用弹性理论和塑性理论计算板的内力和相应的配筋。
解:1．按弹性理论计算板的内力和相应的配筋（1）荷载设计值g＝1.2×3=3.6 kN/m2q＝1.4×5=7 kN/m2g+q/2＝3.6+7/2=7.1 kN/m2q/2＝7/2＝3.5kN/m2g+q＝3.6+7=10.6 kN/m2（2）计算跨度内跨：l0＝l c（轴线间距离），边跨l0＝l c-120+100/2。
（3）弯矩设计值计算计算板跨内截面最大弯矩值，活荷载按棋盘式布置，为便于计算，将荷载分为正对称荷载(g+q/2)及反对称荷载(±q/2)。
在正对称荷载作用下，中间支座可视为固定支座；在反对称荷载作用下，中间支座可视为铰支座。
边支座按实际情况考虑，可视边支座梁的约束刚度按固定或按简支考虑。
由于教材附表7的系数是根据材料的泊松比ν=0制定的，故还需根据钢筋混凝土泊松比ν＝0.2调整弯矩设计值。
（4）截面设计截面有效高度：跨中x h 0=h -30=70mm ，y h 0=h -20=80mm ，支座截面0h =h -20=80mm 。
各跨中、支座弯矩既已求得，即可近似按ys sf h mA 0γ=，近似取s γ=0.9，算出相应的钢筋截面面积。
m in ,s A =bh f f y t )45.0%,20.0max (=1001000%)2145.030043.145.0%,20.0max(⨯⨯=⨯=214mm 2 /m按弹性理论设计的截面配筋2． 按塑性理论计算板的内力和相应的配筋 （1）荷载设计值g +q ＝3.6+7=10.6 kN/m 2 （2）计算跨度内跨：l 0＝l c -b （b 为梁宽），边跨l 0＝l c -120-b /2+100/2。
混凝土结构设计原理习题及答案解析
第三章 习题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=14×104N ，楼层高H=5.4m ，计算长度l 0=1.25H ，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。
3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜，柱高4.0m ，计算高度l 0=0.7H=2.8m ，配筋为4Φ16（As ′=804㎜2）。
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？ 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500㎜，柱高5.0m ，计算高度l 0=0.7H=3.5m ，配HRB400钢筋10Φ16（As ′=2010㎜2），C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12㎜，螺距为s=50㎜。
试确定此柱的承载力。
3-4 编写轴心受拉和轴心受压构件截面承载力计算程序。
第四章 习题4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜，混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，弯矩设计值M=125KN ·m 。
试计算受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。
4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=200㎜×500㎜，弯矩设计值M=120 KN ·m ，混凝土强度等级C25。
试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As ：（1）当选用HPB235钢筋时；（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN ·m 时。
最后，对三种结果进行对比分析。
解:①当HRB235钢筋按一排布置: h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于混凝土强度等级C25可得f c =11.9N/mm.f y =210N/mm.ξb =0.614, α1=1.0.对于αs =20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-1-0.614.b <ξ=A s =c 0y f bh f 1αξ⨯=1.011.9210⨯⨯0.2695⨯200⨯465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋.②当HRB335钢筋时,选假定受力钢筋按一排布置 h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于HRB335钢筋.f y =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0.对于 αs=20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332.ξ=1-b <ξ=0.550.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.2695 1.011.9300⨯⨯200⨯465⨯=994.18mm 2min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用5Φ16(A s =1005mm 2)钢筋.③当M=180kN 时,选假定受力钢筋按一排布置.查表得f c =11.9N/mm2,f y =210N/mm2, εb =0.614, α1=1.0.对于αs=20c M f bh 1α=621801.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.3498.ξ=1-b <ξ=0.614.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.45211.9210⨯200⨯465⨯=2382mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用8Φ20钢筋(A s=2513mm 2).由上述①③②可知:⑴由其它条件不变,仅改变受拉钢筋等级,则受拉钢筋强度高时,钢筋面积小,否则,钢筋面积大;⑵其它条件不变,荷载太小,钢筋面积大,否则,钢筋面积小. 4-3 某大楼中间走廊单跨简支板（图4-50），计算跨度l=2.18没，承受均布荷载设计值g+q=6KN ·㎡（包括自重），混凝土强度等级C20，HRB235钢筋。
混凝土结构设计原理课后习题答案
第一章绪论问答题1．什么是混凝土结构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;3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么4．混凝土结构有什么优缺点5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段;7．简述性能设计的主要步骤;8．简述学习混凝土结构设计原理课程的应当注意的问题;第一章绪论问答题参考答案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;梁：是将楼板上或屋面上的荷载传递到立柱或墙上,前者为楼盖梁,后者为屋面梁,梁承受板传来的荷载,主要内力有弯矩和剪力,有时也可能是扭矩,属于受弯构件;柱：柱承受梁、板体系传来的荷载,主要内力有轴向压力、弯矩和剪力,可能是轴心受压构件,当荷载有偏心作用时,柱受压的同时还会受弯,是压弯构件;墙：承重的混凝土墙常用作基础墙、楼梯间墙,或在高层建筑中用于承受水平风载和地震作用的剪力墙,它受压的同时也会受弯,是压弯构件;基础：是将上部结构荷载传递到地基土层的承重混凝土构件,基础主要内力是压力和弯矩,是受压构件或压弯构件;6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段;答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段：1在20世纪初以前,钢筋混凝土本身计算理论尚未形成,设计沿用材料力学的容许应力方法;21938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力,50年代,出现了按极限状态设计方法,奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论;3二战以后,设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法;420世纪90年代以后,开始采用或积极发展性能化设计方法和理论;7．简述性能设计的主要步骤;答：性能化方法是确定工程结构要达到的总体目标或设计性能,设计师根据性能目标的不同,设计不同的设计方案,并评估设计方案是否达到性能目标的要求;8．简述学习混凝土结构设计原理课程的应当注意的问题;答：1钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料,是非均匀、非连续、非弹性的材料;力学关系是在试验的基础上,通过几何、物理和平衡关系建立的;2钢筋混凝土构件中的两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围;如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围,就会引起构件受力性能的改变,从而引起构件截面设计方法的改变,这是学习时必须注意的一个方面;3由于混凝土材料的复杂性、离散性,混凝土材料的理论体系是建立在试验的基础上的;许多假定依赖与试验结果,许多公式来源于试验验证,许多因素无法控制,仍需通过构造措施加以解决,许多理论尚需不断发展与完善,具有不同功能的混凝土材料性能尚需不断挖掘;4本课程主要讲解钢筋混凝土基本构件,应当了解每一种构件在结构体系的作用、受力情况;例如梁、柱是受弯构件,主要受弯、受剪；柱、墙、受压弦杆是受压构件,主要受压、弯,受压、剪,双向受压弯；雨蓬梁、柱是受扭构件,主要受扭,受弯、剪、扭,受压、弯、剪、扭；受拉弦杆是受拉构件,主要受拉、弯;5本课程所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算等问题,还包括构件的截面形式、材料选用及配筋构造等;结构构件设计是一个综合性的问题,需要考虑各方面的因素;因此,学习本课程时要注意学会对多种因素进行综合分析,培养综合分析判断能力;6混凝土设计与施工工作必须按照规范进行,各种规范是长期理论研究成果和工程实践的总结;不但要熟练掌握基本要求、使用范围,还要深入了解每一条文的理论依据,做到深入理论,灵活运用;同时,随着科学的发展和实践的要求,许多新成果会不断的涌现,规范会及时修订,一般我国混凝土规范10年左右修订一次,但随着社会的发展,规范的修订速度会加快,因此,具体工作时应当及时掌握最新的规范;7混凝土设计与施工是一种社会实践行为,不能离开社会的制约因素进行,应当贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量;8混凝土设计与施工是一种法律责任行为,工程技术人员一定要遵守国家相关的法律、法规的要求,否则,就要承担相应的法律责任;第二章绪论单选题1．与素混凝土梁相比,钢筋混凝上梁承载能力 ;A．相同；B．提高许多；C．有所提高；2．与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力 ;A.提高不多；B.提高许多；C.完全相同；3．与素混凝土梁相比,适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力 ;A.均提高很多；B.承载力提高很多,抗裂提高不多；C.抗裂提高很多,承载力提高不多；D.均提高不多；4．钢筋混凝土梁在正常使用荷载下 ;A．通常是带裂缝工作的；B．一旦出现裂缝,裂缝贯通全截面；C．一旦出现裂缝,沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽；5．钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是 ;A.防火、防锈；B.混凝土对钢筋的握裹及保护；C.混凝土对钢筋的握裹,两者线膨胀系数接近；第二章绪论单选题参考答案1．B2．A3．B4．A5．C第二章钢筋和混凝土的力学性能问答题1．软钢和硬钢的区别是什么应力一应变曲线有什么不同设计时分别采用什么值作为依据2．我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有种我国热轧钢筋的强度分为几个等级3．钢筋冷加工的目的是什么冷加工方法有哪几种简述冷拉方法4．什么是钢筋的均匀伸长率均匀伸长率反映了钢筋的什么性质5．什么是钢筋的包兴格效应6．在钢筋混凝土结构中,宜采用哪些钢筋7．试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求;8．简述混凝土的组成结构;并叙述混凝土的结构组成对混凝土破坏强度的影响;9．简述混凝土立方体抗压强度;10．简述混凝土轴心抗压强度;11．混凝土的强度等级是如何确定的;12．简述混凝土三轴受压强度的概念;13．简述混凝土在单轴短期加载下的应力应变关系;14．什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量15．什么叫混凝土徐变混凝土徐变对结构有什么影响16．钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的17．最小锚固长度是如何确定的18．简述绑扎搭接连接的机理;第二章钢筋和混凝土的力学性能问答题参考答案1．软钢和硬钢的区别是什么应力一应变曲线有什么不同设计时分别采用什么值作为依据答：有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋;软钢的应力应变曲线如图2-1所示,曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段;有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度f作为钢筋的强度极限;另一个强度指标是钢筋极限强度u f,一般用作钢y筋的实际破坏强度;图2-1 软钢应力应变曲线硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2;钢筋应力达到比例极限点之前,应力应变按直线变化,钢筋具有明显的弹性性质,超过比例极限点以后,钢筋表现出越来越明显的塑性性质,但应力应变均持续增长,应力应变曲线上没有明显的屈服点;到达极限抗拉强度b点后,同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段,至钢筋被拉断;设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为%所对应的应力σ作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度;对于高强钢丝,条件屈服强度相当于极限抗拉强度倍;对于热处理钢筋,则为倍;为了简化运算,混凝土结构设计规范统一取σ=σb,其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度;图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线2．我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种我国热轧钢筋的强度分为几个等级答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线;根据轧制和加工工艺,钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋;热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235Q235,符号Φ,Ⅰ级、热轧带肋钢筋HRB33520MnSi,符号,Ⅱ级、热轧带肋钢筋HRB40020MnSiV、20MnSiNb、20MnTi,符号,Ⅲ级、余热处理钢筋RRB400K 20MnSi,符号,Ⅲ级;热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋;3．钢筋冷加工的目的是什么冷加工方法有哪几种简述冷拉方法答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度,以节约钢材;除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外,其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶,冷加工钢筋的设计强度提高,而延性大幅度下降;冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭;冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成,冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度;钢筋经冷拉后,屈服强度提高,但塑性降低,这种现象称为冷拉强化;冷拉后,经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高,这种现象称为时效硬化;时效硬化和温度有很大关系,温度过高450℃以上强度反而有所降低而塑性性能却有所增加,温度超过700℃,钢材会恢复到冷拉前的力学性能,不会发生时效硬化;为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化,要先焊好后再进行冷拉;钢筋经过冷拉和时效硬化以后,能提高屈服强度、节约钢材,但冷拉后钢筋的塑性伸长率有所降低;为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性,冷拉时应同时控制应力和控制应变;4．什么是钢筋的均匀伸长率均匀伸长率反映了钢筋的什么性质答：均匀伸长率δgt为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成;l——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l——拉伸断裂后不包含颈缩区0的测量标距；0——实测钢筋拉断强度；s E——钢筋弹性模量;b均匀伸长率δgt比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均非局部区域伸长率,客观反映钢筋的变形能力,是比较科学的指标;5．什么是钢筋的包兴格效应答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下,钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同;1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的,所以将这种当受拉或受压超过弹性极限而产生塑性变形后,其反向受压或受拉的弹性极限将显着降低的软化现象,称为包兴格效应;6．在钢筋混凝土结构中,宜采用哪些钢筋答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,应按下列规定采用：1普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；2预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋;7．试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求;答：1对钢筋强度方面的要求普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋,主要是HPB235、HRB335、HRB400、RRB400等热轧钢筋;2强屈比的要求所以设计中应选择适当的屈强比,对于抗震结构,钢筋应力在地震作用下可考虑进入强化段,为了保证结构在强震下“裂而不倒”,对钢筋的极限抗拉强度与屈服强度的比值有一定的要求,一般不应小于;3延性在工程设计中,要求钢筋混凝土结构承载能力极限状态为具有明显预兆,避免脆性破坏,抗震结构则要求具有足够的延性,钢筋的应力应变曲线上屈服点至极限应变点之间的应变值反映了钢筋延性的大小;4粘结性粘结性是指钢筋与混凝土的粘结性能;粘结力是钢筋与混凝土得以共同工作的基础,其中钢筋凹凸不平的表面与混凝土间的机械咬合力是粘结力的主要部分,所以变形钢筋与混凝土的粘结性能最好,设计中宜优先选用变形钢筋;5耐久性混凝土结构耐久性是指,在外部环境下材料性、构件、结构随时间的退化,主要包括钢筋锈蚀、冻融循环、碱—骨料反应、化学作用等的机理及物理、化学和生化过程;混凝土结构耐久性的降低可引起承载力的降低,影响结构安全;6适宜施工性在施工时钢筋要弯转成型,因而应具有一定的冷弯性能;钢筋弯钩、弯折加工时应避免裂缝和折断;热轧钢筋的冷弯性能很好,而性脆的冷加工钢筋较差;预应力钢丝、钢绞线不能弯折,只能以直条形式应用;同时,要求钢筋具备良好的焊接性能,在焊接后不应产生裂纹及过大的变形,以保证焊接接头性能良好;7经济性衡量钢筋经济性的指标是强度价格比,即每元钱可购得的单位钢筋的强度,强度价格比高的钢筋比较经济;不仅可以减少配筋率,方便了施工,还减少了加工、运输、施工等一系列附加费用;8．简述混凝土的组成结构;并叙述混凝土的结构组成对混凝土破坏强度的影响;答：混凝土材料结构分为三种基本类型：①微观结构,即水泥石结构,水泥石结构由水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成,其物理力学性能取决于水泥的矿物成份、粉磨细度、水灰比和硬化条件；②亚微观结构,即混凝土的水泥砂浆结构,水泥砂浆结构可看作以水泥石为基相、砂子为分散相的二组混凝土体系,砂子和水泥石的结合面是薄弱面;对于水泥砂浆结构,除上述决定水泥石结构的因素外,砂浆配合比、砂的颗粒级配与矿物组成、砂粒形状、颗粒表面特性及砂中的杂质含量是重要控制因素；③宏观结构,即砂浆和粗骨料两组分体系;混凝土的宏观结构中,水泥作为基相,粗骨料随机分布在连续的水泥砂浆中;粗骨料的强度远比混凝土高,硬化水泥砂浆的强度也比混凝土高,由砂浆和粗骨料组成的混凝土复合材料的抗压强度低于砂浆和粗骨料单一材料的抗压强度;混凝土内砂浆与骨料界面的粘结强度只有砂浆抗拉强度的35％－65％,这说明砂浆与骨料界面是混凝土内的最薄弱环节;混凝土破坏后,其中的粗骨料一般无破损的迹象,裂缝和破碎都发生在粗骨料表面和水泥砂浆内部,所以混凝土的强度和变形性能在很大程度上取决于水泥砂浆的质量和密实性;9． 简述混凝土立方体抗压强度;答：混凝土标准立方体的抗压强度,我国普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002规定：边长为150mm 的标准立方体试件在标准条件温度20±3℃,相对温度≥90%下养护28天后,以标准试验方法中心加载,加载速度为～mm 2/s,试件上、下表面不涂润滑剂,连续加载直至试件破坏,测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度f ck ,单位N/mm 2;f ck ——混凝土立方体试件抗压强度；F ——试件破坏荷载；A ——试件承压面积;10． 简述混凝土轴心抗压强度;答：我国普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002采用150mm×150mm×300mm 棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件,混凝土试件轴心抗压强度AF f cp 2-8f cp——混凝土轴心抗压强度；F——试件破坏荷载；A——试件承压面积;11．混凝土的强度等级是如何确定的;答：混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k,我国混凝土结构设计规范规定,立方体抗压强度标准值系指按上述标准方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度,根据立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、 C25、C30、C35、C40、C45、C50、 C55、 C60、C65、 C70、 C75、 C80十四个等级;12．简述混凝土三轴受压强度的概念;答：三轴受压试验是侧向等压σ2=σ3=σr的三轴受压,即所谓常规三轴;试验时先通过液体静压力对混凝土圆柱体施加径向等压应力,然后对试件施加纵向压应力直到破坏;在这种受力状态下,试件由于侧压限制,其内部裂缝的产生和发展受到阻碍,因此当侧向压力增大时,破坏时的轴向抗压强度相应地增大;根据试验结果分析,三轴受力时混凝土纵向抗压强度为f cc′= f c′+βσr2-18 式中：f cc′——混凝土三轴受压时沿圆柱体纵轴的轴心抗压强度；f c′——混凝土的单轴圆柱体轴心抗压强度；β——系数,一般普通混凝土取4；σr ——侧向压应力;13．简述混凝土在单轴短期加载下的应力应变关系;答：一般用标准棱柱体或圆柱体试件测定混凝土受压时的应力应变曲线;轴心受压混凝土典型的应力应变曲线如图2-3,各个特征阶段的特点如下;图2-3 混凝土轴心受压时的应力应变曲线1应力σ≤ f c sh当荷载较小时,即σ≤ f c sh,曲线近似是直线图2-3中OA段,A点相当于混凝土的弹性极限;此阶段中混凝土的变形主要取决于骨料和水泥石的弹性变形;2应力 f c sh <σ≤ f c sh随着荷载的增加,当应力约为～ f c sh,曲线明显偏离直线,应变增长比应力快,混凝土表现出越来越明显的弹塑性;3应力 f c sh <σ≤ f c sh随着荷载进一步增加,当应力约为～ f c sh,曲线进一步弯曲,应变增长速度进一步加快,表明混凝土的应力增量不大,而塑性变形却相当大;此阶段中混凝土内部微裂缝虽有所发展,但处于稳定状态,故b点称为临界应力点,相应的应力相当于混凝土的条件屈服强度;曲线上的峰值应力C点,极限强度f csh,相应的峰值应变为ε0;4超过峰值应力后超过C点以后,曲线进入下降段,试件的承载力随应变增长逐渐减小,这种现象为应变软化;14．什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量答：取混凝土应力应变曲线在原点O切线的斜率,作为混凝土的初始弹性模量,简称弹性模量E c,即:E c= tgα0E c——初始弹性模量；a0——原点切线的斜率夹角;当应力较大时,混凝土已进入弹塑性阶段,弹性模量已不能正确反映此时的应力应变关系;比较精确的方法采用切线模量Ec′,即在应力应变曲线任一点处作一切线;此切线的斜率即为该点的切线模量,其表达式为Ec′= tgα= dσ / dε切线模量是原点与某点连线即割线的斜率作为混凝土的割线模量,称为变形模量Ec″,它的表达式为Ec″= tgα1 = σc / εc15．什么叫混凝土徐变混凝土徐变对结构有什么影响答：在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变;徐变对钢筋混凝土结构的影响既有有利方面又有不利方面;有利影响,在某种情况下,徐变有利于防止结构物裂缝形成；有利于结构或构件的内力重分布,减少应力集中现象及减少温度应力等;不利影响,由于混凝土的徐变使构件变形增大；在预应力混凝土构件中,徐变会导致预应力损失；徐变使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大,故而使受弯构件挠度增加,使偏压构件的附加偏心距增大而导致构件承载力的降低;16．钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的答：试验表明,钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力,由四部分组成：1化学胶结力：混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力,来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化,取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度;当钢筋受力后变形,发生局部滑移后,粘着力就丧失了;2摩擦力：混凝土收缩后,将钢筋紧紧地握裹住而产生的力,当钢筋和混凝土产生相对滑移时,在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力;它取决于混凝土发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等;钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙,则摩擦力越大;3机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力,取决于混凝土的抗剪强度;变形钢筋的横肋会产生这种咬合力,它的咬合作用往往很大,是变形钢筋粘结力的主要来源,是锚固作用的主要成份;4钢筋端部的锚固力：一般是用在钢筋端部弯钩、弯折,在锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力;各种粘结力中,化学胶结力较小；光面钢筋以摩擦力为主；变形钢筋以机械咬合力为主;17．最小锚固长度是如何确定的答：达到锚固极限状态时所需要的钢筋最小锚固长度,称为临界锚固长度l cr a;锚固抗力等于钢筋屈服强度F y时,相应的锚固长度就是临界锚固长度l cr a,这是保证受力钢筋真到屈服也不会发生锚固破坏的最小长度;钢筋屈服后强化,随锚固长度的延长,锚固抗力还能增长,到锚固抗力等于钢筋拉断强度F u时,相应的锚固长度就是极限锚固长度l u a;设计锚固长度l a应当在临界锚固长度和极限锚固长度之间,前者是为了保证钢筋承载受力的基本性能,。
混凝土结构设计原理_课后习题答案
第三章 轴心受力构件承载力1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度m H l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mm N f y =），环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ，查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f N f A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
选 ，2'1964mm A s = 设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%，满足要求。
2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土用C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
[解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ，查表825.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mm A f N f A c y s =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
在双筋梁计算中，纵向受压钢筋的抗压强度设计值采用其屈服强度 ，但其先决条件是： 或 ，即要求受压钢筋位置不低于矩形受压应力图形的重心。
双筋截面梁只适用于以下两种情况：1)弯矩很大，按单筋矩形截面计算所得的 又大于 ，而梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不能提高时；2)在不同荷载组合情况下，梁截面承受异号弯矩时。应用双筋梁的基本计算公式时，必须满足x≤ h0和x≥2 这两个适用条件，第一个适用条件是为了防止梁发生脆性破坏；第二个适用条件是为了保证受压钢筋在构件破坏时达到屈服强度。x≥2 的双筋梁出现在受压钢筋在构件破坏时达到屈服强度 的情况下，此时正截面受弯承载力按公式： 计算；x＜2 的双筋梁出现在受压钢筋在构件破坏时不能达到其屈服强度 的情况下，此时正截面受弯承载力按公式： 计算。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能
思考题
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。②混凝土的轴心抗压强度标准值fck是根据以150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。③混凝土的轴心抗拉强度标准值ftk是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试，测得的具有95％保证率的轴心抗拉强度。④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小，故fck低于fcu,k。⑤轴心抗拉强度标准值ftk与立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系为： 。⑥轴心抗压强度标准值fck与立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系为： 。
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。
第四版混凝土结构设计课后习题集答案解析
第3章 单层厂房结构3.1 某单跨厂房排架结构，跨度为24m ，柱距为6m 。
厂房设有10t 和30/5t 工作级别为A4的吊车各一台，吊车有关参数见表3-26，试计算排架柱承受的吊车竖向荷载标准值max D 、min D 和吊车横向水平荷载标准值m ax T 。
吊车有关参数 表3-26 解：查表3-11得，β=0.9。
（1）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。
由式（3-6）max D =∑i i y P max β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯675.4102966.11105.129.0=349.12kN max D =∑i i y P max β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯++⨯⨯⨯62.111029675.435.0105.129.0=408.83kN排架柱承受的吊车竖向荷载标准值max D 为408.83kN 。
min D =∑i i y P min β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯675.4100.766.11107.49.0=103.46kN min D =∑i i y P min β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯++⨯⨯⨯62.11100.7675.435.0107.49.0=111.56kN 排架柱承受的吊车竖向荷载标准值min D 为103.46kN 。
（2）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。
由式（3-9）和（3-10）可得k 1,T =()141Q Q +α=()108.3101012.041⨯+⨯⨯⨯=4.14 kNk 2,T =()141Q Q +α=()108.11103010.041⨯+⨯⨯⨯=10.45 kNm ax T =∑i i y T β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯675.445.1066.1114.49.0=12.17kN m ax T =∑i i y T β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯++⨯⨯62.1145.10675.435.014.49.0=14.45kN排架柱承受的吊车竖向荷载标准值m ax T 为14.45kN 。
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
混凝土结构设计课后习题答案
混凝土结构设计课后习题答案混凝土结构设计课后习题答案混凝土结构设计是土木工程中的重要课程，通过学习这门课程，我们可以掌握混凝土结构的基本原理和设计方法。
在课堂上，老师通常会布置一些习题，以检验我们对所学知识的掌握程度。
在本文中，我将为大家提供一些混凝土结构设计课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 请计算一根长为10米的梁在跨度为8米的情况下的最大弯矩。
答案：根据梁的自由悬臂梁的公式Mmax = Wl^2/8，其中W为梁的总荷载，l 为梁的跨度。
在此题中，梁的总荷载为10kN/m，跨度为8米，代入公式可得Mmax = 10 * 8^2/8 = 80kNm。
2. 请计算一根截面尺寸为300mm×500mm的矩形混凝土柱的抗压承载力。
答案：混凝土柱的抗压承载力可以通过公式P = A * f_c，其中P为承载力，A 为截面面积，f_c为混凝土的抗压强度。
在此题中，截面面积A为300mm × 500mm = 150000mm^2，混凝土的抗压强度f_c为25MPa，代入公式可得P = 150000mm^2 * 25MPa = 3750kN。
3. 请计算一根长为6米的混凝土梁在跨度为4米的情况下的最大挠度。
答案：混凝土梁的最大挠度可以通过公式δmax = 5Wl^4/384EI，其中W为梁的总荷载，l为梁的跨度，E为混凝土的弹性模量，I为梁的截面惯性矩。
在此题中，梁的总荷载为12kN/m，跨度为4米，混凝土的弹性模量E为30GPa，梁的截面惯性矩I为(300mm × 500mm^3)/12 = 62500000mm^4，代入公式可得δmax = 5 * 12kN/m * 4^4 / (384 * 30GPa * 62500000mm^4) = 0.013mm。
4. 请计算一根长为8米的混凝土梁在跨度为6米的情况下的最大剪力。
答案：混凝土梁的最大剪力可以通过公式Vmax = Wl/2，其中W为梁的总荷载，l为梁的跨度。
混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]
![混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]](https://img.taocdn.com/s3/m/effc28d5e53a580217fcfe33.png)
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。
学习好帮手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？学习好帮手答：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。
混凝土结构设计原理课后题解答(第四版)-沈浦生主编(完整版)
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。
混凝土结构设计课后习题答案
2.4 双向板肋梁楼盖如图2-83所示，梁、板现浇，板厚100mm，梁截面尺寸均为300mm×500mm，在砖墙上的支承长度为240mm；板周边支承于砖墙上，支承长度120mm。
楼面永久荷载（包括板自重）标准值3kN/㎡，可变荷载标准值5kN/㎡。
混凝土强度等级C30，板内受力钢筋采用HRB335级钢筋。
试分别用弹性理论和塑性理论计算板的内力和相应的配筋。
解:1．按弹性理论计算板的内力和相应的配筋（1）荷载设计值g＝1.2×3=3.6 kN/m2q＝1.4×5=7 kN/m2g+q/2＝3.6+7/2=7.1 kN/m2q/2＝7/2＝3.5kN/m2g+q＝3.6+7=10.6 kN/m2（2）计算跨度内跨：l0＝l c（轴线间距离），边跨l0＝l c-120+100/2。
（3）弯矩设计值计算计算板跨内截面最大弯矩值，活荷载按棋盘式布置，为便于计算，将荷载分为正对称荷载(g+q/2)及反对称荷载(±q/2)。
在正对称荷载作用下，中间支座可视为固定支座；在反对称荷载作用下，中间支座可视为铰支座。
边支座按实际情况考虑，可视边支座梁的约束刚度按固定或按简支考虑。
由于教材附表7的系数是根据材料的泊松比ν=0制定的，故还需根据钢筋混凝土泊松比ν＝0.2调整弯矩设计值。
（4）截面设计截面有效高度：跨中x h 0=h -30=70mm ，y h 0=h -20=80mm ，支座截面0h =h -20=80mm 。
各跨中、支座弯矩既已求得，即可近似按ys s f h mA 0γ=，近似取s γ=0.9，算出相应的钢筋截面面积。
m in ,s A =bh f f y t )45.0%,20.0max (=1001000%)2145.030043.145.0%,20.0max(⨯⨯=⨯=214mm 2 /m 按弹性理论设计的截面配筋2． 按塑性理论计算板的内力和相应的配筋 （1）荷载设计值g +q ＝3.6+7=10.6 kN/m 2 （2）计算跨度内跨：l 0＝l c -b （b 为梁宽），边跨l 0＝l c -120-b /2+100/2。
混凝土结构设计原理习题答案(第五章)
第五章习题参考答案习题1. 已知柱截面尺寸b ×h =350mm×350mm ，柱的计算长度m 50=l ，轴向力设计值N ＝1600kN 。
混凝土，纵向受力钢筋为HRB400级，试计算其配筋。
解：由题意知：2c N/mm 9.11=f ，2y y N/mm 360='=f f3.14350/5000/0==b l ，查表得：913.0=ϕ23y c s mm 5.13953603503509.11913.09.01016009.0=⨯⨯-⨯⨯='-='f A f N A ϕ选配纵筋8C 16，实配纵筋面积A s ′=1608mm 2ρ′= %31.13503501608'=⨯=A A s >ρ′min =0.6%， 满足配筋率要求。
按构造要求，选配箍筋A 8@200。
习题2. 现浇圆形截面柱，其计算长度m 3.40=l ，承受设计轴向力N =2100kN ，混凝土采用C20，纵筋采用6根直径为20mm 的HRB335钢筋，螺旋箍筋用HPB300级，若柱截面直径为400mm 时，试求柱螺旋箍筋用量。
解：由题意知，该柱需配螺旋箍筋。
基本参数：2c N/mm 6.9=f ，HRB335，2y y N/mm 300='=f f ，HPB300,2y y N/mm 270='=f f ，75.10400/4300/0==d l ，查表得：945.0=ϕ纵筋6B 20，实际A s ′＝1884mm 2一类环境，c =25mm ，混凝土核心截面直径为mm 330102252400cor =⨯-⨯-=d混凝土核心截面面积为222corcor mm 5.85486433014.34=⨯==d A π23ys y cor c ss0mm 56.17542701218843005.854866.99.01021002)(9.0=⨯⨯⨯-⨯-⨯=''+-=f A f A f NA α因A ss0＞0.25 A s ′=0.25×1884=471mm 2，满足构造要求。
《混凝土结构设计原理》课后答案5(最新版)
7-1已知矩形截面柱mm h ,mm b 400300==。
计算长度0l 为3m ，作用轴向力设计值kN N 300=，弯矩设计值m kN M ⋅=1251、m kN M ⋅=1502混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB335级钢，设计纵向钢筋s A 及sA '的数量。
习题7-1属于偏心受压构件按非对称配筋的截面设计。
【解题要点】（1） 材料强度和几何参数C30混凝土，f c=14.3HRB335级钢筋，f y=f y’=300,ξb =0.55,a s = a s ’=40,h 0=360（2） 求弯矩设计值M 1/M 2=125/150=0.85，N /f c bh =300000/(14.3×300×400)=0.17524/123497.255.115/3000/5.115121210=-=====M M i l mm h A I i ＞ 应考虑纵向挠曲影响()0.198.003.1/1300195.00.1,0.186.22020＜取====⎪⎭⎫ ⎝⎛++===>== ns m c a ns m c C h l e N M h C ηςηζ 取1.0M =M 2=150（3） 计算i e ，判别大小偏心受压mm 3.1330/mm 20a =>=h emm,500/0=⋅⋅⋅==N M emm 1083.0mm 5200=>=⋅⋅⋅=h e i故按大偏心受压构件设计。
（4） 计算's A补充条件：55.0b ==ξξmm 6802s ==-+= a h e e i22s 0y b b 20c 1'mm 240002.0mm 185)'(')5.01(=-==---=bh a h f bh f Ne A s ξξα’=308）（5） 按已知As ’=308求s A314.0)(20c 1'0''s ==--= bh f a h f A Ne s y s αα,55.039.0211b s =<=--=ξαξ22y ''0c 1mm 240002.0mm 1316=>==-+=bh f Nf A bh f A y s s ξα全部钢筋22s s mm 720006.0mm 1624'=>==+bh A A满足受压构件纵筋的最小配筋率的两项要求。
- 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)。
2.4 双向板肋梁楼盖如图2-83所示，梁、板现浇，板厚100mm ，梁截面尺寸均为300mm ×500mm ，在砖墙上的支承长度为240mm ；板周边支承于砖墙上，支承长度120mm 。
楼面永久荷载（包括板自重）标准值3kN/㎡，可变荷载标准值5kN/㎡。
混凝土强度等级C30，板内受力钢筋采用HRB335级钢筋。
试分别用弹性理论和塑性理论计算板的内力和相应的配筋。
解:1． 按弹性理论计算板的内力和相应的配筋 （1）荷载设计值g ＝1.2×3=3.6 kN/m 2 q ＝1.4×5=7 kN/m 2 g +q /2＝3.6+7/2=7.1 kN/m 2 q /2＝7/2＝3.5kN/m 2 g +q ＝3.6+7=10.6 kN/m 2 （2）计算跨度内跨：l 0＝l c （轴线间距离），边跨l 0＝l c -120+100/2。
（3）弯矩设计值计算计算板跨内截面最大弯矩值，活荷载按棋盘式布置，为便于计算，将荷载分为正对称荷载(g +q /2)及反对称荷载(±q /2)。
在正对称荷载作用下，中间支座可视为固定支座；在反对称荷载作用下，中间支座可视为铰支座。
边支座按实际情况考虑，可视边支座梁的约束刚度按固定或按简支考虑。
由于教材附表7的系数是根据材料的泊松比ν=0制定的，故还需根据钢筋混凝土泊松比ν＝0.2调整弯矩设计值。
区格 1B2Bl x (m ) 5.1 5.03 l y (m ) 4.43 4.43 l x /l y0.870.88（4）截面设计截面有效高度：跨中x h 0=h -30=70mm ，y h 0=h -20=80mm ，支座截面0h =h -20=80mm 。
各跨中、支座弯矩既已求得，即可近似按ys s f h mA 0γ=，近似取s γ=0.9，算出相应的钢筋截面面积。
m in ,s A =bh f f y t )45.0%,20.0max (=1001000%)2145.030043.145.0%,20.0max(⨯⨯=⨯=214mm 2 /m 按弹性理论设计的截面配筋2． 按塑性理论计算板的内力和相应的配筋 （1）荷载设计值g +q ＝3.6+7=10.6 kN/m 2 （2）计算跨度内跨：l 0＝l c -b （b 为梁宽），边跨l 0＝l c -120-b /2+100/2。
边区格板1B ：x l =5.1-0.3=4.8my l =4.5-0.12-0.3/2+0.1/2=4.28m边区格板2B ：x l =5.1-0.3/2-0.12+0.1/2=4.88my l =4.5-0.12-0.3/2+0.1/2=4.28m（3）弯矩及配筋计算将楼盖划分为1B 、2B 两种区格板，采用分离式配筋，跨中截面及支座截面钢筋均匀布置，每区格板均取x y m m α=，2yx x y)(l l m m ==α，0.2''''''====y y x x ββββ ①边区格板1B ：弯矩计算26.1)28.48.4(2==α x x y x 28.4m m l M ==x x x x y x y 05.68.426.1m m m l m l M =⨯===αx x x y ''x y 'x y ''x 'x 56.828.40.2m m m l m l m l M M =⨯=====β0'y =Mx x x x y x ''y x ''y 10.128.40.226.1m m m l m l m l M =⨯⨯====αββ由式（2-36）得x 28.42m ⨯+x 05.62m ⨯+x 56.82m ⨯+0+x 10.12m =)28.48.43(28.4126.102-⨯⨯⨯ 解得x m =3.28 kN ·m/m ，于是有13.428.326.1x y =⨯==m m αkN ·m/m56.628.30.2x ''x 'x =⨯===m m m βkN ·m/m0'y =m26.813.426.1x y ''y =⨯===m m m αββkN ·m/m配筋计算跨中截面x h 0=h -30=70mm ，y h 0=h -20=80mm ，支座截面0h =h -20=80mm 。
板中配筋率一般较低，故近似取内力臂系数s γ=0.9进行计算。
y 方向跨中：192300809.01013.460=⨯⨯⨯==y y s ys f h m A γmm 2 /my 方向支座：382300809.01026.860''=⨯⨯⨯==y y s y s f h m A γmm 2 /m 故y 方向跨中选φ8@200（s A =251 mm 2 /m ），支座选φ10@200（s A =392 mm 2 /m ）。
x 方向跨中：174300709.01028.360=⨯⨯⨯==y x s x s f h m A γmm 2 /mx 方向支座：304300809.01056.660'=⨯⨯⨯==y x s x s f h m A γmm 2 /m故x 方向跨中选φ8@200（s A =251 mm 2 /m ），支座选φ8@160（s A =314mm 2 /m ）。
②边区格板2B ：弯矩计算30.1)28.488.4(2==α将1B 区格板的''x m 作为2B 区格板的'x m 的已知值。
x x y x 28.4m m l M ==x x x x y x y 34.688.430.1m m m l m l M =⨯===α08.2856.628.4'y 'x =⨯==x m l M kN ·m/m0''x =M0'y =Mx x x x ''y x ''y 69.1288.40.230.1m m m l m l M =⨯⨯===αβ由式（2-36）得x 28.42m ⨯+x 34.62m ⨯+08.28+0+0+x 69.12m =)28.488.43(28.4126.102-⨯⨯⨯ 解得x m =4.11 kN ·m/m ，于是有34.511.430.1x y =⨯==m m αkN ·m/m56.6'x =m kN ·m/m 0''x =m0'y =m68.1034.52y ''y =⨯==m m βkN ·m/m配筋计算跨中截面x h 0=h -30=70mm ，y h 0=h -20=80mm ，支座截面0h =h -20=80mm 。
板中配筋率一般较低，故近似取内力臂系数s γ=0.9进行计算。
y 方向跨中：247300809.01034.560=⨯⨯⨯==y y s ys f h m A γmm 2 /my 方向支座：494300809.01068.1060''=⨯⨯⨯==y y s y s f h m A γmm 2 /m 故y 方向跨中选φ8@200（s A =251 mm 2 /m ），支座选φ10@160（s A =491 mm 2 /m ）。
x 方向跨中：217300709.01011.460=⨯⨯⨯==y x s x s f h m A γmm 2 /mx 方向支座：304300809.01056.660'=⨯⨯⨯==y x s x s f h m A γmm 2 /m故x 方向跨中选φ8@200（s A =251 mm 2 /m ），支座选φ8@160（s A =314mm 2 /m ）。
第3章 单层厂房结构3.1 某单跨厂房排架结构，跨度为24m ，柱距为6m 。
厂房设有10t 和30/5t 工作级别为A4的吊车各一台，吊车有关参数见表3-26，试计算排架柱承受的吊车竖向荷载标准值max D 、min D 和吊车横向水平荷载标准值m ax T 。
吊车有关参数 表3-26 解：查表3-11得，β=0.9。
（1）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。
由式（3-6）max D =∑i i y P max β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯675.4102966.11105.129.0=349.12kN max D =∑i i y P max β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯++⨯⨯⨯62.111029675.435.0105.129.0=408.83kN排架柱承受的吊车竖向荷载标准值max D 为408.83kN 。
min D =∑i i y P min β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯675.4100.766.11107.49.0=103.46kN min D =∑i i y P min β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯++⨯⨯⨯62.11100.7675.435.0107.49.0=111.56kN 排架柱承受的吊车竖向荷载标准值min D 为103.46kN 。
（2）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。
由式（3-9）和（3-10）可得k 1,T =()141Q Q +α=()108.3101012.041⨯+⨯⨯⨯=4.14 kNk 2,T =()141Q Q +α=()108.11103010.041⨯+⨯⨯⨯=10.45 kNm ax T =∑i i y T β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯675.445.1066.1114.49.0=12.17kN m ax T =∑i i y T β=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯++⨯⨯62.1145.10675.435.014.49.0=14.45kN排架柱承受的吊车竖向荷载标准值m ax T 为14.45kN 。
3.3 如图3-102所示单跨排架结构，两柱截面尺寸相同，上柱u I =49mm 100.25⨯，下柱l I =48mm 108.174⨯，混凝土强度等级为C30。
吊车竖向荷载在牛腿顶面处产生的力矩1M =378.94m kN ⋅，2M =63.25m kN ⋅。
求排架柱的剪力并绘制弯矩图。
解：（1）剪力分配系数30.02.139.3===H H u λ 143.0108.174100.2588=⨯⨯==l u I I n剪力分配系数5.0B A ===ηηη（2）计算各柱顶剪力在A 柱和B 柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座，由表3-9中的简图3得3C =1.17因此不动铰支座反力59.3317.12.1394.37831A -=⨯-==C H M R kN （←） 61.517.12.1325.6332B =⨯==C H M R kN （→）撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加水平集中力A R -和B R -，进行剪力分配：99.1361.559.335.0B A 2,B A,2=-⨯=--==）（）（R R V V ηkN （→）叠加上述两个状态，恢复结构原有受力状况，即把各柱分配到的柱顶剪力与柱顶不动铰支座反力相加，即得该柱的柱顶剪力：60.1999.1359.33A 2，A A -=+-=+=R V V kN （←） 60.1999.1361.5B 2B B =+=+=R V V ，kN （→）（3）绘制弯矩图和剪力图柱顶剪力求出后，按悬臂柱求弯矩图和剪力图，如题3.3图所示。