(第二版)结构设计原理课后习题答案
建筑结构第二版课后习题答案
建筑结构第二版课后习题答案建筑结构第二版课后习题答案建筑结构是建筑学中的重要课程，它涉及到建筑物的各个方面，包括结构设计、材料选择、力学分析等。
而课后习题是检验学生对所学知识理解程度的重要途径。
本文将为大家提供建筑结构第二版课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地学习和掌握这门课程。
第一章：结构力学基础1. 问题：什么是静力学？答案：静力学是研究物体在平衡状态下受力和力的平衡关系的学科。
2. 问题：什么是结构？答案：结构是由构件和连接构件的节点组成的整体系统，用于承受和传递荷载。
3. 问题：什么是结构的稳定性？答案：结构的稳定性是指结构在受到外力作用时，不会发生失稳或破坏的能力。
第二章：杆件结构1. 问题：什么是杆件？答案：杆件是一种细长的构件，其长度远大于其横截面尺寸，主要受拉力、压力和弯矩作用。
2. 问题：杆件的受力分析方法有哪些？答案：杆件的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。
3. 问题：什么是轴力？答案：轴力是杆件内部产生的沿轴线方向的拉力或压力。
第三章：梁结构1. 问题：什么是梁？答案：梁是一种承受弯曲力和剪切力的结构构件，主要用于支撑和传递荷载。
2. 问题：梁的受力分析方法有哪些？答案：梁的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。
3. 问题：什么是弯矩？答案：弯矩是梁在受到外力作用时，横截面内部产生的力矩。
第四章：桁架结构1. 问题：什么是桁架？答案：桁架是由直杆构成的三角形网格结构，主要用于支撑和传递荷载。
2. 问题：桁架的受力分析方法有哪些？答案：桁架的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。
3. 问题：桁架的应用领域有哪些？答案：桁架广泛应用于大跨度建筑、桥梁和塔楼等结构中。
第五章：板壳结构1. 问题：什么是板壳？答案：板壳是由薄板构成的扁平结构，主要用于承受和传递荷载。
2. 问题：板壳的受力分析方法有哪些？答案：板壳的受力分析方法包括静力学方法、力法和位移法。
3. 问题：板壳的应用领域有哪些？答案：板壳广泛应用于屋顶、地板和水箱等结构中。
钢结构原理与设计第2版__课后答案
4-1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4-2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-=tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4-4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mm t h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min2max 2为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0-85。
角钢趾：mm h mm f h N l f W f f W 48813016085.067.01052.7485.07.0311=>=⨯⨯⨯⨯=⋅≥取mm l 1401= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍） 角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 3606030416085.067.01088.17385.07.0322=<=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数）4-5解：腹板受到轴心拉力k N 作用kN N N N QK Q GK G 4.5984408.04.14402.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊脚尺寸f hmmt h f 6.55.1max =≥，mmt h f 9~8)2~1(min =-≤取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f Wf f W 360602.44516067.02104.5987.023=>=⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 不可行；取mm h f 7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤ 可行，mm h l f 6.39526.381=+=，取mm l 400= 取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=< 可行，mm h l f 8.31428.296=+=，取mm l 320=故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 3204-7解：（1）直接计算法m kN Nl M ⋅=⨯==102.0502262/1.148862407.0101067.0mm N h h l h M ff W f f =⨯⨯==σ23/6.2972407.010507.0mm N h h l h N ff W f f =⨯⨯==τW f f ff f ≤+⎪⎪⎭⎫⎝⎛22τβσ 1606.29722.11.148822≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛f f h h 解得：mm h f 85.7= 采用()mmt mmt mmh f 9~82~136.6185.15.18min max =-≤=⨯=≥=，可（2）试算法()⎩⎨⎧=-≤=⨯=≥mm t mm t h f 9~82~136.6185.15.1min max取mm h f 8=2134424087.07.0mm l h l h A W f W e W =⨯⨯=== 3225376024087.06161mm l h W W e W =⨯⨯⨯==2262/0.186624087.0101067.0mm N l h M W f f =⨯⨯⨯==σ 23/2.3724087.010507.0mm N l h N W f f =⨯⨯⨯==τ222222/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W f f ff =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ，可 故mm h f 8=4-8解：kN R R R k k 405%754.1%252.1=⨯+⨯=mm l 300= mm l h 701080=-=取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0== （1）几何关系水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-= 全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=⨯+=+= 全部焊缝有效截面W e W l h A = 形心位置cm h h A l l h x e e WWhWh e 96.08.4224.64.6222=⨯⨯⨯⨯=⋅=略去3e h 项423236.21542304.642.02123042.02212cm l l h l h I Wh e e x =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=42232238.4796.04.642.096.024.64.642.0124.642.022122cm x l h x l l h l h I Wh e Wh Wh e Wh e y =⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩404.22028.476.2154cm I I I y x =+=+=（2）强度验算kN RV 5.2022== mm x a 4.7080=-= m kN Ra T ⋅=⨯⨯==-3.142104.7040523 mm x l x Wh 4.546.9641=-=-= mm ly 15021==↑=⨯⨯⨯==24601/3.35104.22024.54103.14mm N I Tx Tfσ ←=⨯⨯⨯==2461/4.97104.2202150103.14mm N I Ty Tfτ↑=⨯⨯==23/7.1124282.4105.202mm N A V V fσ剪力和扭矩共同作用下的强度条件()222222/160/6.1554.9722.17.1123.35mmN f mm N W f Tf f Vf Tf =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+τβσσ，可5-1解：QK Q GK G N N N γγ+=则：N N k 8.772560%904.1560%102.1=⨯⨯+⨯⨯=查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值：2/405mm N f b c = 螺栓的强度设计值为：2/190mm N f b v =)(32.1191019044002432kN f d n N bv e vbv =⨯⨯⨯⨯==-ππ)(1621040520203kN tf d N bc b c =⨯⨯⨯=∑=-取)(32.119},min{kN N N N b c b v b == 需要的螺栓数目：48.632.1198.772===b N N n 最少采用7=n试取螺栓距mm mm d p o 655.613≈== 端距mm mm d a o 45412≈== 边距mm mm d c o 3575.305.1≈==因为板宽mm b 250=，若边距为mm 35则不满足间距不大于mm t 12012=要求，故最外排每列螺栓应设3个，取螺栓横向间距为mm 90，端距为mm 45，螺栓数增加为8个。
最新混凝土机构与设计原理(第二版)李乔习题答案资料
第四章轴心受力4.1某现浇钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸为l o=4.2m，承受永久荷载产生的轴向压力标准值力标准值N Qk二1000kN。
采用C35混凝土, 截面配筋。
(A s ' = 3929 mm2)b x h=400mm x 400mm，计算高度N Gk =1600 kN，可变荷载产生的轴向压HRB335级钢筋。
结构重要性系数为1.0。
求4.2已知圆形截面轴心受压柱，直径d=500mm,柱计算长度|o=3.5m。
采用C30混凝土, 沿周围均匀布置6根Q20的HRB400纵向钢筋，采用HRB335等级螺旋箍筋，直径为10mm,间距为s=50mm。
纵筋外层至截面边缘的混凝土保护层厚度为c=30mm。
求：此柱所能承受的最大轴力设计值。
(N u = 3736.1kN)第五章正截面抗弯5.1已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为 b x h=250mm x 450mm，安全等级为二级，环境类别为一类，混凝土强度等级为C40,配置HRB335级纵向受拉钢筋4 Q 16( A S 2=804mm ), a s = 35 mm。
要求：该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。
(M u = 94kN-m)5.2已知某钢筋混凝土单跨简支板，计算跨度为2.18m,承受匀布荷载设计值g q26.4kN /m筋(包括自重),安全等级为二级，混凝土强度等级为C20,配置HPB235级纵向受拉钢筋，环境类别为一类。
要求:试确定现浇板的厚度及所需受拉钢筋面积并配筋。
2(板厚80mm, A s= 321 mm )5.3已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b x h=250mm x 500mm,安全等级为二级，环境类别为一类，混凝土强度等级为C20,配置HRB335级纵向受拉钢筋，承受荷载弯矩设计值M=150kN-m。
要求:计算受拉钢筋截面面积。
2(A s= 1451 mm )5.4已知某钢筋混凝土简支梁，计算跨度5.7m，承受匀布荷载，其中：永久荷载标准值为10kN/m，不包括梁自重),可变荷载标准值为10kN/m,安全等级为二级，混凝土强度等级为C30,配置HRB335级纵向受拉钢筋。
混凝土结构设计原理第二版答案梁兴文
混凝土结构设计原理第二版答案梁兴文【篇一：混凝土结构基本原理课后答案(主编：梁兴文)】ss=txt>第4章受弯构件正截面的性能与设计4.1 qk?19.4kn/m4.2 h0?600?40?560mm, as?875mm2，220 +118（as=882mm）4.3 h0?100?03?70mm, as?177mm2, ?6＠150（h?500mm, h0?500?40?460mm, as?755mm h?550mm,h0?550?40?510mm, as?664mm222as=462mm2）随梁截面高度增加，受拉钢筋面积减小。
4.6 b?200mm, h0?500?40?460mm, as?925mm2b?250mm, h0?500?40?460mm, as?709mm h?300mm,h0?500?40?460mm, as?578mm22随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。
24.7 c20, h0?500?40?460mm, as?981mmc25, h0?500?40?460mm, as?925mm c30, h0?500?40?460mm, as?895mm22随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。
24.8 hrb400, h0?500?40?460mm, as?925mmhrb500, h0?500?40?460mm, as?765mm2224.10 as?45mm，as?878mm，选配320（as?942mm）224.11 as?as?40mm，as?1104mm，选配220+218（as?1137mm） 224.13 （1）as?822mm，选配220+218（as?1137mm）22（2）as?2167mm，选配622（as?2281mm）224.14 as?60mm，as?2178mm，选配622（as?2281mm）第5章受压构件225.1 fc?16.7n/mm，fy??410n/mm，取b?400mm2，h?400mm，as??2718mm，选配8。
(精品)钢结构原理与设计第2版__课后答案
For personal use only in study and research; not forcommercial use4-1解：焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
故取mm t 12=。
4-2解：焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊tl N f W W t =，k W W t N t l f N 36.1== 4-4解：1）焊脚尺寸f h 背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mm t h mm t h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1 趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mmt h mm t h f f 7~62~182~174.4105.15.1min 2max 2 为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0-85。
角钢趾：mm h mm f h N l f W f f W 48813016085.067.01052.7485.07.0311=>=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 1401= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍） 角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 3606030416085.067.01088.17385.07.0322=<=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数） 4-5解：腹板受到轴心拉力k N 作用焊脚尺寸f hmm t h f 6.55.1max =≥，mm t h f 9~8)2~1(min =-≤取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f W f f W 360602.44516067.02104.5987.023=>=⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 不可行；取mm h f 7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤ 可行，mm h l f 6.39526.381=+=，取mm l 400= 取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=< 可行，mm h l f 8.31428.296=+=，取mm l 320= 故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 320 4-7解：（1）直接计算法解得：mm h f 85.7=采用()mmt mm t mm h f 9~82~136.6185.15.18min max =-≤=⨯=≥=，可 （2）试算法取mm h f 8=222222/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W f f f f =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ，可 故mm h f 8=4-8解：取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0==（1）几何关系水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-= 全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=⨯+=+= 全部焊缝有效截面W e W l h A = 形心位置cm h h A l l h x e e W Wh Wh e 96.08.4224.64.6222=⨯⨯⨯⨯=⋅=略去3e h 项焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩（2）强度验算剪力和扭矩共同作用下的强度条件 ()222222/160/6.1554.9722.17.1123.35mm N f mm N W f T f f V f Tf =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+τβσσ，可5-1解：QK Q GK G N N N γγ+=则：N N k 8.772560%904.1560%102.1=⨯⨯+⨯⨯=。
混凝土机构与设计原理(第二版)李乔习题答案
习题第四章轴心受力4.1 某现浇钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸为b×h=400mm×400mm，计算高度l0= 4。
2m,承受永久荷载产生的轴向压力标准值N G k=1600 kN,可变荷载产生的轴向压力标准值N Q k= 1000kN.采用C35 混凝土，HRB335级钢筋。
结构重要性系数为1.0。
求截面配筋。
（A s'＝3929 mm2）4。
2 已知圆形截面轴心受压柱，直径d=500mm，柱计算长度l0=3.5m。
采用C30 混凝土, 沿周围均匀布置6 根ф20的HRB400纵向钢筋，采用HRB335等级螺旋箍筋，直径为10mm,间距为s=50mm。
纵筋外层至截面边缘的混凝土保护层厚度为c=30mm。
求：此柱所能承受的最大轴力设计值。
（N u ＝3736.1kN）第五章正截面抗弯5.1已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×450mm，安全等级为二级,环境类别为一类,混凝土强度等级为C40，配置HRB335级纵向受拉钢筋4ф16（A S=804mm2 ), a s = 35 mm.要求:该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。
(M u ＝94kN-m）5.2已知某钢筋混凝土单跨简支板, 计算跨度为2。
18m，承受匀布荷载设计值g + q= 6.4kN/m2筋（包括自重),安全等级为二级,混凝土强度等级为C20,配置HPB235级纵向受拉钢筋，环境类别为一类。
要求：试确定现浇板的厚度及所需受拉钢筋面积并配筋.（板厚80mm,A s＝321 mm2）5。
3 已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×500mm，安全等级为二级，环境类别为一类，混凝土强度等级为C20，配置HRB335级纵向受拉钢筋，承受荷载弯矩设计值M=150kN-m.要求:计算受拉钢筋截面面积.（A s＝1451 mm2）5。
4 已知某钢筋混凝土简支梁,计算跨度5.7m，承受匀布荷载,其中:永久荷载标准值为10kN/m,不包括梁自重），可变荷载标准值为10kN/m，安全等级为二级，混凝土强度等级为C30，配置HRB335级纵向受拉钢筋。
《混凝土结构设计原理(第二版)》 中国建筑工程出版社 梁兴文史庆轩主编 第四章习题答案
4.1 由混凝土等级为C30，受拉钢筋为320,查表得，c f =14.32/N mm ，t f =1.432/N mm ，y f =3602/N mm ，s A =9422/N mm1α=1，1β=0.8，b ξ=0.518min max 0.45,0.2%0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭s A =9422/N mm ≥0.2%⨯200⨯500=2002mm环境类别为一类，最小保护层20mm ，假设箍筋直径为8mms a =20+8+20/2=38mm 0h =500-38=462mm10y sc f A f bh ξα==≤b ξ=，满足适筋梁要求(10.5)s αξξ=-=0.224能负荷的极限弯矩210u s c M f bh αα==136.74kN m g =28ql解得q=30.387/kN m4.2由混凝土等级为C30，受拉钢筋为HRB500, 环境类别为一类可查表得c f =14.32/N mm ，t f =1.432/N mm ，y f =4352/N mm ，最小保护层20mm1α=1，1β=0.8，b ξ=11ycu sf E βε+=0.482按一排钢筋布置，取s a =40mm0h =600-40=560mm210s c Ma f bh α==0.169ξ1=≤b ξ=,满足满足适筋梁要求 10cs yf A bh f αξ==859.9 2mm可选3根直径20mm 的HRB500s A =942 2mm ≥ min A =0.2%×250×600=3002mm ，满足满足适筋梁要求4.3由混凝土等级为C30，受拉钢筋为HRB335, 环境类别为二类b 可查表得c f =14.32/N mm ，t f =1.432/N mm ，y f =3002/N mm ，最小保护层25mm1α=1，1β=0.8，b ξ=11ycu sf E βε+=0.55210s c Ma f bh α==0.051ξ1=≤b ξ=,满足满足适筋梁要求minmax 0.45,0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭0.215%min A =0.215%×1000×100=2152mm10cs yf A bh f αξ==176 2mm8@200，实配钢筋面积s A =2512mm ≥min A设分布钢筋面积2s A2s A ≥15%s Aρ=20.15%1001000s A ≥⨯2s A ≥1502mm6 / 8 @240 ，2s A =1642mm4.4（1）材料选用受拉钢筋选HRB400，混凝土等级为C30，环境类别为一类，查表得c f =14.32/N mm ，t f =1.432/N mm ，y f =3602/N mm ，最小保护层20mm1α=1，1β=0.8，minmax 0.45,0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭0.2%，b ξ=11y cu sf E βε+=0.518 （2）截面选择011()325~5201610h l mm =-=，选h=400mm11()133~20032b h mm =-=,选 b=200mm(3)弯矩计算钢筋混凝土重度为253/kN m ，故梁每单位长度自重标准值Gk g =25×0.4×0.15=1.5/kN m按永久荷载控制1M =1.35×（1.5+6）×5.22/ 8+1.4×0.7×9×5.22/ 8）=64.03/kN m按可变荷载控制2M =1.2×（1.5+6）×5.22/ 8+1.4×0.7×9×5.22/ 8）=73/kN mM={}12max ,M M =73/kN m （4）计算系数按一排布置受拉钢筋考虑，取s a =40mm ，则0h =400-40=360mms α=210c Mf bh α=0.197 ξ=1=0.219≤11b ycu sf E βξε=+=0.518，,满足满足适筋梁要求（5）10cs yf A bh f αξ==6262mm（6）选用钢筋 222，实配钢筋面积s A =7602mm ，可采用一排布置（7）s A =7602mm ≥min A =0.2%×200×400=1602mm ，满足要求。
最新结构设计原理课后习题答案
（第二版）结构设讣原理课后习题答案第一章1-1配置在混凝上截而受拉区钢筋的作用是什么？答：当荷载超过了素混凝丄的梁的破坏荷载时，受拉区混凝丄开裂，此时，受拉区混凝上虽退出工作，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，继而截而受压区的混凝上也被压碎破坏。
1-2试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝上轴心抗压强度; 混凝土抗拉强度：混凝土劈裂抗拉强度。
答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝上力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规立以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20C 土2°C 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）作为混凝上的立方体抗压强度，用符号feu表示。
混凝丄轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝上力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规龙以150mmX 150mmX300mm的棱柱体为标准试件，在20°C±2°C 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）称为混凝上轴心抗压强度，用符号fc表示。
混凝丄劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝上试验规程MJTJ 053-94）规泄，采用150mm立方体作为标准试件进行混凝上劈裂抗拉强度测左, 按照规定的试验方法操作，则混凝上劈裂抗拉强度fts按下式计算：fts?2FF?0. 637 n AAo混凝上抗拉强度:采用100X100X500nim混凝上棱柱体轴心受拉试验, 破坏时试件在没有钢筋的中部截而被拉断，其平均拉应力即为混凝上的轴心抗拉强度，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上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ft?0. 9fts o1-3混凝上轴心受压的应力一应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力一应变曲线有哪几个因素？答：完整的混凝丄轴心受拉曲线由上升段OC、下降段CD和收敛段DE三个阶段组成。
(第二版)结构设计原理
（第二版）结构设计原理课后习题答案第一章1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？答：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。
答：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 F f 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 =。
结构设计原理习题答案
结构设计原理习题答案一、设计问题描述本篇文章旨在提供结构设计原理习题的详细解答，以帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
以下是习题的具体解答。
二、习题解答1. 问题：请简要解释结构设计的基本原理。
答案：结构设计的基本原理是在满足结构安全、经济、美观的前提下，通过科学的计算方法，选取合适的材料和尺寸，确定合理的结构形式和连接方式，以达到预期的使用要求和设计目标。
2. 问题：结构设计中的荷载是指什么？答案：结构设计中的荷载是指外部施加在结构上的各种力量，包括静力荷载（如自重、活荷载等）、动力荷载（如风荷载、地震荷载等）以及温度荷载等。
荷载的大小和方向是结构设计中最重要的考虑因素之一。
3. 问题：什么是结构的刚度？答案：结构的刚度是指结构在受到外部荷载作用时产生形变的能力。
刚度与弹性模量、截面面积以及长度等因素有关，一般通过计算得出。
刚度越大，结构的形变越小，反之亦然。
4. 问题：结构的稳定性是什么意思？答案：结构的稳定性是指结构在受到外部荷载作用时保持平衡的能力。
当结构失去稳定性时，会发生整体倾覆或局部失稳的现象。
结构设计中需要考虑和保证结构的稳定性，以确保结构在使用过程中的安全性。
5. 问题：请简要解释结构的疲劳现象。
答案：结构的疲劳现象是指在循环荷载下，结构内部会出现微小的裂纹并逐渐扩展，导致结构的强度和刚度逐渐下降，最终引发结构的失效。
结构设计中需要考虑到疲劳现象对结构的影响，并采取相应的防护措施。
6. 问题：结构设计中，什么是预应力？答案：预应力是指在结构施工过程中对结构构件施加初始应力，使其在承受荷载时产生预期的内力分布和变形。
通过预应力的施加，可以有效提高结构的抗弯承载能力和整体刚度，延缓结构的疲劳破坏。
7. 问题：结构设计中，什么是构件的刚性连接和铰接连接？答案：构件的刚性连接是指构件之间通过刚性连接件（如焊接、螺栓连接等）进行连接，使得构件在力的作用下共同变形，形成一个整体。
而铰接连接是指构件之间通过铰链或轴承等可旋转连接件进行连接，允许构件之间有相对位移和转动。
钢结构原理与设计第2版__课后答案
4-1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4-2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-=tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4-4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mm t h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min2max 2为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0-85。
角钢趾：mm h mm f h N l f W f f W 48813016085.067.01052.7485.07.0311=>=⨯⨯⨯⨯=⋅≥取mm l 1401= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍） 角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 3606030416085.067.01088.17385.07.0322=<=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数）4-5解：腹板受到轴心拉力k N 作用kN N N N QK Q GK G 4.5984408.04.14402.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊脚尺寸f hmmt h f 6.55.1max =≥，mmt h f 9~8)2~1(min =-≤取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f Wf f W 360602.44516067.02104.5987.023=>=⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 不可行；取mm h f 7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤ 可行，mm h l f 6.39526.381=+=，取mm l 400= 取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=< 可行，mm h l f 8.31428.296=+=，取mm l 320=故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 3204-7解：（1）直接计算法m kN Nl M ⋅=⨯==102.0502262/1.148862407.0101067.0mm N h h l h M ff W f f =⨯⨯==σ23/6.2972407.010507.0mm N h h l h N ff W f f =⨯⨯==τW f f ff f ≤+⎪⎪⎭⎫⎝⎛22τβσ 1606.29722.11.148822≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛f f h h 解得：mm h f 85.7= 采用()mmt mmt mmh f 9~82~136.6185.15.18min max =-≤=⨯=≥=，可（2）试算法()⎩⎨⎧=-≤=⨯=≥mm t mm t h f 9~82~136.6185.15.1min max取mm h f 8=2134424087.07.0mm l h l h A W f W e W =⨯⨯=== 3225376024087.06161mm l h W W e W =⨯⨯⨯==2262/0.186624087.0101067.0mm N l h M W f f =⨯⨯⨯==σ 23/2.3724087.010507.0mm N l h N W f f =⨯⨯⨯==τ222222/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W f f ff =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ，可 故mm h f 8=4-8解：kN R R R k k 405%754.1%252.1=⨯+⨯=mm l 300= mm l h 701080=-=取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0== （1）几何关系水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-= 全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=⨯+=+= 全部焊缝有效截面W e W l h A = 形心位置cm h h A l l h x e e WWhWh e 96.08.4224.64.6222=⨯⨯⨯⨯=⋅=略去3e h 项423236.21542304.642.02123042.02212cm l l h l h I Wh e e x =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=42232238.4796.04.642.096.024.64.642.0124.642.022122cm x l h x l l h l h I Wh e Wh Wh e Wh e y =⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩404.22028.476.2154cm I I I y x =+=+=（2）强度验算kN RV 5.2022== mm x a 4.7080=-= m kN Ra T ⋅=⨯⨯==-3.142104.7040523 mm x l x Wh 4.546.9641=-=-= mm ly 15021==↑=⨯⨯⨯==24601/3.35104.22024.54103.14mm N I Tx Tfσ ←=⨯⨯⨯==2461/4.97104.2202150103.14mm N I Ty Tfτ↑=⨯⨯==23/7.1124282.4105.202mm N A V V fσ剪力和扭矩共同作用下的强度条件()222222/160/6.1554.9722.17.1123.35mmN f mm N W f Tf f Vf Tf =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+τβσσ，可5-1解：QK Q GK G N N N γγ+=则：N N k 8.772560%904.1560%102.1=⨯⨯+⨯⨯=查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值：2/405mm N f b c = 螺栓的强度设计值为：2/190mm N f b v =)(32.1191019044002432kN f d n N bv e vbv =⨯⨯⨯⨯==-ππ)(1621040520203kN tf d N bc b c =⨯⨯⨯=∑=-取)(32.119},min{kN N N N b c b v b == 需要的螺栓数目：48.632.1198.772===b N N n 最少采用7=n试取螺栓距mm mm d p o 655.613≈== 端距mm mm d a o 45412≈== 边距mm mm d c o 3575.305.1≈==因为板宽mm b 250=，若边距为mm 35则不满足间距不大于mm t 12012=要求，故最外排每列螺栓应设3个，取螺栓横向间距为mm 90，端距为mm 45，螺栓数增加为8个。
最新钢结构原理与设计第2版--课后答案
4-1解：kN N N N QK Q GK G 420315324.1315312.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊缝质量为三级，用引弧板施焊。
查表得E43焊条的2/185mm N f W t =，Q235钢的2/215mm N f =。
mm bf N t W t 35.11185200104203=⨯⨯=≥ 故取mm t 12=。
4-2解：k k k QK Q GK G N N N N N N 36.18.04.12.02.1=⨯+⨯=+=γγ焊缝质量为二级，2/215mm N f W t =未用引弧板施焊mm l W 376122400=⨯-=tl Nf W W t =，k W W t N t l f N 36.1== kN t l f N W W t k 3.71336.11237621536.1=⨯⨯==4-4解： 1）焊脚尺寸f h背部尺寸⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=≤=⨯=≥mmt h mmt h f f 6.982.12.174.4105.15.1min 1max 1趾部尺寸()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-≤=⨯=≥mm t h mmt h f f 7~62~182~174.4105.15.1min2max 2为方便备料，取mm h h h f f f 621===，满足上述要求。
2）轴心力N 的设计值kN N N N QK Q GK G 4.2481809.04.11801.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ按角钢背与趾部侧面角焊缝内力分配系数可知:等边角钢内力分配系数3.01=b e 7.02=be对角钢趾部取力矩平衡得: 21Ne b N =kN N N be N 52.744.2483.03.021=⨯===kN N N N N 88.1734.2487.07.012=⨯==-=3)焊缝长度。
当构件截面为一只角钢时，考虑角钢与节点板单面连接所引起的偏心影响， W t f 应乘以折减系数0-85。
角钢趾：mm h mm f h N l f W f f W 48813016085.067.01052.7485.07.0311=>=⨯⨯⨯⨯=⋅≥取mm l 1401= （mm h f 1422130=+，取10mm 的整数倍） 角钢背：mm h mm f h N l f W f f W 3606030416085.067.01088.17385.07.0322=<=⨯⨯⨯⨯=⋅≥ 取mm l 3202= （mm h f 3162304=+，取10mm 的整数）4-5解：腹板受到轴心拉力k N 作用kN N N N QK Q GK G 4.5984408.04.14402.02.1=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ焊脚尺寸f hmmt h f 6.55.1max =≥，mmt h f 9~8)2~1(min =-≤取mm h f 6=时，mm h mm f h N l f Wf f W 360602.44516067.02104.5987.023=>=⨯⨯⨯⨯=⨯≥ 不可行；取mm h f 7=时，mm l w 6.381≥，mm h l f w 42060=≤ 可行，mm h l f 6.39526.381=+=，取mm l 400= 取mm h f 9=时，mm l w 8.296≥，mm h l f w 54060=< 可行，mm h l f 8.31428.296=+=，取mm l 320=故最小的焊脚尺寸可取mm 7，钢板搭接长度为mm 400 最大的焊脚尺寸可取mm 9，钢板搭接长度为mm 3204-7解：（1）直接计算法m kN Nl M ⋅=⨯==102.0502262/1.148862407.0101067.0mm N h h l h M ff W f f =⨯⨯==σ23/6.2972407.010507.0mm N h h l h N ff W f f =⨯⨯==τW f f ff f ≤+⎪⎪⎭⎫⎝⎛22τβσ 1606.29722.11.148822≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛f f h h 解得：mm h f 85.7= 采用()mmt mmt mmh f 9~82~136.6185.15.18min max =-≤=⨯=≥=，可（2）试算法()⎩⎨⎧=-≤=⨯=≥mm t mm t h f 9~82~136.6185.15.1min max取mm h f 8=2134424087.07.0mm l h l h A W f W e W =⨯⨯=== 3225376024087.06161mm l h W W e W =⨯⨯⨯==2262/0.186624087.0101067.0mm N l h M W f f =⨯⨯⨯==σ 23/2.3724087.010507.0mm N l h N W f f =⨯⨯⨯==τ222222/160/9.1562.3722.1186mm N f mm N W f f ff =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ，可 故mm h f 8=4-8解：kN R R R k k 405%754.1%252.1=⨯+⨯=mm l 300= mm l h 701080=-=取焊脚尺寸mm h f 6= mm h h f e 2.47.0== （1）几何关系水平焊缝计算长度mm h l l f h Wh 64670=-=-= 全部焊缝计算长度mm l l l Wh W 4286423002=⨯+=+= 全部焊缝有效截面W e W l h A = 形心位置cm h h A l l h x e e WWhWh e 96.08.4224.64.6222=⨯⨯⨯⨯=⋅=略去3e h 项423236.21542304.642.02123042.02212cm l l h l h I Wh e e x =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+=42232238.4796.04.642.096.024.64.642.0124.642.022122cm x l h x l l h l h I Wh e Wh Wh e Wh e y =⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 焊缝有效截面对形心O 的极惯性矩404.22028.476.2154cm I I I y x =+=+=（2）强度验算kN RV 5.2022== mm x a 4.7080=-= m kN Ra T ⋅=⨯⨯==-3.142104.7040523 mm x l x Wh 4.546.9641=-=-= mm ly 15021==↑=⨯⨯⨯==24601/3.35104.22024.54103.14mm N I Tx Tfσ ←=⨯⨯⨯==2461/4.97104.2202150103.14mm N I Ty Tfτ↑=⨯⨯==23/7.1124282.4105.202mm N A V V fσ剪力和扭矩共同作用下的强度条件()222222/160/6.1554.9722.17.1123.35mmN f mm N W f Tf f Vf Tf =≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+τβσσ，可5-1解：QK Q GK G N N N γγ+=则：N N k 8.772560%904.1560%102.1=⨯⨯+⨯⨯=查表，得：钢板螺栓孔壁承压承载力设计值：2/405mm N f b c = 螺栓的强度设计值为：2/190mm N f b v =)(32.1191019044002432kN f d n N bv e vbv =⨯⨯⨯⨯==-ππ)(1621040520203kN tf d N bc b c =⨯⨯⨯=∑=-取)(32.119},min{kN N N N b c b v b == 需要的螺栓数目：48.632.1198.772===b N N n 最少采用7=n试取螺栓距mm mm d p o 655.613≈== 端距mm mm d a o 45412≈== 边距mm mm d c o 3575.305.1≈==因为板宽mm b 250=，若边距为mm 35则不满足间距不大于mm t 12012=要求，故最外排每列螺栓应设3个，取螺栓横向间距为mm 90，端距为mm 45，螺栓数增加为8个。
结构设计原理课后答案
结构设计原理课后答案1. 结构设计原理课后答案：问题1：简述结构设计中的静力作用原理和实现方法。
答案：静力作用原理是指在结构设计中，通过分析和计算物体所受的静力加载，以确定结构的受力情况和相应的设计方案。
实现静力作用原理的方法主要有以下几种：(1) 静力平衡法：根据结构受力平衡的原理，将结构的受力情况转化为静力方程，通过求解静力方程，得到结构的受力状态。
(2) 静力相似法：通过将结构的几何形状进行缩放，使得相似模型的几何尺寸与实际结构相近，利用相似模型进行实验或计算，得到结构的受力状态。
(3) 弹性力学方法：利用弹性力学理论，通过建立结构的受力方程和边界条件，求解结构的位移和应力分布，从而确定结构的受力状态。
(4) 有限元法：将结构划分成有限数量的小单元，通过建立节点和单元之间的代数关系，利用有限元法进行计算，得到结构的受力和变形情况。
(5) 动力学分析法：将结构的受力过程视为动力学问题，通过建立结构的动力学方程和边界条件，求解结构的动力学响应，得到结构的受力状态。
问题2：简述结构设计中的受力分析原理和方法。
答案：受力分析是指将已知的外力作用于结构上，通过力学分析的方法，确定结构的受力情况和相应的设计方案。
受力分析的原理和方法主要包括以下几方面：(1) 受力平衡原理：根据静力学的原理，对结构所受的外力和内力进行平衡分析，使得结构处于受力平衡状态。
(2) 受力传递原理：结构上的力被传递到结构的各个部分，最终通过支座和地基传递到地下，根据受力传递原理，确定结构各部分的受力情况。
(3) 受力分布原理：根据结构的几何形状和刚度分布，分析结构上的力沿结构的各个部分的分布情况，确定结构各部分的受力状态。
(4) 受力模型方法：将结构简化为受力模型，通过建立受力模型的力学方程和边界条件，求解受力模型的受力情况，从而确定结构的受力状态。
(5) 受力试验方法：通过对结构进行试验，测量结构的变形和应力分布，从而确定结构的受力状态。
结构设计原理课后题答案8—20
8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。
小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。
8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh0计算,他们的值都不应小于45ftd/fsd，同时不小于0.2.9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。
不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。
9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。
9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。
9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。
混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
混凝土结构设计原理第二版课后习题答案
第一章绪论问答题参考答案1．什么是混凝土构造？答：混凝土构造是以混凝土材料为主，并根据需要配置与添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋与各种纤维，形成的构造，有素混凝土构造、钢筋混凝土构造、钢骨混凝土构造、钢管混凝土构造、预应力混凝土构造及纤维混凝土构造。
混凝土构造充分利用了混凝土抗压强度高与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到达混凝土的抗拉强度，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，拉力由钢筋承当，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而到达极限荷载，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根底条件是什么？答：混凝土与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一样，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．混凝土构造有什么优缺点？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构造整体性好，对抵抗地震、风载与爆炸冲击作用有良好性能；〔6〕可以就地取材。
钢筋混凝土构造的缺点：如自重大，不利于建造大跨构造；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的构造，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，并受施工环境与气候条件限制等。
5．房屋混凝土构造中各个构件的受力特点是什么？答：在房屋建筑中，永久荷载与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，并最终传递到根底上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载与恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承构造〔柱、墙〕的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩与剪力，是受弯构件。
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（第二版）结构设计原理课后习题答案第一章1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？答：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。
答：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 F f 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 =。
1-3 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？答：完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段OC 、下降段CD 和收敛段DE 三个阶段组成。
σ<左右时，应力——应变关系接近直线变化（OA段），上升段：当压应力0.3c fσ≥后，随着压应力的增大，应力——混凝土处于弹性阶段工作。
在压应力0.3c f应变关系愈来愈偏离直线，任一点的应变ε可分为弹性应变和塑性应变两部分，原有的混凝土内部微裂缝发展，并在孔隙等薄弱处产生新的个别裂缝。
当应力达到0.8c f（B点）左右后，混凝土塑性变形显著增大，内部裂缝不断延伸拓展，并有几条贯通，应力——应变曲线斜率急剧减小，如果不继续加载，裂缝也会发σ=时（C点），应展，即内部裂缝处于非稳定发展阶段。
当应力达到最大应力c f力应变曲线的斜率已接近于水平，试件表面出现不连续的可见裂缝。
下降段：到达峰值应力点C后，混凝土的强度并不完全消失，随着应力σ的减小（卸载），应变仍然增加，曲线下降坡度较陡，混凝土表面裂缝逐渐贯通。
收敛段：在反弯点D点之后，应力下降的速率减慢，趋于残余应力。
表面纵缝把混凝土棱柱体分为若干个小柱，外载力由裂缝处的摩擦咬合力及小柱体的残余强度所承受。
影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素：混凝土强度、应变速率、测试技术和试验条件。
1-4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？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。
第二章2-1 桥梁结构的功能包括哪几方面的内容？何谓结构的可靠性？答：①桥梁结构的功能由其使用要求决定的，具体有如下四个方面：（1）桥梁结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用；（2）桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如，不发生影响正常使用的过大变形和局部损坏；（3）桥梁结构在正常使用和正常维护条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性，例如，不出现过大的裂缝宽度，不发生由于混凝土保护层碳化导致钢筋的修饰；（4）在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然事件（如爆炸）发生时和发生后，桥梁结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。
②结构的可靠性：指结构的安全性、适用性和耐久性。
2-2 结构的设计基准期和使用寿命有何区别？答：设计基准期是指对结构进行可靠度分析时，结合结构使用期，考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间参数，设计基准期可参考结构使用寿命的要求适当选定，但二者不完全等同。
当结构的使用年限超过设计基准期，表面它的失效概率可能会增大，不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失了所要求的基本功能甚至报废。
一般来说，使用寿命长，设计基准期也可以长一些，使用寿命短，设计基准期应短一些。
通常设计基准期应该小于寿命期。
2-3 什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态？答：①极限状态当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态成为该功能的极限状态。
②承载能力极限状态和正常使用极限状态。
2-4 试解释一下名词：作用、直接作用、间接作用、抗力。
作用：是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因；直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力；间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因；抗力：是指结构构件承受内力和变形的能力。
2-5我国《公路桥规》规定了结构设计哪三种状况？答：持久状况、短暂状况和偶然状况。
2-6结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算原则是什么？我国《公路桥规》采用的是近似概率极限状态设计法。
①承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础，设计的原则是作用效应最不利组合（基本组合）的设计值必须小于或等于结构抗力设计值，即0d S R γ≤。
②正常使用状态是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础，采用作用（或荷载）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，对构建的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过《公路桥规》规定的各相应限值。
设计表达式为1S C ≤.2-7什么叫材料强度的标准值和设计值？①材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。
②材料强度设计值：是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值。
2-8作用分为几类？什么叫作用的标准值，可变作用的准永久值可变作用的频遇值？答：作用分为永久作用（恒载）、可变作用和偶然作用三类；作用的标准值：是结构和结构构件设计时，采用的各种作用的基本代表值。
可变作用的准永久值：指在设计基准期间，可变作用超越的总时间约为设计基准期一半的作用值。
可变作用频遇值：在设计基准期间，可变作用超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规定次数的作用。
它是指结构上较频繁出现的且量值较大的荷载作用取值。
2-9钢筋混凝土梁的支点截面处，结构重力产生的剪力标准值187.01Gk V kN =；汽车荷载产生的剪力标准值1261.76Q k V kN =；冲击系数(1) 1.19μ+=；人群荷载产生的剪力标准值257.2Q k V kN =；温度梯度作用产生的剪力标准值341.5Q k V kN =，参照例题2-3，试进行正常使用极限状态设计时的作用效应组合计算。
解：①作用短期效应组合汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为：11'261.76/1.19219.971Q k Q k V V kN μ===+111187.010.7219.97 1.057.20.841.5m n sd Gik j Qjk i j S S S φ===+∙=+⨯+⨯+⨯∑∑=431.39kN①作用长期效应组合211187.010.4219.970.457.20.841.5m nld Gik j Qjk i j S S S φ===+∙=+⨯+⨯+⨯∑∑=331.08kN第三章3.1、试比较图3-4和3-5，说明钢筋混凝土板和钢筋混凝土梁钢筋布置的特点。
答：板：单向板内主钢筋沿板的跨度方向布置在板的受拉区，钢筋数量由计算决定。
受力主钢筋的直径不宜小于10mm （行车道板）或8mm （人行道板）。
近梁肋处的板内主钢筋，可沿板高中心纵轴线的（1/4～1/6）计算跨径处按（30°～45°）弯起，但通过支承而不弯起的主钢筋，每米板宽内不应少于3根，并不少于主钢筋截面积的1/4。
在简支板的跨中和连续梁的支点处，板内主钢筋间距不大于200mm 。
行车道板受力钢筋的最小混凝土保护层厚度c 应不小于钢筋的公称直径且同时满足附表1-8的要求。
在板内应设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋，分布钢筋是在主筋上按一定间距设置的横向钢筋，属于构造配置钢筋，即其数量不通过计算，而是按照设计规范规定选择的。
梁：梁内的钢筋常常采用骨架形式，一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架两种形式。
梁内纵向受拉钢筋的数量由数量决定。
可选择的钢筋数量直径一般为（12～32）mm ，通常不得超过40mm 。
在同一根梁内主钢筋宜用相同直径的钢筋，当采用两种以上直径的钢筋时，为了便于施工识别，直径间应相差2mm 以上。
3-2什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率？配筋率的表达式中，0h 含义是什么？答： 配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达）。