结构设计原理3
结构设计原理 第三章 受弯构件 习题及答案
结构设计原理第三章受弯构件习题及答案第三章受弯构件正截面承载力一、填空题1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中，0 ，cu 。
2、梁截面设计时，可取截面有效高度：一排钢筋时，h0h ；两排钢筋时，h0h 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm及≥d上部钢筋的最小净距为 mm及≥。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A、I；B、Ia；C、II；D、IIa；E、III；F、IIIa。
①抗裂度计算以阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以阶段为依据；③承载能力计算以阶段为依据。
5、受弯构件min是为了；max是为了。
6、第一种T形截面梁的适用条件及第二种T形截面梁的适用条件中，不必验算的条件分别是及。
7、T形截面连续梁，跨中按截面，而支座边按截面计算。
8、界限相对受压区高度b需要根据等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为，否则应。
10、在理论上，T形截面梁，在M作用下，bf越大则受压区高度。
内力臂，因而可受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有、、3种。
12、板内分布筋的作用是：(1) ；(2) ；(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是，防止超筋破坏的条件是。
14、受弯构件的最小配筋率是构件与构件的界限配筋率，是根据确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是：(1) 保证时，；(2) 保证。
当bh0时，说明，此时Mu= ，如M外Mu，则此构件。
二、判断题1、在梁的设计中，避免出现超筋破坏是通过构造措施来实现的。
2、在梁的设计中，避免出现少筋破坏是通过构造措施来实现的。
3、梁的曲率延性随配筋率的减少而提高，延性最好的是少筋梁。
4、要求梁的配筋率min是出于对混凝土随温度变化的变形和收缩变形的考虑。
5、在受弯构件的正截面中，混凝土受压变形最大处即是受压应力的最大处。
6、受弯构件正截面强度计算公式MufyAs(h0-x/2)表明：①Mu与fy成正比，因此在一般梁内所配的钢筋应尽可能使用高强度钢筋；②Mu与As成正比，因此配筋越多，梁正截面承载力越大。
第三版结构设计原理
第三版结构设计原理
1. 引言
2. 目标和需求分析
3. 系统总体设计
3.1 系统功能划分
3.2 系统模块划分
3.3 系统接口定义
4. 数据结构设计
4.1 数据库设计
4.1.1 数据表设计
4.1.2 数据字段定义
4.1.3 索引设计
4.2 数据传输格式设计
4.3 数据存储和访问策略设计
5. 系统流程设计
5.1 业务流程设计
5.2 系统调度与控制流程设计
5.3 错误处理流程设计
6. 系统界面设计
6.1 用户界面设计
6.2 系统交互界面设计
6.3 报表和输出界面设计
7. 系统安全设计
7.1 访问权限设计
7.2 数据加密设计
7.3 安全审计设计
8. 性能与可扩展性设计
8.1 系统性能指标定义
8.2 效率和资源利用设计
8.3 系统可扩展性设计
9. 系统测试与验证设计
9.1 单元测试设计
9.2 集成测试设计
9.3 系统验收测试设计
10. 系统部署和维护设计
10.1 系统部署方案设计
10.2 系统运维和维护设计
11. 结束语。
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。
结构设计原理 ( 第3次 )
二、问答题1、将空心板截面换算成等效的工字形截面的方法，是根据面积，惯性矩和形心位置不变的原则。
2、1）适筋梁破坏——塑性破坏。
梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度，其应力保持不变而应变显著地增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝随之混凝土压碎而破坏。
这种梁破坏前，梁的裂缝急剧开展，挠度较大，梁截面产生较大的塑性变形，因而有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
2）超筋梁破坏——脆性破坏。
当实际配筋率ρ＞ρmax时，梁的破坏时压区混凝土被压坏，而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。
破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，受拉区的裂缝开展不宽，延伸不高，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋梁破坏。
3）少筋梁破坏——脆性破坏。
梁中实际配筋率ρ小于ρmin时，梁受拉区混凝土一开裂，受拉钢筋到达屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受压区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。
由于破坏很突然，故属于脆性破坏。
把具有这种破坏形态的梁称为少筋梁。
3、混凝土在荷载长期作用下，随时间t产生的变形称为徐变。
当压应力δ在（0.5～0.8）Rao 之间时，徐变的增长较应力的增长为快，称为非线性徐变。
影响徐变的主要因素有：(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。
龄期越短，徐变越大。
(3)、混凝土的组成成分和配合比。
(4)、养护段使用条件下的温度与湿度。
四、计算题1、承载力Njmax=569.1KN，满足承载力要求2、A’g=313mm2 Ag=1509mm2。
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。
结构设计原理-第三章-受弯构件-习题及答案
第三章 受弯构件正截面承载力一、填空题1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中，0ε= ，cu ε= 。
2、梁截面设计时，可取截面有效高度：一排钢筋时，0h h =- ；两排钢筋时，0h h =- 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A 、I ；B 、I a ；C 、II ；D 、II a ；E 、III ；F 、III a 。
①抗裂度计算以 阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据；③承载能力计算以 阶段为依据。
5、受弯构件min ρρ≥是为了 ；max ρρ≤是为了 。
6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中，不必验算的条件分别是 及 。
7、T 形截面连续梁，跨中按 截面，而支座边按 截面计算。
8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 ，否则应 。
10、在理论上，T 形截面梁，在M 作用下，f b '越大则受压区高度χ 。
内力臂 ，因而可 受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。
12、板内分布筋的作用是：(1) ；(2) ；(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是 ，防止超筋破坏的条件是 。
14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率，是根据 确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是：(1) 保证；(2) 保证 。
当<2s a χ'时，求s A 的公式为 ，还应与不考虑s A '而按单筋梁计算的s A 相比，取 (大、小)值。
16、双筋梁截面设计时，s A 、s A '均未知，应假设一个条件为 ，原因是 ；承载力校核时如出现0>b h χξ时，说明 ，此时u M = ，如u M M ≤外，则此构件 。
结构设计原理第3章 受弯构件正截面.
2.
梁的截面尺寸
为统一标准，便于施工，梁截面尺寸可按下
述建议选用：
①
现浇矩形截面梁：梁宽b常取120mm、 150mm、180mm、200mm、220mm、 250mm，其后按50mm一级增加（梁高 h≤800mm）或100mm一级增加（梁高 h>800mm）。矩形截面梁的高宽比h/b＝ 2.0～2.5。
⑤
3.2 受弯构件正截面受力全过程 和破坏形态
3.2.1 试验研究
试验概况
简支梁两点对称加 载，在忽略梁自重的 情况下，CD段为纯 弯段。为消除架立筋 对截面受弯性能的影 响，纯弯段不设架立 筋。荷载分级施加， 每级加载后，测读挠 度和混凝土应变值。
试验录像
试验梁跨中截面的荷载-挠度图
受弯构件正截面工作的三个工作阶段
①
④
保护层厚度：c≥d且满足附表1－8 《普通钢筋和预应力钢筋最小混凝土 保护层厚度》要求。
板的分布钢筋构造
2.
分布钢筋 在主筋上按一定间距设置的连接用的横向钢筋， 垂直于主筋，属于构造筋，数量由构造要求定。
①
作用：使主筋受力均匀；固定受力钢筋位置；分 担混凝土收缩和温度应力。
②
行车道板的分布钢筋：直径d≥8mm，间距 s≤200mm，截面积As≥0.1％bh。
1.
min max
max
min
max
min max
min
三种破坏特征梁的弯矩－挠度曲线
最大、最小配筋率
1.
2.
最大配筋率 max 钢筋屈服时的弯矩My等于梁的破坏弯矩Mu，即 My=Mu时，受拉钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生， 这种梁的破坏称为“平衡破坏”或“界限破坏”，此时的 配筋率称为最大配筋率。（最大配筋率的计算公式将在3.3 提到） 最大配筋率为适筋梁与超筋梁破坏的界限。 最小配筋率 min 钢筋屈服时的弯矩My等于梁的开裂弯矩Mcr，即My=Mcr 时，混凝土一旦开裂，受拉钢筋立即屈服，此时的配筋率 称为最小配筋率。 最小配筋率为适筋梁与少筋梁破坏的界限。
结构设计原理复习3
复习题三（判断题）1.判断一个截面在计算时是否属于T型截面，不是看截面本身形状，而是要看其翼缘板是否能参加抗压作用。
（√）2.配置箍筋是提高梁抗剪承载力的主要措施。
（√）3.长柱的承载能力要大于相同截面、配筋、材料的短柱的承载能力（×）4. 当纵向偏心压力偏心距很小时，构件截面将全部受压，中性轴会位于截面以外。
（√）5.先张法构件预应力钢筋的两端，一般不设置永久性锚具。
（√）6、混凝土抗压强度随试件尺寸越小测得的强度越低。
（×）7、受弯构件适筋梁的破坏形态为脆性破坏。
（×）8、受弯构件少筋梁的破坏形态为脆性破坏。
（√）9、受弯构件超筋筋梁的破坏形态为脆性破坏。
（√）10、《公路桥规》规定的配有腹筋的钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算公式是根据剪压破坏形态发生时的受力特征而制定的。
（√）11、对于偏心受压构件处应计算弯矩作用平面内的承载力外，还应按轴心受压构件复核垂直于弯矩作用平面的承载力。
（√）12、后张法是靠锚具传递和保持预应力的。
（√）13、先张法是靠锚具传递和保持预应力的。
（×）14、梁内箍筋的主要作用是抵抗弯矩。
（×）15、钢筋的含碳量越高，可焊性越高。
（×）16、双筋截面是指钢筋布置成双排的截面。
（×）17、裂缝产生的原因是因为钢筋布置太少。
（×）18、梁的剪跨比越大，抗剪能力越大。
（×）19、混凝土的抗压强度越高，梁的抗剪能力越高。
（√）20、钢筋的含碳量越高，强度越高。
（×）。
第3章结构设计基本原理
第3章结构设计基本原理在建筑设计中，结构设计是非常重要的一环，它直接关系到建筑物的安全性、稳定性和寿命。
结构设计的基本原理是指建筑结构设计的基本规律和原则，下面将详细介绍。
1.结构设计的平衡原理结构设计的平衡原理是指在建筑物运行和使用过程中所产生的各种作用力之间的平衡关系。
建筑物所受的外力包括重力、风力、地震力等，结构设计需要考虑各个作用力之间的平衡关系，确保建筑物能够牢固地稳定下来。
2.结构设计的刚度原理结构设计的刚度原理是指在建筑物使用过程中，建筑结构需要具有足够的刚度来抵抗外部作用力引起的变形。
刚度是指材料对外力的抵抗能力，结构设计需要根据建筑物的使用要求和受力特点来确定合适的刚度，确保建筑物在使用过程中不会产生过大的变形。
3.结构设计的强度原理结构设计的强度原理是指建筑结构需要具有足够的强度来承受外部作用力引起的应力。
强度是指材料对外力的抗压、抗拉、抗弯等能力，结构设计需要合理选择材料和断面形状来确保建筑物具有足够的强度。
4.结构设计的稳定性原理结构设计的稳定性原理是指建筑结构在受到外力作用下具有稳定的状态。
结构设计需要考虑建筑物在使用过程中可能发生的各种不稳定情况，如倾斜、滑移等，通过合理的结构设计来确保建筑物的稳定性。
5.结构设计的耐久性原理结构设计的耐久性原理是指建筑结构需要具有足够的耐久性来满足建筑物的使用寿命要求。
结构设计需要考虑建筑物受到的各种环境和荷载的影响，选择合适的材料和结构形式来确保建筑物具有良好的耐久性。
6.结构设计的经济性原理结构设计的经济性原理是指在满足建筑物功能和使用要求的前提下，通过合理设计，尽可能降低建筑结构的成本。
结构设计需要考虑建筑物的建造成本、运营成本和维护成本等因素，选择合适的结构形式和材料，实现结构设计的经济性。
7.结构设计的美学原理结构设计的美学原理是指通过合理设计建筑结构的形式和比例，使建筑物具有艺术性和美感。
结构设计需要考虑建筑物的形状、线条和比例等因素，与建筑的整体风格和环境相协调，实现结构设计的美学效果。
混凝土结构设计原理第3章钢筋混凝土轴心受压构件
混凝土结构设计原理第3章钢筋混凝土轴心受压构件钢筋混凝土轴心受压构件是混凝土结构中常见的一种构件形式，主要用于承受垂直于构件轴线方向的压力。
钢筋混凝土轴心受压构件的设计原理分为两部分：构件的轴心受压行为和构件的承载能力计算。
构件的轴心受压行为主要包括构件的受压区域、受压区域的应力分布和受压区域的破坏机制。
钢筋混凝土轴心受压构件的典型截面形态为矩形或圆形，受压区域的形态可能是均匀分布的，也可能是不均匀分布的。
构件的轴心受压行为需要满足构件内力平衡条件和满足构件受压后的变形和破坏要求。
构件的承载能力计算是根据轴心受压构件的截面尺寸、材料强度和受力状态等因素，通过确定构件的抗压能力来判断构件是否满足设计要求。
钢筋混凝土轴心受压构件的承载能力主要由混凝土和钢筋的受压能力共同决定，混凝土的受压承载能力取决于混凝土的抗压强度和受压区域的形态，钢筋的受压承载能力取决于钢筋的抗压强度和受压区域的钢筋配筋率。
在设计钢筋混凝土轴心受压构件时，需要确定合适的截面尺寸和配筋率，并满足以下设计原则：1.受压区域的尺寸要满足受力要求和受变形要求。
受压区域的尺寸过小可能导致构件的承载能力不足，受压区域的尺寸过大可能造成材料的浪费。
2.配筋率要满足受力要求和受变形要求。
钢筋的配筋率过小可能导致构件的抗压能力不足，钢筋的配筋率过大可能造成材料的浪费。
3.构件的抗压能力要大于受力要求。
构件的抗压能力应该满足构件在设计使用寿命内的受力要求，包括弯曲强度、剪切强度和承载力等。
4.考虑构件的极限状态和使用状态。
在设计过程中，需要考虑构件的极限状态和使用状态，确保构件在使用过程中的安全可靠性。
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第三次作业（7-9章）
1、钢筋混凝土偏心受压构件随着偏心距的大小和纵向钢筋配筋情况不同，有哪
两种破坏形态？
答：偏心受压构件的受拉破坏特征使首先受拉钢筋达到屈服强度，然后受压区混凝土被压碎，通常称之为大偏心受压破坏；
偏心受压构件的受压特征使首先受压区混凝土被压碎，As或者受拉但部屈服，As或者受压可能屈服也可能不屈服，通常称之为小偏心受压破坏。
2、什么是偏心距？
答：偏心距是指偏心受力构件中轴向力作用点至截面形心的距离。
3、简述小偏心受压构件的破坏特征？
答：一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋应力达到屈服强度，而另一侧的钢筋不论受拉还是受压，其压力均达不到屈服强度。
破坏前构件横向变形无明显的急剧增长，成为受压破坏，其破坏形态与双筋矩形截面超筋梁的破坏形态相似。
构件的承载力取决于受压区强度和受压钢筋强度。
4、什么叫轴心受拉构件？
答：轴心受拉构件:承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件,当这种轴向力为拉力时,称为轴心受拉构件,简称轴心拉杆。
5、简述设置预拱度的目的，及如何设置预拱度？
答：设置预拱度的目的是为了消除结构重力这个长期荷载引起的变形，另外，希望构件在平时无静活载作用时保持一定的拱度。
《公路桥规》规定：当由作用（或荷载）短期效应组合并考虑作用（或荷载）长期效应影响产生的长期挠度不超过1600/l （l 为计算跨径）时，可不设预拱度；当不符合上述规定时则应设预拱度。
钢筋混凝土受弯构件预拱度值按结构自重和21可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。