结构设计原理第二章钢筋混凝土结构的基本计算原则
水工钢筋混凝土结构习题
第一章钢筋混凝土结构的材料一、思考题12．什么是混凝土的徐变?徐变对钢筋混凝土构件会产生哪些影响?徐变与塑性变形有哪些不同?13．什么是混凝土的收缩?如何减少混凝土收缩?14．在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现?15．钢筋混凝土构件受力后，钢筋所受到的力是通过什么途径得到的?二、填空题1．我国建筑工程中所用的钢筋有、、、四种。
2．钢筋按化学成分的不同可分为、两大类。
3．钢筋按其外形可分为、两类。
4．I级热轧钢筋和钢丝属于钢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋及热处理钢筋属于钢。
5．混凝土的应变值的大小对水工钢筋混凝土的抗裂性能有很大影响，所以提高混凝土的值对水工钢筋混凝土有其重要意义。
6．钢筋和混凝土是两种不同的材料，两者能够共同工作是因为、、。
7．钢筋的粘结力由、、三部分组成。
l，钢筋的强度愈、直径愈、混凝8．钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度al要求的就愈长。
土的强度愈，则钢筋的锚固长度a三、选择题1．软钢钢筋经冷拉后( )。
(A)屈服强度提高但塑性降低(B)屈服强度提高塑性不变(C)屈服强度提高塑性提高(D)屈服强度和抗压强度均提高但塑性降低2．混凝极限压应变值随混凝土强度等级的提高而( )。
(A) 提高(B) 减小(C) 不变3．钢筋混凝土轴心受压柱的试验表明，混凝土在长期持续荷载作用下的徐变，将使截面发生应力重分布，即( )。
(A)混凝土的应力逐渐减小，钢筋应力逐渐增大(B)徐变使混凝土应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的应力也减小。
(C)徐变使混凝土应力减小，钢筋应力增加(D)由于徐变是应力不变，应变随时间的增长而增长，所以混凝土和钢筋的应力均不变。
4．对称配筋的钢筋混凝土构件，两端固定，由于混凝土收缩（未受外荷载作用），则( )。
(A)混凝土产生拉应力，钢筋产生压应力(B)混凝土和钢筋均不产生应力(C)混凝土产生拉应力，钢筋中无应力5．地面上顶制一块钢筋混凝土板，在养护过程中发现表面出现微细裂缝，其原因为( )。
结构设计原理知识点
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度cu f 。
影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。
尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100）cu f （150）=1.05cu f （200）2.混凝土弹性模量和变形模量。
①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。
表示为：E '=σ/ε=tan α0②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。
E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。
③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。
影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。
徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预应力损失。
4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。
桥梁结构设计原理第2章
钢筋混凝土结构设计理论的三个发展阶段
1、容许应力计算法 以弹性理论为基础的一种计算方法，不能如实 的反应构件截面的应力状态，不能正确的计算出结 构的承载能力。 2、破坏阶段计算法 20世纪30年代所提出，以弹塑性理论为基础的 一种计算方法，比容许应力计算法有了很大的进 步。 3、极限状态计算法 20世纪50年代所提出，是破坏阶段计算法的发 展。
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
影响正常使用的振动
影响正常使用的其它特定状态
正 常 使 用 极 限 状 态
(承)：刚体失去平衡，材料强度不足，结
极限状态的 表现形式：
构转变为机构，失稳
(正)：过大的变形，影响正常使用或耐久 性能的局部损坏，过大的振动
注意
结构或构件能否完成预定功能与结构的作用效应S与结 构的抗力R有关。 由此可采用结构的功能函数 Z = R – S 来描述结构完成 预定功能的状况。因抗力R和S均具有随机性，所以只能用功
三、混凝土结构的耐久性设计
1、耐久性问题 （1）混凝土损伤 （2）钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀等 （3）钢筋与混凝土之间黏结锚固作用的削弱 2、影响耐久性的因素 （1）混凝土碳化 （2）化学侵蚀 （3）碱集料反应 （4）冻融破坏 （5）温度变化的影响
（2）作用长期效应组合
M QiK 459.7 /(1 ) 385.98kN m
• 作用长期效应组合设计值为:
M ld M Gik 2 j M Qjk
i 1 j 1 m n
M Gk 21M Q1k 22 M Q 2 k 552 0.4 385.98 0.4 40.6 722.63kN .m
第二章
钢筋混凝土结构设计基 本原理
混凝土结构设计原理作业(附答案)
CHENG混凝土结构设计原理第一章钢筋混凝土的力学性能1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
5、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？用什么符号表示？答：我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种：热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。
我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，即I、II、III 三个等级，符号分别为 ( R ) 。
6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以E C表示。
钢筋混凝土结构设计计算基本原则
第二节 结构按概率极限状态设计的基本概念
钢筋砼结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法。
设计时主要考虑的两个变量：
荷载效应（ S ） ：荷载在结构构件上引起的内力和变形。
如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度 f、裂缝宽度 w 等。
结构抗力（ R ）：结构构件的抵抗荷载效应的能力。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]。
第一节 结构设计的极限状态
一．结构的极限状态的定义 结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设 计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状 态。一旦超过这种状态，结构就进入失效状态。 二．结构极限状态的分类 根据功能要求，国际上通常把极限状态分为两大类： 承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发生 破坏、倒塌或失稳等现象。 正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出现 过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀，混凝土 腐蚀、风化、剥落等现象。
二、结构的极限状态的分类
（二）正常使用极限状态
超过该极限状态，结构就不满足预定的适用性和耐久性要求。
产生过大的变形，影响正常使用和外观；
（不安全感、不能正常使用等）
产生过宽的裂缝，对耐久性有影响或者产生人们心理上不能接
受的感觉；
（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）
产生过大的振动影响使用。
二、 结构的极限状态的分类
（一）承载能力极限状态
承载能力极限状态时关于安全性功能要求的，所以满 足承载能力极限状态的要求，是结构设计的首要任务，因 为这关系到结构能否安全的问题，一旦失效，后果严重， 所以应具有较高的可靠度水平。
规范规定，所有结构构件均应进行承载力计算，必要 时尚应进行结构的抗倾、抗滑、抗浮验算；对需要抗震设 防的结构，尚应进行结构的抗震承载力计算。
结构设计原理-第二章-混凝土-习题及答案
第二章混凝土结构的设计方法一、填空题1、结构的、、、统称为结构的可靠性。
2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。
3、当结构出现或或或状态时即认为其超过了正常使用极限状态。
4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。
5、可靠指标 = ，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
6、结构功能的极限状态分为和两类。
7、我国规定的设计基准期是年。
8、结构完成预定功能的规定条件是、、。
9、可变荷载的准永久值是指。
10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按极限状态验算。
二、判断题1、结构的可靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。
2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。
3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。
HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。
4、可变荷载准永久值：是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。
5、结构设计的基准期一般为50年。
即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。
6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《标准》规定的允许值，承载力计算就没问题。
7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。
8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。
9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。
10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。
11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。
12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。
13、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取00.9γ=。
14、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。
15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。
16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。
第二章钢筋混凝土结构的基本计算原则
固定荷载 移动荷载
在结构上具有固定分布。如自重、固定设备重等。 在一定范围内可以任意分布。如人群荷载等。
按结构 的反应
静态荷载 动态荷载
不使结构产生加速度，或产生的加速度可忽略。如自重、一般 的楼面活载等。
使结构产生不可忽略的加速度。如设备振动、吊车荷载等。
作用效应及作用效应系数
作用效应S：由作用引起的结构或结构构件反应。
Z=R-S≥0
可靠 P（Z=R-S≥0） 可靠度
反映结构可 靠的程度，反 映结构完成预 定功能的能力 的一个指标
可靠度ps:结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的概率。
P（Z=R-S≥0）+ P（Z=R-S＜0）=1
可靠度ps
失效概率pf
结构的失效概率pf越小，结构可靠度越大，结构越可靠。
容许失效概率
§10.1 结构的功能要求和极限状态
一、结构的安全等级
根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成的经济损失、 产生的社会影响等）的严重性，确定结构的安全等级。
安全等级 一级 二级 三级
破坏后果 很严重 严重 不严重
建筑物类型 重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物
二、结构的设计使用年限 结构设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大
pf [pf ] pf ?
结构可靠
f(Z)
pf 0
ps=1-pf
0
p f
f (z)dz ?
Z=R-S
二、结构的可靠指标
f(Z)
设S、R都服从正态分布，则Z也服从正态分布。
Z R S
Z
2 R
S
2
Z R S 曲线右移
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）；
第2章 钢筋混凝土结构的基本计算原理
2.2作用效应、结构抗力
2.2.2.3 材料强度标准值、设计值、材料分项系数
1、材料强度标准值 材料强度标准值是按标准试验方法测得的具有不小于95%保证率的材料强度值， 即 f k f m 1.645 实质：以确定值（标准值）表达不确定值，便于应用。
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 22
11
2.2作用效应、结构抗力2.2.2
（1）荷载标准值
分为永久荷载标准值和可变荷载标准值。 荷载标准值应根据设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定。
设计基准期：是为统一确定荷载和材料的标准值而规定的年限。
我国荷载规范采用的设计基准期为50年。
f (Q)
95% 50％ 5%
图：2-1荷载的标准值QK
c 偶然荷载——设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短 的荷载。如爆炸力、撞击力等。
6
2.2作用效应、结构抗力2.2.2 2、按作用方向分类 a 竖向荷载——如自重、雪载、吊车竖向荷载等。 b 水平荷载——风荷载、吊车水平荷载。
3、按结构的动力效应分类
a 静荷载——对结构不产生动力效应，或小的可以忽略；如恒载、活载。 b 动荷载——对结构产生动力效应，且不可以忽略。 如吊车荷载、高层结构风荷载。
一、作用效应S是由各种结构上的作用引起的结构或构件的内力（轴向力、剪力、 弯矩、扭矩）和变形（如挠度、侧移、裂缝等）。
取值原则：根据荷载概率分布特征, 控制保证率。
荷载规范中给出4种代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值。 永久荷载代表值：应该用标准值作为代表值， 可变荷载代表值：应根据设计要求用标准值、组合值、频遇值、准
永久值作为代表值。
混凝土结构设计原理第2章混凝土结构材料的物理力学性能2
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
1）混凝土的双向（法向）受力强度
第一象限：双拉 第三象限：双压 第二、四象限：拉压 结论： 结论： 强度接近于单拉强度； 双拉强度接近于单拉强度 双拉强度接近于单拉强度； 双压强度比单压强度有很大 双压强度比单压强度有很大 提高（最多可提高27 27％ 提高（最多可提高27％）； 双向拉压异号应力使强度 双向拉压异号应力使强度 拉压 降低。 降低。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2）混凝土在剪应力和正应力共同作用下的复合强度 ）
混凝土的抗剪强度： 混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小，随压应力增大而增 应力增大而减小， 当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大；压应力继续 左右时，抗剪强度达到最大； 大；当压应力在 增大，由于内裂缝发展明显， 增大，由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力增大而减小 结论： 结论：剪＋压强度低于单压强度 剪应力使抗拉强度降低
A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要是弹 点以前，微裂缝没有明显发展， 性变形，应力-应变关系近似直线 应变关系近似直线。 性变形，应力 应变关系近似直线。A点应力随混凝土强 度的提高而增加，对普通强度混凝土σ (0.3～ 度的提高而增加，对普通强度混凝土 A约为 (0.3～ 0.4)fc， 对高强混凝土σA可达(0.5～0.7)fc。 对高强混凝土 可达(0.5～ (0.5 A点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸 点以后，由于微裂缝处的应力集中， 发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应 变曲线逐渐偏离直线。 变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向 变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定扩展的。 变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定扩展的。
第二章 钢筋和混凝土的力学性能
(2.3)
锚固钢筋的外形系数及受拉最小锚固长度（ mm） 月牙肋钢筋 0.14 25d
注：1、光面钢筋末端应做 180°标准弯钩，但在焊接骨架、焊接网及轴心 受压构件中的光面钢筋可不做弯钩； 2、当月牙肋钢筋的直径大于 25mm 时，钢筋外形系数应再乘以修正系 数 1.1； 3、环氧树脂涂层钢筋的外形系数尚应乘以修正系数 1.25。
弹性系数约为0.5
s
ft
e tu
ft ft 2 ft et0 0.5Ec Ec Ec
e tu 500 ~ 270 e
et0
e
2.混凝土在长期荷载作用下的变形-收缩和徐变
混凝土的收缩和徐变 Shrinkage and Creep
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， 收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。
小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小； 高强混凝土收缩大。
影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。在实际工程中，
要采取一定措施减小收缩应力的不利影响。
混凝土的徐变
e eel ’ eel’
’
瞬时恢复
弹性后效
ecr eel
徐变应变
ecr’
eel esh 徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期 收缩应变 t0 t 高应力作用下，甚至会导致破坏。
瞬时应变
残余应变
随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4个月徐变增长较快，6个月 可达最终徐变的（70~80）%，以后增长逐渐缓慢，2~3年后趋于稳定。
混凝土徐变的影响因素
徐变与混凝土持续应力大小有密切关系，应力越大徐变
也越大；
混凝土加载龄期越长，徐变越小；
《混凝土结构设计原理》钢筋和混凝土受弯构件正截面承载力计算
《混凝土结构设计原理》钢筋和混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋和混凝土受弯构件正截面承载力计算是混凝土结构设计中的一项重要内容。
正截面承载力是指构件在弯曲荷载作用下所能承受的最大力。
本文将介绍正截面承载力的计算方法。
首先，钢筋和混凝土受弯构件的截面主要由混凝土和钢筋两部分组成。
混凝土的承载能力主要通过压应力进行传递，而钢筋则主要通过拉应力进行传递。
因此，在计算正截面承载力时，需要分别考虑混凝土和钢筋的承载能力。
对于混凝土的承载能力计算，一般采用极限平衡法或材料应力-应变关系来进行。
在极限平衡法中，混凝土的弯曲承载能力可以通过下式计算：Mrd = φ × α × W × z × (d - α/z)其中，Mrd表示混凝土的弯曲承载能力；φ为混凝土材料的折减系数，考虑了实际使用中存在的各种因素；α为混凝土抗压区高度与截面有效高度之比；W为混凝土抗压区的受压区面积；z为抗压区重心到截面受拉边缘的距离；d为截面的有效高度。
对于钢筋的承载能力计算，可以通过以下公式进行：Md = As × fy × (d - a/2)其中，Md表示钢筋的弯曲承载能力；As为钢筋的截面面积；fy为钢筋的屈服强度；d为截面的有效高度；a为混凝土抗压区高度。
当混凝土和钢筋的弯曲承载能力相等时，构件达到破坏状态。
因此，可以根据混凝土和钢筋的承载能力计算结果，来确定构件的正截面承载力。
需要注意的是，以上计算过程中涉及到的参数如α、z、d、a等都需要根据具体情况进行确定。
这些参数的取值与构件的几何形状、材料特性、受力状态等密切相关。
因此，在进行正截面承载力计算时，需要进行充分的分析和计算，并根据相关规范和标准进行校核。
总结来说，钢筋和混凝土受弯构件正截面承载力的计算是一个综合考虑混凝土和钢筋材料特性、构件几何形状和受力状态的过程。
通过合理的参数选择和计算方法，可以得到结构构件的正截面承载力，为混凝土结构设计提供依据。
混凝土结构设计原理简答题部分答案
《混凝土结构设计原理》第1章概论1.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原因是：（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，混凝土的碱性环境使钢筋不易发生锈蚀，遇到火时不致因钢筋很快软化而导致结构破坏；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
混凝土结构的特点是什么？答：优点——取材容易、合理用材、整体性好、耐久性好、耐火性好可塑性好缺点——自重大、抗裂性差、施工复杂、施工周期长、施工受季节影响、结构隔热隔声性能差、修复加固困难。
第2章钢筋和混凝土的力学性能《规范》规定混凝土强度等级答：混凝土强度等级有C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 共十四个等级，其中C50以下的为普通混凝土，C50以上的为高强度等级混凝土2.什么叫混凝土徐变？引起徐变的原因有哪些？答：（1）混凝土结构或材料在不变的应力或荷载长期持续作用下，混凝土的变形或应变随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。
（2）内在因素：混凝土的组成成分是影响徐变的内在因素。
水泥用量越多，徐变越大。
水灰比越大，徐变越大。
集料的弹性模量越小徐变就越大。
构件尺寸越小，徐变越大。
环境因素：混凝土养护及使用时的温度是影响徐变的环境因素。
温度越高、湿度越低，徐变就越大。
若采用蒸汽养护则可以减少徐变量的20%-25%。
应力因素：施加初应力的大小和加荷时混凝土的龄期是影响徐变的应力因素。
加荷时混凝土的龄期越长，徐变越小。
加荷龄期相同时，初应力越大，徐变也越大。
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：（1）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。
《混凝土结构设计原理》第二章_课堂笔记
《混凝土结构设计原理》第二章 材料的物理力学性能 课堂笔记◆ 学习要点：钢筋砼的组成为非匀质的，又由于混凝土材料组成的非均匀性以及具有显著的非弹性性能，因此其力学性能与匀质弹性材料有很大的差异。
对钢筋和砼材料力学性能的了解，包括其强度和变形性能，以及对二者相互作用的了解是掌握钢筋砼构件受力特点，确立计算方法，制定构造措施的基础。
◆ 主要内容混凝土及其力学性能混凝土的组成、强度指标及其换算关系、变形性能、其它性能(疲劳、收缩、徐变)、钢筋及其力学性能。
钢筋品种、级别和型号、力学性能及性能要求。
钢筋与混凝土的粘结◆ 学习要求1、掌握混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的测定方法和换算关系。
2、了解影响硷强度的因素，掌握砼应力一应变曲线特点，理解复合应力下硷强度和变形特点。
3、了解混凝土收缩、徐变现象及其影响因素；理解收缩、徐变对钢筋混凝土结构的影响。
4、了解钢筋的品种级别和使用范围。
掌握钢筋的应力一应变曲线的特点和强度的取值标准:，◆ 重点难点混凝土的强度及其影响因素，复合应力状态下的强度。
混凝土受压应力一应变关系的特征值。
混 凝土的收缩与徐变及其影响因素，一、混凝土（一）混凝土的组成结构砼是由水泥石(水泥胶结料)和骨料（石料)组成的一种内部结构复杂的复合材料。
从微观看：砼是不均匀的多相材料，存在许多内部微裂缝，这与其物理力学性能有密切的关系。
从宏观看：混凝土是粗骨料均匀分散在连续的砂浆基材中的两相材料，可视为各向同性的。
（二）混凝土的强度混凝土的强度是混凝土力学.隆能中的主要指标。
在工程中常用的混凝土强度指标有： ·立方体抗压强度fcu ·轴心抗压强度fc ·轴心抗拉强度ft1、混凝土立方体抗压强度砼立方体抗压强度是其力学性能中最基本的指标，也是评定fc 强度等级的标准。
砼强度等级是指按照标准方法制作养护的边长为150mm ，的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度标准值 。
建筑结构习题答案
建筑结构习题答案第一章钢筋混凝土结构的材料一、填充题1、高温状态强度的高低Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ2、光面钢筋变形钢筋3、一定的强度足够是塑性良好的焊接粘结良好4、受力变形温度和干湿变化5、应力应变徐变6、水泥石中凝胶体粘滞流动结合面微裂缝的发展越小7、水泥凝胶体与与钢筋表面的胶着力摩擦力机械咬合力8、黏结强度的可靠性受拉的半圆弯钩二、单项选择：CBC BB三、简答题1、常用钢筋有四种，分别为：热轧Ⅰ级钢筋，φ，光面钢筋热轧Ⅱ级钢筋，变形钢筋热轧Ⅲ级钢筋，变形钢筋热轧Ⅳ级钢筋，变形钢筋2、主要优点是与混凝土的黏结性能好得多，这是因为表面突出的横肋造成的机械咬合力作用可以大大增加两者之间黏结力，采用变形钢筋可以显著减小裂缝宽度。
3、混凝土强度指标主要有立方体抗压强度，轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
第一种是基本的。
符号分别为fcu,fc,ft表示。
f数量关系：fc=0.67fcu;t4、混凝土在荷载长期作用下，应力没有变化而应变随着时间增长的现象称为徐变。
产生徐变的原因：1. 水泥石中凝胶体粘滞流动2.应力较大时混凝土内部结合面微裂缝的发展。
5、影响混凝土徐变的因素有三个面。
1.内在因素：水泥用量、水灰比、配合比、骨料性质等；2.环境因素：养护时的温度湿度。
使用时的环境条件；3.盈利因素：应力较小时徐变与应力成正比，是为线性徐变，应力较大（σc>0.5 fc）时,徐变增加的更快,甚至不能稳定。
减小混凝土徐变主要从下述三方面着手1.减少水泥用量，降低水灰比，加强混凝土密实性，采用高强度骨料等；2.高温高压养护3. 长期所受应力不应太大，最好小于0.5fc。
6.有利影响：徐变能缓和应力集中，减小支座沉陷引起的内力以及温度变化形成的温度应力。
不利影响：加大结构变形；在预应力混凝土结构中，造成预应力的巨大损失。
7.粘结力构成的相同点为：（1）水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶着力；（2）混凝土收缩将钢筋裹紧而产生的摩檫力。
《钢筋混凝土结构设计原理》复习资料2复习重点习题及答案
《结构设计原理》复习资料第一篇钢筋混凝土结构第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能二、学习重点在本章的学习中应注意以下几个方面的问题：（1）混凝土的强度指标有哪些，以及获得它们的方法；（2）混凝土的应力应变关系曲线，弹性模量的取值方法；（3）混凝土收缩、徐变的概念及特性；（4）两类钢材的变形及强度特征；（5）锚固长度的意义；（6）钢筋混凝土结构对混凝土与钢筋的基本要求。
三、复习题（一）填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。
7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。
其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
（二）判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。
………………………………【×】2、混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈好。
………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。
………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多，水灰比较大，收缩就越小。
………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。
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第一节极限状态的基本概念一、结构上的作用二、结构的抗力及其不定因素三、结构的功能要求四、结构的极限状态五、结构安全等级一、结构上的作用（一）作用及作用效应（effect of action）结构在施工和使用期间，将受到其自身和外加的各种因素作用，这些作用在结构中产生不同的效应——内力和变形。
这些引起结构的内力和变形的一切原因统称为结构上的作用。
作用在结构上产生的内力（弯矩、剪力、扭矩、压力和拉力等）和变形（挠度、扭转、转角、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等）称为作用效应。
由第一类作用，即荷载引起的效应，称为荷载效应。
（二）作用的分类1.按时间的变异性和出现的可能性分类，结构上的作用可以分为三类：(1)永久作用（permanent action）永久作用在结构上的作用值，在设计基准期（design reference period）内不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计。
(2)可变作用（variable action）在设计基准期内作用值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略。
(3)偶然作用（accidental action）偶然作用在设计基准期内出现的概率很小。
一旦出现，其持续时间很短，但其量值很大，如罕遇地震、车辆或船舶撞击力。
2.按照空间位置的变异性分类（1）固定作用在结构空间位置上具有固定位置的作用，但其量值是随机的，如恒荷载(dead load)、固定的设备等。
（2）自由作用在结构空间一定范围内可以改变位置的作用，如车辆荷载、人群荷载等。
3.按照结构的反应分类（1）静态作用在结构上不产生加速度或产生加速度可忽略不计的作用，如结构自重。
（2）动态作用在结构上产生不可忽略加速度的作用，如汽车荷载、地震等。
(三)作用代表值（representative value of an action）1.作用的标准值（characteristic value of an action）如图所示。
对永久作用，由于其变异性不大，标准值是以其平均值，即0.5分位值确定，可以按照结构设计尺寸和材料确定，或按照结构构件的平均重力密度确定。
对于可变作用，桥涵结构的可变作用的标准值可从《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2003）中查得，对某些特殊情况下的作用，也可以通过调查统计按照同类工程经验取值。
2.作用的准永久值（quasi-permanent value of an action）如图作用的准永久值一般是依据作用出现的累计持续时间〔考虑到出现的频率程度和每次出现持续时间〕而定。
3.作用的频遇值（frequent value of an action）《公桥规》规定，可变作用的频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数，频遇值系数，汽车荷载（不计冲击力）=0.7，人群荷载=1.0，风荷载=0.75，温度梯度=0.8，其他作用=1.0。
3 / 144.作用代表值的选用：永久作用应采用标准值作为代表值。
可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。
承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表值。
正常使用极限状态按短期效应组合设计时，应采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。
偶然作用取其标准值为代表值。
5.作用设计值（design value of anaction）作用设计值是作用标准值乘以作用分项系数后的值。
永久作用分项系数如表2-1。
表2-1永久作用分项系数表二、结构的抗力及其不定因素抗力是结构构件抵抗作用效应的能力，即承载能力和抗变形能力。
承载能力包括受弯、受压、受剪、受扭承载力等各种抵抗外力的能力；抗变形能力包括抗裂能力、刚度等。
引起抗力不定性的主要因素有：（1）材料性能的不定性。
（2）几何参数（geometrical parameter）的不定性。
（3）计算模式的不定性。
三、结构的功能要求结构的功能是由其使用要求决定的，具体有如下四个方面：（1）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）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能。
（3）结构在正常使用和正常维护的条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性。
（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，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。
结构可靠度(degree of reliability)的定义：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
四、结构的极限状态(limit state)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，则此特定状态称为该功能的极限状态。
1、承载能力极限状态(ultimate limit state)这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）；(2)结构构件或连接处因超过材料强度而破坏或因过度的塑性变形而不能继续承载（包括疲劳破坏）；(3)结构转变成机动体系；(4)结构或结构构件丧失稳定（如柱的压屈失稳等）；2.正常使用极限状态(service ability limit state)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的某项限定值的状态。
当结构或结构构件出现下列状态5 / 14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（crack width）；（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其它特定状态。
3.破坏安全极限状态。
这种极限状态是指偶然事件造成结构局部破坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。
我国现行《公桥规》规定公路桥涵应进行以下两类极限状态设计：1.承载能力极限状态：对应于桥涵及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
2.正常使用极限状态：对应于桥涵及其构件达到正常使用或耐久性的某项限定值的状态。
五、结构安全等级（safetyclass）桥梁涵洞分类表第二节作用效应组合一、作用效应组合原则（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。
当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。
（2）可变作用当它的出现反而对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。
实际不可能同时出现的作用或不同时参与组合的作用，按表2-3规定不考虑其作用效应的组合。
（3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定。
（4）多个偶然作用不能同时组合。
二、作用效应组合（combination for action effects）（一）按承载能力极限状态设计1.作用效应基本组合（fundamental combination of action effects）效应组合表达式为：7 / 142.作用效应偶然组合（accidental combination of action effects）承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。
偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。
地震作用标准值及其表达式按《公路工程抗震设计规范》JTJ004规定采用。
（二）按正常使用极限状态设计1.作用短期效应组合（combination for short-term action effects）2.作用长期效应组合（combination for long-term action effects）正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：第三节极限状态设计原一、承载能力极限状态计算原则桥梁构件的承载能力极限状态计算，应采用下列表达式：二、持久状况正常使用极限状态计算公路桥涵的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，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，对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过本规范规定的各相应限值。
在上述各种组合中，汽车荷载效应不计冲击系数。
第四节材料强度的标准值与9 / 14计值一、材料强度标准值二、材料强度设计值一、材料强度标准值(characteristic value of material strength)(一)钢筋强度标准值普通钢筋抗拉强度标准值表2-5。
钢筋种类符号235335400400 预应力钢筋抗拉强度标准值表2-6。
钢筋种类符号钢绞线1×2（二股）d=8.0、10.0d=12.0 1470、1570、1720、1860 1470、1570、17201×3（三股）d=8.6、10.8 1470、1570、1720、1860d=12.9 1470、1570、17201×7（七股）d=9.5、11.1、12.7d=15.218601720、1860 消除应力钢丝光面螺旋肋d=4、5d=6d=7、8、91470、1570、1670、17701570、16701470、1570刻痕d=5、7 1470、1570精轧螺纹钢筋d=40d=18、25、32JL540540、785、930(二)混凝土强度标准值1、混凝土轴心抗压强度标准值轴心抗压强度（棱柱体强度）标准值与立方体抗压强度标准值之间存在着以下折算关系：2、混凝土的轴心抗拉强度抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的折算关系如下：3、混凝土的强度标准值表2-6混凝土的强度标准值和设计值。
强度种类强度等级强度标准值设计值轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C15 10.0 1.27 6.9 0.8811 / 14C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 13.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.21.541.782.012.202.402.512.652.742.852.933.003.053.109.211.513.816.118.420.522.424.426.528.530.532.434.61.061.231.391.521.651.741.831.891.962.022.072.102.14二、材料强度设计值（一）钢筋的强度设计值《公桥规》规定，钢筋抗压强度设计值或按以下两个条件确定：《公桥规》规定，钢筋抗压强度设计值或按以下两个条件确定：1.钢筋的受压应变（或）=0.002；2.钢筋的抗压强度设计值（或）=（或）必须不大于钢筋的抗拉强度设计值（或）。