顾祥林版混凝土结构基本原理第5章
混凝土结构设计原理课后习题及答案全案
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。
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。
混凝土结构基本原理第五章
第五章 受压构件承载力计算
二、大偏心受压和小偏心受压的界限 界限破坏：当受拉钢筋屈服的同时，受压边
缘混凝土应变达到极限压应变。 大小偏心受压的界限：
当 < b ––– 大偏心受压 > b ––– 小偏心受压 = b ––– 界限破坏状态
21
第五章 受压构件承载力计算
当轴向受力较大、截面尺寸受到限制时采用。
2.螺旋箍筋柱正截面承载力计算公式
N Nu = 0.9(fc Acor + fyAs + 2 fy Ass0 )
13
第五章 受压构件承载力计算
Acor
=
πdcor 4
Ass0
=
πdcor Ass1 s
式中：Acor—构件的核心截面面积； dcor—构件的核心截面直径，间接钢筋内表 面之间的距离；
≤b
x≥2as'
当x＜2as'时，受压钢筋不能屈服，偏于安全地取 x=2as' ，并对受压钢筋合力点取矩得：
Ne = fy As h0 - as
式中 e′—轴向力作用点至受压钢筋的合力 点的距离。
29
第五章 受压构件承载力计算
3.小偏心受压构件
30
第五章 受压构件承载力计算
基本计算公式
7
第五章 受压构件承载力计算
在配有螺旋箍筋或焊接环式间接钢筋柱中，如计 算中考虑间接钢筋的作用，则间接钢筋的间距不应 大于80mm及dcor/5（dcor为按间接钢筋内表面确定的 核心截面直径），且不宜小于40mm，间接钢筋的直 径应不小于6mm且不应小于d /4（d为纵向钢筋的最 大直径）。
三、弯矩M和轴力N对偏心受压构件正截面承载力的 影响（Nu−Mu相关曲线）
混凝土结构基本原理 复习资料(七~九章)同济大学 顾祥林版
矩之和。 8.3.2 基于塑性理论的方法 对于理想塑性材料： Tcr , p f tWt f t
b2 3h b 。 6
h2 f 2
混凝土并非理想塑性材料，偏于安全的计算公式为 Tcr 0.7 f tWt 。 T 形、I 形截面翼缘的塑性抵抗矩 Wtf
第八章 构件扭曲截面的性能和计算
8.1 工程实例及受扭构件的配筋形式 平衡扭转：当构件所受扭矩的大小与该构件的扭转刚度无关时的相应扭转。 协调扭转：当构件所受扭矩的大小取决于该构件的扭转刚度时的相应扭转。 8.2 纯扭构件的试验研究结果 不同的破坏模式：适筋构件（低配筋构件）、部分超筋构件、超配筋构件、少配筋构件。 后两种在设计中应予以避免。 8.3 纯扭构件的开裂扭矩 素混凝土构件的抗扭承载力也就是它的开裂扭矩。 8.3.1 基于弹性理论的方法
M ， h0 为截面有效高度； Vh0 a 几何定义（计算剪跨比） B左 ， a 为第一个集中荷载作用点至支座的距离。 h0
物理定义（广义剪跨比）
随着剪跨比的不同，无腹筋梁的斜截面会出现不同的破坏形态： 1 时，斜裂缝起始于梁的腹部，向集中荷载点和支座扩展，斜裂缝随荷载增加而增 多，并相互平行，最后两主要斜裂缝间的混凝土类似短柱被压碎，使梁发生 斜截面破坏。这种破坏称为“斜压破坏”。 1 3 时，斜裂缝出现后不断向集中荷载的作用点延伸，且宽度不断增大，最终当临 界裂缝上端剪压区的混凝土被压碎，梁发生斜截面破坏。这种破坏称为 “剪压破坏”。 3 时，斜裂缝一出现即迅速延伸到荷载作用点，使梁沿斜向被拉断成两部分而破 坏。这种破坏称为“斜拉破坏”。 无腹筋梁的抗剪来自三方面的贡献：①剪压区混凝土承受的剪力 Vc （主要）；②斜裂 缝交接面上骨料咬合与摩擦力 Vi 的竖向分量；③纵筋的销栓力 Vd 。 影响无腹筋梁抗剪承载力的因素：剪跨比；混凝土强度；纵筋配筋率；截面形式、加 载方式、构件类型（简支梁、连续梁）等。 7.2.3 有腹筋梁的抗剪机制 斜裂缝出现后，有腹筋梁的受力机制可以看作是一个平面桁架。 箍筋量适中时，箍筋先屈服，剪压区混凝土达到极限强度，形成剪压破坏； 箍筋量过多时，箍筋不屈服，斜裂缝间混凝土由于主压应力过大而发生斜压破坏； 箍筋量过少时，斜裂缝一出现箍筋立即屈服，产生斜拉破坏。 7.2.4 有腹筋梁弯剪截面的分析
建筑混凝土结构设计（顾祥林同济大学）
建筑混凝⼟结构设计（顾祥林同济⼤学）44:37顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（1、2）-1上传者：朵朵200805121.6万次播放46:12顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（1、2）-2上传者：朵朵200805128,842次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（3、4）-1上传者：朵朵200805126,666次播放43:41顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（3、4）-2上传者：朵朵200805125,476次播放44:20顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（5、6）-1上传者：朵朵200805125,820次播放43:57顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（5、6）-2上传者：朵朵200805124,476次播放44:53顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（7、8）-1上传者：朵朵200805124,592次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计（7、8）-2上传者：朵朵200805123,904次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-1上传者：朵朵200805123,941次播放45:00顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-2上传者：朵朵200805123,501次播放45:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(11、12)-1上传者：朵朵200805124,385次播放45:04顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(11、12)-2上传者：朵朵200805123,390次播放44:44顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(13、14)-1上传者：朵朵200805122,827次播放42:12顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(13、14)-2上传者：朵朵200805122,544次播放44:32顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(15、16)-1上传者：朵朵200805122,708次播放45:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(15、16)-2上传者：朵朵200805122,603次播放41:45顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(17、18)-1上传者：朵朵200805122,671次播放42:30顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(17、18)-2上传者：朵朵200805122,387次播放44:35顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(19、20)-1上传者：朵朵200805122,473次播放44:26顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(19、20)-2上传者：朵朵200805122,130次播放43:17顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(21、22)-1上传者：朵朵200805122,452次播放41:21顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(21、22)-2上传者：朵朵200805122,099次播放44:55顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(23、24)-1上传者：朵朵200805122,199次播放44:07顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(23、24)-2上传者：朵朵200805121,940次播放44:51顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(25、26)-1上传者：朵朵200805122,231次播放44:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(25、26)-2上传者：朵朵200805122,031次播放44:54顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(27、28)-1上传者：朵朵200805121,964次播放44:59顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(27、28)-2上传者：朵朵200805121,615次播放44:46顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(29、30)-1上传者：朵朵200805121,636次播放44:33顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(29、30)-2上传者：朵朵200805121,636次播放44:55顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(31、32)-1上传者：朵朵200805121,788次播放43:47顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(31、32)-2上传者：朵朵200805121,727次播放44:28顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(33、34)-1上传者：朵朵200805122,191次播放43:31顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(33、34)-2上传者：朵朵200805122,274次播放44:48顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(35、36)-1上传者：朵朵200805122,532次播放43:06顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(35、36)-2上传者：朵朵200805122,006次播放44:51顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(37、38)-1上传者：朵朵200805121,846次播放43:00顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(37、38)-2上传者：朵朵200805121,852次播放45:01顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(39、40)-1上传者：朵朵200805122,017次播放43:37顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(39、40)-2上传者：朵朵200805121,674次播放44:43顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(41、42)-1上传者：朵朵200805121,857次播放44:29顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(41、42)-2上传者：朵朵200805121,705次播放44:32顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(43、44)-1上传者：朵朵200805121,658次播放44:17顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(43、44)-2上传者：朵朵200805121,487次播放44:29顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(45、46)-1上传者：朵朵200805121,615次播放05:57顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(45、46)-2上传者：朵朵200805121,863次播放。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
T形截面梁有两种类型，第一种类型为中和轴在翼缘内，即x≤ ，这种类型的T形梁的受弯承载力计算公式与截面尺寸为 ×h的单筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式完全相同；第二种类型为中和轴在梁肋内，即x＞ ，这种类型的T形梁的受弯承载力计算公式与截面尺寸为b×h， ＝ ／2， ＝As1(As1满足公式 )的双筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式完全相同。
结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响，它会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象，在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有：1）时间参数；2）混凝土的应力大小；3）加载时混凝土的龄期；4）混凝土的组成成分；5）混凝土的制作方法及养护条件；6）构件的形状及尺寸；7）钢筋的存在等。减少徐变的方法有：1）减小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用较坚硬的骨料；3）养护时尽量保持高温高湿，使水泥水化作用充分；4）受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。
单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的最大值Mu,max＝ ，由此式分析可知，Mu,max与混凝土强度等级、钢筋强度等级及梁截面尺寸有关。
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。
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。
建筑混凝土结构设计顾祥林课后题
建筑混凝土结构设计顾祥林课后题为了回答这个问题，我需要先了解一下顾祥林教授的背景和他的课程内容。
顾祥林教授是中国著名的建筑结构工程师，曾在美国加州大学伯克利分校获得博士学位，并在中国科学院担任研究员。
他的主要研究方向是建筑结构设计和混凝土材料，是中国建筑结构领域的权威人物之一。
他的课程《建筑混凝土结构设计》是中国大学土木工程专业的必修课程之一，涵盖了混凝土结构设计的基本原理和实践技巧。
以下是顾祥林课后题的回答：第一章：混凝土的基本性质和组成1. 请简述混凝土的组成和制作过程。
混凝土由水泥、砂子、石子和水组成。
制作过程包括混合、搅拌、浇筑和养护等步骤。
首先将水泥、砂子和石子按一定比例混合，然后加入适量的水进行搅拌，使其均匀混合。
最后将混凝土倒入模具中，用振动器震动，使其密实。
养护期间需要保持适宜的温度和湿度，以确保混凝土的强度和耐久性。
第二章：混凝土的力学性能1. 请简述混凝土的强度和变形性能。
混凝土的强度是指其承受外力的能力，通常用抗压强度和抗拉强度来表示。
抗压强度是指混凝土在受到压力时的抵抗能力，抗拉强度是指混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
混凝土的变形性能包括弹性模量、泊松比和变形能力等。
弹性模量是指混凝土在受到外力时的变形程度，泊松比是指混凝土在受到压力时的横向收缩程度，变形能力是指混凝土在受到外力时的变形能力。
第三章：混凝土结构的受力分析1. 请简述混凝土结构的受力分析方法。
混凝土结构的受力分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是指在结构不受外力作用时，通过计算结构内力和变形来确定结构的稳定性和安全性。
动力分析是指在结构受到外力作用时，通过计算结构的动态响应来确定结构的稳定性和安全性。
另外，还可以采用有限元分析、弹塑性分析和极限状态设计等方法进行混凝土结构的受力分析。
第四章：混凝土结构的设计原则1. 请简述混凝土结构的设计原则。
混凝土结构的设计原则包括安全性、经济性、美观性和可靠性。
安全性是指结构在使用寿命内不发生破坏或失效的能力，经济性是指在满足安全性的前提下，尽可能降低结构的造价和维护成本，美观性是指结构的外观和形态应符合人们的审美要求，可靠性是指结构的设计应考虑到可能出现的各种不确定因素，以确保结构的稳定性和安全性。
《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记
《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件斜截面强度计算课堂笔记主要内容斜截面受力特点及破坏形态影响斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力就是的方式和步骤梁内钢筋的构造要求学习要求1、了解无腹梁裂缝出现前后的应力状态2、理解梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态以及影响斜截面受承载力的主要因素3、熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法4、能正确画出抵抗弯截图5、理解纵向钢筋弯起和截断时的构造规定并在设计中运用重点难点1、梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态2、斜截面受承载力的计算方法(包括计算公式、适用范围和计算步骤等)3、抵抗弯矩图的画法以及纵向受力钢筋弯起和截断的构造要求其中3 既是重点也是难点一、斜截面受力特点及破坏形态受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩M夕卜，常常还产生剪力V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。
因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
工程设计中，斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。
(一)无腹筋梁斜裂缝出现前、后的应力状态1、斜裂缝开裂前的应力分析承受集中荷载P 作用的钢筋混凝土简支梁，当荷载较小时混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。
但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成，因此应先将两种材料换算成同一种材料，通常将钢筋换算成“等效混凝土”，钢筋按重心重合、面积扩大E s/E c倍换算为等效混凝土面积，将两种材料的截面视为单一材料(混凝土)的截面，即可直接应用材料力学公式。
梁的剪弯区段截面的任一点正应力b和剪应力T可按下列公式计算：正应力 b =My o/I o剪应力t =Vs0/I 0b式中I o—换算截面的惯性矩；y o --- 所求应力点到换算截面形心轴的距离；s0--- 所求应力的一侧对换算截面形心的面积矩；b --- 梁的宽度；M--- 截面的弯矩值；V--- 截面的剪力值；在正应力和剪应力共同作用下，产生的主拉应力和主压应力，可按下式求得：主拉应力 b tp =b /2+[( b /2) 2+t 2] 1/2主压应力 b tp= b /2-[( b/2) 2+t 2] 1/2主应力作用方向与梁纵轴的夹角 a =1/2arctan(-2 T/ b )2、斜裂缝的形成由于混凝土抗拉强度很低，随着荷载的增加，当主应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝。
混凝土结构设计原理第五章ppt课件
Nu
fc Acor 2
f y Ass0
f yAs
令2 / 2
图5-11 混凝土径向压力示意图 Nu 0.9( fc Acor 2 f y Ass0 f yAs)
α称为间接钢筋对混凝土约束的折减系数，当混凝土强度等级不超过C50时， 取α＝1.0；当混凝土强度等级为C80时，取α＝0.85；当混凝土强度等级在 C50与C80之间时，按直线内插法确定。
图5-16 不同长细比柱从加荷到破坏的N-M关系
在图5 -16中，示出了截面尺寸、配 筋和材料强度等完全相同，仅长细比不 相同的3根柱，从加载到破坏的示意图。
5.4 偏心受压构件的二阶效应
轴向压力对偏心受压构件的侧移和挠 曲产生附加弯矩和附加曲率的荷载效应称 为偏心受压构件的二阶荷载效应，简称二 阶效应。其中，由侧移产生的二阶效应， 习称P-Δ效应；由挠曲产生的二阶效应， 习称P-δ效应。
①M1/M2＞0.9或 ②轴压比N/fcA＞0.9或
③lci＞34-12(M1/M2)
3)考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值
《混凝土结构设计规范》规定，除排架结构柱外，
其他偏心受压构件考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的
二阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计
算：
M CmnsM 2
Cm
0.7 0.3
5.3.2 偏心受压长柱的破坏类型
图5-15 长柱实测N-f曲线 偏心受压长柱在纵向弯曲影响下，可能发生失稳破坏和材料破坏两种破坏类 型。长细比很大时，构件的破坏不是由材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去 平衡引起的，称为“失稳破坏”。当柱长细比在一定范围内时，虽然在承受偏心 受压荷载后，偏心距由ei增加到 ei+f，使柱的承载能力比同样截面的短柱减小， 但就其破坏特征来讲与短柱一样都属于“材料破坏”，即因截面材料强度耗尽而 产生破坏。
顾祥林版混凝土结构基本原理第5章习题答案
代入,化简得,
当 时,
在上述荷载下所设计的钢筋梁必定为适筋梁
解之得当 时,
依次为288,441,601,770,948,1137,1340,1561,1805,1992,单位mm2
由上述图像可知,图像大体呈现曲线分布,且总体上随着M增大,As增长越来越慢。
5-7已知某简支钢筋混凝土平板的计算跨度为 ，板厚h=80mm，承受均布荷载q=4kN/ （包括梁的自重），混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。求板的配筋。
5-7确定钢筋混凝土梁中纵向受力钢筋率的原则是什么？
答：构件的屈服弯矩和开裂弯矩相等。
5-8随着纵向受力钢筋用量的增加，梁正截面受弯承载力如何变化？梁正截面的变形能力如何变化？
答：抗弯承载力提高，变形能力变差。
5-9钢筋混凝土受弯构件受拉边缘达到何种状态时，可以认为受拉区开裂？
答：当梁受拉区混凝土的最大拉应力 达到混凝土的抗拉强度 ，且最大的混凝土抗拉应变 超过混凝土的极限受拉应变 时，在纯弯段某一薄弱截面出现第一条垂直裂缝。
少筋破坏，少筋梁钢筋拉断后，梁断为两截，破坏前梁上无裂缝，梁仅产生弹性变形，属突发性脆性破坏，具有很大的危险性；
超筋破坏超筋梁混凝土压碎而失去承载力时，钢筋尚未屈服，梁中虽然出现大量裂缝，但裂缝宽度较小，梁的变形较小，破坏具有突发性，属于脆性破坏。
5-6界限破坏（平衡破坏）的特征是什么？
答：纵向受拉钢筋屈服的同时，混凝土被压碎。
5-12从何种角度处罚认为钢筋混凝土受弯构件在受力过程中能符合平截面假定？
答：试验表明，钢筋混凝土受弯构件开裂前满足平截面假定；开裂后，尽管开裂截面一分为二，但从平均应变的意义上，平截面假定仍能成立。
5-13如何将混凝土受压区的实际应力分布等效成矩形应力分布？
混凝土结构基本原理课后答案(主编：梁兴文)
《混凝土结构基本原理》习题参考答案第4章 受弯构件正截面的性能与设计4.1 k 19.4kN/m q =4.2 20s 60040560mm, 875mm h A =-==，220 +118（s A =882mm 2）4.3 20s 1000370mm, 177mm h A =-==, φ6＠150（s A =189mm 2/m ）4.4 HRB400, C30，b × h = 200mm×500mm，s A =450mm 2，314（s A =462mm 2）4.5 20s 450mm, 45040410mm, 915mm h h A ==-==20s 500mm, 50040460mm, 755mm h h A ==-== 20s 550mm, 55040510mm, 664mm h h A ==-==随梁截面高度增加，受拉钢筋面积减小。
4.6 20s 200mm, 50040460mm, 925mm b h A ==-==20s 250mm, 50040460mm, 709mm b h A ==-== 20s 300mm, 50040460mm, 578mm h h A ==-==随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。
4.7 20s C20, 50040460mm, 981mm h A =-==20s C25, 50040460mm, 925mm h A =-== 20s C30, 50040460mm, 895mm h A =-==随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。
4.8 20s HRB400, 50040460mm, 925mm h A =-==20s HRB500, 50040460mm, 765mm h A =-==随受拉钢筋强度增加，受拉钢筋面积减小。
4.9 （1）u 122.501M =kN·m（2）u 128.777M =kN·m （3）u 131.126M =kN·m （4）u 131.126M =kN·m4.10 s 45mm a =，2s 878mm A =，选配320（2s 942mm A =）4.11 's s 40mm a a ==，2s 1104mm A =，选配220+218（2s 1137mm A =）4.12 （1）u 121.882M =kN·m（2）u 214.169M =kN·m4.13 （1）2s 822mm A =，选配220+218（2s 1137mm A =）（2）2s 2167mm A =，选配622（2s 2281mm A =）4.14 s 60mm a =，2s 2178mm A =，选配622（2s 2281mm A =）第5章 受压构件5.1 2c 16.7N/mm f =，2y 410N/mm f '=，取400mm b =，400mm h =，2s 2718mm A '=，选配822。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案
《混凝土结构设计原理》思考题及习题（参考答案）厦门大学土木工程系20XX年9月第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。
同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案
4
的方法；也可以由公式计算 la
fy ft
d。
3-6 对水平浇筑的钢筋混凝土梁，其顶部钢筋与混凝土间的粘结强度和底部钢筋与混凝土间 的粘结强度相比有何区别？为什么？ 答：顶部水平钢筋，钢筋地面的混凝土由于水分、气泡的溢出和混凝土泌水下沉，并不与钢 筋紧密接触，形成轻度较低的疏松空隙层，削弱了钢筋与混凝土的粘结作用。 3-7 两根钢筋在混凝土搭接时是否允许钢筋并拢？为什么？ 答：不允许。增大钢筋外部混凝土保护层厚度和保持一定的钢筋净距，可以提高外围混凝土 的劈裂能力，保证粘结强度的充分发挥。 3-8 钢筋传递长度 ltr 和锚固长度 la 之间的区别和联系是什么？ 答：传递长度—钢筋通过粘结作用把加于其上的拉力 T 传递给混凝土所需的粘结长度。 锚固长度—将钢筋在混凝土中延伸一段长度来实现钢筋与混凝土之间的锚固。 联系最小的锚固长度实际上就是钢筋屈服时的传递长度， 或称钢筋应力达到屈服强度时 的发展长度。
2
图 2.2 混凝土轴心受压应力-应变曲线关系 a 点前内部裂缝没有发展， 应力应变近似直线。 b 点称为临界应力点,内部裂缝有发展,但处于 稳定状态。c 点的应变称为峰值应变,e0 约为 0.002,内部裂缝延伸到表面， c 点后出现应变 软化。d 点为极限压应变,对普通混凝土取 0.0033。 美国的 E.Hognestad 建议的模型
图 2.1 软钢（左）和硬钢（右）的应力应变曲线关系
1
软钢的应力-应变曲线关系中，在 a 点以前，应力与应变呈线性比例关系，与 a 点相应的应 力称为比列极限；过 a 点后，应变较应力增长稍快，尽管从图上看起来并不明显；到达 b 点后，应力几乎不增加，应变却可以增加很多，曲线接近于水平线并一直延伸至 f 点。cf 段 称为流幅或屈服台阶；过 f 点后曲线又继续上升，直到最高点 d 点，相应于 d 点的应力称为 钢筋的极限强度，fd 段称为钢筋的强化阶段。过了 d 点之后，变形迅速增加，时间最薄弱 的截面逐渐缩小，出现“颈缩”现象，应力随之下降，到达 e 点时试件发生断裂。硬钢的应 力-应变曲线关系中，看不到明显的屈服点和流幅。其强度取值如下。软钢取屈服台阶（屈 服下限）的强度作为屈服强度，硬钢一般取残余应变为 0.2%时所对应的 0.2 应力作为钢筋 的条件屈服强度。 2-3 钢筋应力——应变曲线的理论模型有哪几种？他们适用于何种情况？ 答：三折线模型、两折线模型、双斜线模型。三折线模型适用于有明显流幅的软钢，两折线 模型适用于流幅较长的理想弹塑性模型，双斜线模型适用于无明显流幅的高强钢筋或钢丝。 2-4 冷拉和冷拔会对钢筋的力学性能有怎样的影响？ 答：冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，不提高钢筋的抗压强度。冷拔可同时提高钢筋的抗拉强 度及抗压强度。 2-5 对混凝土结构中的钢筋性能有哪些要求？ 答：1.钢筋的强度。2.钢筋的塑性。3.钢筋的可焊性。4.钢筋的耐火性。5.钢筋与混凝土的粘 结力。 2-6 如何确定混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗拉强度？ 答：国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》 （GB/T50081—2002）规定：以边长为 150mm 的立方体为标准试件， 将其在 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抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为 N/mm2。 我国国家标准 《普通混凝土力学性能试验方法》 （GB/T50081—2002） 规定， 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 制作条件相同，试件上下表面不涂润滑剂。 根据普通混凝土和高强度混凝土的试验资料， 混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度存在如 下的关系
绪论混凝土结构基本(设计)原理教学
* 1884年，德国人Wayss, Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置 在构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构 逐渐得到了推广应用。
P
P
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
设计方法
半经验半概率法
允许应力 设计法
破坏阶段 设计法
极限状态 设计法
材料力学的方法
按经验法确定安全 系数
生命全过程设 计法（兼顾安 全性、使用性 和耐久性）
近似概率法 全概率法
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论—如何设计一个新结构
混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等
•无砂混凝土 只有粗骨料，无细骨料
•FRP筋的应用 用FRP筋代替钢筋
二、混凝土结构的发展
3.结构方面的发展
•预应力混凝土结构的应用 在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝
土结构的抗裂度，减轻构件的自重
P
P
•结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构体 系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、FRP混 凝土及预应力混凝土结构等
一、混凝土结构的概念和特点
3. 预应力混凝土结构的一般概念
P
P
预应力钢筋
P
P
一、混凝土结构的概念和特点
4. 混凝土结构的组成
楼板
墙
地下室底板
梁
顾祥林版混凝土结构基本原理第5章
思考题 练习题5-1已知钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm ，h=600mm ，混凝土保护层厚度c=25mm ，混凝土和钢筋材料的性能指标为错误！未找到引用源。
，错误！未找到引用源。
，错误！未找到引用源。
；错误！未找到引用源。
，错误！未找到引用源。
，受拉区配有错误！未找到引用源。
的纵向受拉钢筋。
试计算（1）当截面所受的弯矩M=50kN ·m 时的错误！未找到引用源。
；（2）截面的开裂弯矩错误！未找到引用源。
及相应的错误！未找到引用源。
解：（1）根据题意得：)0033.0/1/(8.0/,1028.3/45.01081.9/,849.7/1max 3min 3s y b y c b y t s c s E E f f f a f f bh A E E a +==⨯==⨯====--ξξρρρ ∴⨯=∴-,1032.33max ρ此梁为适筋梁.20)5.21(292.0,5622/2525600bh f a M mm h t A cr +==--=m kN M m kN M bh A a a cr s E A ⋅=⇒⋅=⇒==5063.94154.0/2时,截面未开裂200130/33.3/12/mm N I My bh I t c ==⇒=σ200/85.22/)2/(mm N I h h M a E s =-⋅=σ171042.4)2//(--⨯=⋅=mm h E c t c σφ（2）由(1)得,mm a h a x m kN M A A cr cr 321))2/1(2/()1(,63.94=+⋅+=⋅=2/81.402mm N f a t E s ==σ2/02.65.0/))((mm N bx A x h b f cr s s cr t t c =+-=σσ 171047.7)/(--⨯=⋅=mm x E cr c t c σφ5-2条件同练习题5-1，试计算（1）截面的极限弯矩错误！未找到引用源。
混凝土基本原理—第五章
思考题5.1 轴心受压普通箍筋短柱和长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数ϕ是如何确定的？答：轴心受压普通箍筋短柱在临近破坏荷载时，柱子四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏；轴心受压普通箍筋长柱在破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出，凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。
稳定系数主要与构件的长细比有关：当0/l b =8~34时：01.1770.02/l b ϕ=-当0/l b =35~50时：00.870.012/l b ϕ=-对于长细比0/l b 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大，ϕ的取值比按经验公式得到的ϕ值还要降低一些，以保证安全；对于长细比0/l b 小于20的构件，考虑过去的使用经验，ϕ的取值略微太高一些。
5.2 轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同？答：轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：''0.9()u c y s N f A f A ϕ=+ （1）轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：''00.9(2)u c cor y ss y s N f A f A f A α=++ （2）对比可知：①普通箍筋柱中考虑了稳定系数，而螺旋箍筋柱中没有考虑，主要是因为螺旋箍筋柱中要求构件0/l b 必须不大于12，此时构件长细比对构件影响较小，可以不考虑其影响；②混凝土项截面面积螺旋箍筋柱取的是核心区混凝土截面面积，没有考虑保护层混凝土的贡献，主要是考虑到螺旋箍筋柱承载力较大，保护层在达到极限承载力之前就可能开裂剥落，同时为了保证混凝土保护层对抵抗剥落有足够的安全，要求按（2）计算的构件承载力不大于（1）的50%；③螺旋箍筋柱承载力计算公式中考虑了间接钢筋对混凝土约束的折减系数，主要是考虑高强混凝土的变形能力不如普通混凝土，而螺旋箍筋柱属于间接约束，需要通过混凝土自身的变形使箍筋产生对混凝土的侧向约束；④公式（2）要求计算出来的承载力不应低于（1），否则应按（1）计算。
《混凝土结构基本原理》g第05章2012.11.2
第6章 受压构件的截面承载力
2019年5月31日
土木工程学院
c. 荷载长期作用下截面的应力重分布
混凝土结构基本原理
荷载长期作用下混凝土产生徐变，混凝土总应变为：
c
ce cr ce(1 cr
Ns
' s
Es
As
第6章 受压构件的截面承载力
Ns E Nc
s E c
2019年5月31日
土木工程学院
混凝土结构基本原理
当压力较小时，混凝土近似处于弹性阶段，其弹性系数n ＝1.0 。此时，随荷载N的增长，钢筋压应力和混凝土压 应力的增长总是呈线性比例关系。 当超过混凝土弹性极限后，随轴力N增大，系数n 逐渐减 小，而钢筋的弹性模量在钢筋屈服前可认为是恒定不变 的。此时，构件截面中的钢筋压应力和混凝土压应力的 增长与外荷载（轴力）的增长不再呈线性比例关系，而 是混凝土应力的增长速度逐渐变慢，而钢筋应力的增长 速度逐步加快（图5－4）。这种由于混凝土弹塑性性质 所引起的钢筋与混凝土之间的应力分布规律的改变现象 称为应力重分布。
筋，直径宜为10～16mm，间距≤300mm
第6章 受压构件的截面承载力
2019年5月31日
土木工程学院
混凝土结构基本原理
③ 纵筋接长
a. 柱纵筋接长可采用机械连接，也可采用焊接和搭接
b. 接头位置应设在受力较小处，纵筋接头应相互错开
5.1.4 箍筋
① 形式
柱中箍筋应作成封闭式；箍筋末端弯钩应做成135°，弯
的截面宜取100mm的倍数； d. 工字形截面：翼缘厚度≥120mm，腹板厚度≥100mm。
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根据题意得,
（1）
（2）
受拉钢筋屈服
（3）由(1)得,此梁为适筋梁
由 ,
,
代入数据,得
5-9简支梁如图5-48所示，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。求所能承受的均布荷载（包括梁的自重）q。
练习题5-9图
解:
根据题意得,
由 ,代入数据得,
又因为
受压钢筋不可屈服
5-10图5-49所示的两跨连续梁，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。求所能承受的荷载P（不计算梁的自重，按弹性方法计算）。
5-3条件同练习题5-1，求当截面的纵向受拉钢筋分别为 和 时截面的抗弯承载力。
解:
当受拉钢筋为 时,
梁为少筋梁
当受拉钢筋为 时,
梁为超筋梁
且
又因为
代入数据,得
其中
5-4已知某简支钢筋混凝土平板的计算跨度为 ，板厚h=90mm，配筋 的钢筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。试求该板每平方米承受的荷载是多少？
练习题5-18图
解：
将圆孔等效为矩形孔
解得
5-19某简支深梁的计算跨度 ，截面尺寸为b=310mm，h=6200mm，顶面承受均布荷载，截面均匀配置 的纵向受拉钢筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。试计算该深梁的受弯承载力。
解：
又
对于题中荷载,满足
代入,化简得,
当 时,
在上述荷载下所设计的钢筋梁必定为适筋梁
解之得当 时,
依次为288,441,601,770,948,1137,1340,1561,1805,1992,单位mm2
由上述图像可知,图像大体呈现曲线分布,且总体上随着M增大,As增长越来越慢。
5-7已知某简支钢筋混凝土平板的计算跨度为 ，板厚h=80mm，承受均布荷载q=4kN/ （包括梁的自重），混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。求板的配筋。
练习题5-10图
解:
根据题意得,最大弯矩出现于两跨连接处,大小为
受压钢筋不会屈服
代入数据截面尺寸为b=200mm，h=500mm，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。承受的弯矩M=250kN·m，求所需受拉受压钢筋 。
解：
为充分利用混凝土受压，设
5-12某钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm，h=600mm，受压区已配有 的纵筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。承受的弯矩M=330kN·m，求所需受拉钢筋 。
时,截面未开裂
（2）由(1)得,
5-2条件同练习题5-1，试计算
（1）截面的极限弯矩 及相应的 ；
（2）按等效矩形应力图形的简化方法求截面的极限弯矩 ；
（3）与例5-2的计算结果进行比较分析。
解:
（1）
（2）钢筋已经屈服
（3）根据题意得,在截面尺寸不变的情况下,若梁为适筋梁,当 越大,截面的极限弯矩 越大,相应的 越小
解：
① ，
解得
对于②③，由于混凝土的抗压能力远小于抗压能力，这两种情况下，两者所能承受的弯矩一致
解得x=121.87mm,
5-17简支梁如图5-51所示，当混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 时，求梁的配筋 。
练习题5-17图
解：
梁中最大弯矩
解得 ,
解得x=126.2mm
5-18已知预制空心楼板的截面如图5-52所示，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。板的计算跨度 ，试求该空心板的受弯承载力（提示：首先按形心位置不变、面积相等、对截面形心轴惯性矩不变的原则，将圆孔等效成矩形孔；再按例题5-9的方法，将多孔截面换算成I形截面）。
解:
根据题意得, ,取b=1000mm
又因为
为适筋梁
将数据代入
又因为
5-5钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=220mm，h=500mm，计算跨度为 ，承受均布荷载q=24kN/m（包括梁的自重），配有受拉纵筋 ，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。问此正截面是否安全？
解:
根据题意得,
又因为
且
梁为适筋梁
解：
为第二类T型截面
解之得x=166mm ,又
5-15已知T形截面梁 计算跨度为 ，配置 的纵筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。试求截面的抗弯承载力。
解：
解之得
5-16混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 时，求图5-50所示的三种截面的钢筋混凝土梁所能承受的弯矩。
练习题5-16图
解：
，
得1625 ,解得x=83.46mm
5-13某钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm，h=600mm，受压区已配有 的纵筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。承受的弯矩M=390kN·m，求所需受拉钢筋 。
解：
，
得1625 ,解得x=223.03mm
5-14已知T形截面梁 计算跨度为 ，配置 的纵筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。试求截面的抗弯承载力。
思考题
练习题
5-1已知钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm，h=600mm，混凝土保护层厚度c=25mm，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ， ； ， ，受拉区配有 的纵向受拉钢筋。试计算
（1）当截面所受的弯矩M=50kN·m时的 ；
（2）截面的开裂弯矩 及相应的 。
解：
（1）根据题意得：
此梁为适筋梁.
解:
取
将数据代入 ,
得
可取
5-8已知某双筋矩形截面梁b=400mm,h=1200mm,配置 的受压钢筋， 的受拉钢筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ， ； ， ，试计算：
（1）截面的开裂弯矩 及相应的 ；
（2）截面的极限弯矩 及相应的 （一般方法）；
（3）截面的极限弯矩 及相应的 （简化方法）。
代入数据,得
,正截面安全
5-6某简支梁的截面尺寸为b=200mm,h=500mm，混凝土和钢筋材料的性能指标为 ， ； ， 。当其所受的弯矩分别为M=40,60,80,100,120,140,160,180,200,220kN·m时，求相应的配筋 为多少？绘图表示M- 关系并讨论之。
解:
根据题意得,