结构混凝土设计原理第十二章
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。
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书辽宁工业大学《混凝土结构设计原理》课程设计任务书 预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计 （标准跨径20m ，桥宽15m ） 开课单位：土木建筑工程学院 2022年3月课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院 教研室：施工教研室学 号 学生姓名 专业班级道桥181级课程设计（论文）题 目预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计课程设计（论文）要求与任务一、课设要求1、依据已知条件，完成主梁的预应力钢束设计。
2、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸）。
二、课设任务1、完成钢束估算，钢束线形设计。
2、预应力钢束的预应力损失计算。
3、主梁截面强度验算，挠度验算等，4、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸） 三、设计说明书要求1、计算过程完整，计算方法符合公路桥梁预应力混凝土设计规范要求。
2、课设论文成果格式符合要求，图纸绘制规范。
工作计划第一周 周一、布置课设任务、查资料；周二、钢束面积估算；周三、钢束布置周四、主梁截面特性计算，截面强度计算；周五、主梁截面特性计算，截面强度计算第二周周一、预应力损失计算；周二、预应力损失计算；周三、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周四、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周五、整理计算书，上交课设成果，答辩指导教师评语及成绩成绩平时表现10% 计算书、图纸70%答辩成绩20%合计教师评语：成绩：指导教师签字：学生签字：2022年03月18日一、课程设计的目的与要求1．教学目的《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的重要课，为了加强学生对基本理论的理解和相关规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，要在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用知识的能力。
通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨，扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。
《结构设计原理》复习资料
《结构设计原理》复习资料第二篇 预应力混凝土结构第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料一、学习重点预应力混凝土能够有效、合理地利用高强度材料，减小截面尺寸，减轻了结构自重，从而可大大提高结构的抗裂性、刚度、耐久性，从本质上改善了钢筋混凝土结构，使混凝土结构得到广泛的应用。
施加预应力的方法主要有先张法和后张法。
施工工艺不同，建立预应力的方法也就不同。
先张法主要是靠粘结力传递并保持预加应力的。
预应力混凝土结构中，预压应力的大小主要取决于钢筋的张拉应力。
要能有效地建立预应力，则必须采用高强度钢材和较高等级的混凝土。
二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题： 需要带裂缝工作 和 无法充分利用高强材料的强度 。
2、将配筋混凝土按预加应力的大小可划分为如下四级： 全预应力 、 有限预应力 、 部分预应力 和 普通钢筋混凝土结构 。
3、预加应力的主要方法有 先张法 和 后张法 。
4、后张法主要是靠 工作锚具 来传递和保持预加应力的；先张法则主要是靠 粘结力 来传递并保持预加应力的。
5、锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： 依靠摩阻力锚固的锚具 、 依靠承压锚固的锚具 和 依靠粘结力锚固的锚具 。
6、夹片锚具体系主要作为锚固 钢绞线筋束 之用。
7、国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种： 抽拔橡胶管 和 螺旋金属波纹管 。
8、预应力混凝土结构的混凝土，不仅要求高强度，而且还要求能 快硬 、 早强 ，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板等利用率。
9、影响混凝土徐变值大小的主要因素有 荷载集度 、 持荷时间 、 混凝土的品质 与 加载龄期 以及 构件尺寸 和 工作环境 等。
10、国内常用的预应力筋有： 冷拉热轧钢筋 、 热处理钢筋 、 高强度钢丝 、 钢绞线 、 冷拔低碳钢丝 。
（二）名词解释1、预应力混凝土────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。
北京交通大学混凝土结构设计原理期末考试重点
第一章绪论混凝土中受力钢筋的作用：◆提高结构或构件的承载能力◆提高结构或构件的变形能力◆但不能有效改善梁抵抗开裂的能力受力钢筋发挥作用的两个条件：◆钢筋和混凝土共同工作（变形一致）◆钢筋的位置、锚固长度和数量正确（对配筋的要求）钢筋与混凝土共同工作的条件：◆钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力◆钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结破坏混凝土结构的优点：◆经济性◆可模性好◆耐久性，维护费用低◆耐火性◆刚度大◆易于就地取材混凝土结构的缺点：◆自重大◆抗裂性差◆承载力有限◆施工复杂，工序多，工期长◆修复、加固、补强比较困难第二章材料的物理力学性能钢筋的品种：热轧钢筋预应力钢筋热轧钢筋的特点：◆应力－应变曲线具有明显的屈服点和流幅◆断裂时有劲缩现象◆延伸率较大热轧钢筋的用途：•纵向受力的主导钢筋为400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋•梁、柱和斜撑构件的纵向受力配筋应采用400MPa、500MPa级高强钢筋•500MPa级高强钢筋将主要应用于高层建筑的柱、大跨度与重荷载梁的纵向受力配筋•335MPa级热轧带肋钢筋的规格限于直径6mm～14mm，可将小直径的HRB335钢筋用于中小跨度楼板与多层、小高层剪力墙的受力钢筋，包括箍筋与构造配筋•300MPa级光圆钢筋的规格限于直径6mm～14mm，用于小规格梁柱的箍筋与构造配筋钢筋四项检验指标：•屈服强度•极限抗拉强度•伸长率•冷弯性能条件屈服强度：残余应变为0.2%所对应的应力总伸长率gtδ：对应最大应力时应变，包括了残余应变和弹性应变，反映了钢筋真实的变形能力bgtsl ll Eσδ-=+屈服强度：是钢筋强度的设计依据，屈服上限与加载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度冷弯性能：直径为d的钢筋绕直径为D的弯芯弯曲到规定的角度无裂纹、断裂或起层现象。
国开形成性考核02181《混凝土结构设计原理》形考任务(1-4)试题及答案
国开形成性考核《混凝土结构设计原理》形考任务(1-4)试题及答案（课程ID：00053，整套相同，如遇顺序不同，Ctrl+F查找，祝同学们取得优异成绩！）形考任务一第一章题目多项选择题，每题0.4分，共1.6分。
题目：1、关于素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的说法，错误的是（BC）。
【A】：适筋钢筋混凝土梁的破坏形态属延性破坏【B】：相同截面尺寸的素混凝土梁和钢筋混凝土梁，前者的受弯承载力更高【C】：素混凝土梁的破坏形态属延性破坏【D】：相同截面尺寸的素混凝土梁和钢筋混凝土梁，后者的受弯承载力更高题目：2、关于钢筋混凝土结构的优点，下列说法正确的是（ABC）。
【A】：承载力高【B】：耐火性好【C】：耐久性佳【D】：自重轻题目：3、关于钢筋混凝土结构的缺点，下列说法正确的是（BCD）。
【A】：取材不方便【B】：需用大量模板【C】：施工受季节性影响【D】：抗裂性差题目：4、钢筋与混凝土之所以能够有效地结合在一起共同工作，主要基于（ABD）。
【A】：接近的温度线膨胀系数【B】：钢筋和混凝土之间良好的黏结力【C】：接近的抗拉和抗压强度【D】：混凝土对钢筋的保护作用第二章题目不定项选择题，每题0.4分，共2分。
题目：5、我国《混凝土规范》规定：钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（A）。
【A】：C20【B】：C15【C】：C10【D】：C25题目：6、关于高强混凝土的强度和变形性能，下列说法正确的是（ABC）。
【A】：与普通混凝土相比，高强混凝土与峰值应力对应的应变值较高；【B】：与普通混凝土相比，高强混凝土的弹性极限较高；【C】：与普通混凝土相比，高强混凝土在荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度均较高；【D】：高强混凝土的极限应变比普通混凝土高。
题目：7、影响混凝土徐变的主要因素有（ABCD）。
【A】：加荷龄期【B】：混凝土组成成分以及构件的尺寸。
【C】：养护和使用条件下的温湿度【D】：施加的初应力水平题目：8、钢筋经冷拉后，（D）。
《结构设计原理》教案 第十二章 预用力混凝土受弯构件的应力损失
第一节预应力混凝土梁各工作阶段的受力分析第二节预加力的计算与预应力损失的估算第一节预应力混凝土梁各工作阶段的受力分析预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)从张拉预应力筋(prestressed reinforcement)开始，到承受外荷载，直至最后破坏，大致可分为四个受力阶段，即预加应力阶段、使用荷载作用阶段、裂缝出现阶段和破坏阶段。
以后张法(post-tensioning method)预应力混凝土梁，如图为例，说明各个阶段所承受的荷载、预加力大小和跨中截面的受力情况。
一、施工阶段（一）预加应力阶段1、时间：从预应力筋的张拉开始，至预应力筋的锚固和预应力传递。
2、荷载：主要是偏心预压力（即预加应力的合力）N p及梁的自重。
3、工作状态：弹性阶段，可按材力公式计算。
4、受力特点：预应力损失最小，预加力大，荷载小。
5、本阶段的设计计算要求是：①控制梁的上、下缘混凝土的最大拉应力和压应力，及梁腹的主应力，不应超出《公桥规》的规定；②控制钢筋的最大张拉应力；③保证锚具下混凝土局部承压的容许承载能力，使其大于实际承载的压力，并有足够的安全度，以保证梁体不出现水平纵向裂缝。
6、有效预应力的概念：通常把扣除应力损失后钢筋中实际存余的应力称为有效预应力（effective Prestress）。
（二）运输、安装阶段此阶段混凝土梁所承受的荷载，仍是预加力和梁的自身恒载。
但由于引起预应力损失的因素相继增加，使要比预加应力阶段小；同时梁的自身恒载应根据《公桥规》的规定计入1.20或0.85的动力系数。
构件在运输中的支点或安装时的吊点位置常与正常支承点不同，故应按梁起吊时自身恒载作用下的计算图式进行验算，特别需注意验算构件支点或吊点处上缘混凝土的拉应力。
二、使用阶段1、时间：该阶段是指桥梁建成通车后整个使用阶段。
2、荷载：梁自重（称为Ⅰ期恒载），偏心预加力N p，车辆及人群等活载，和桥面铺装、人行道板、栏杆等后加桥梁恒载（称为Ⅱ期恒载）。
混凝土结构设计原理填空题库(带答案)全解
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。
9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
结构设计原理课件第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料
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12.2 预加应力的方法与设备
2）后张法——先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张 拉预应力钢筋并锚固的方法。
在混凝土结硬后通过张拉预 应力筋并锚固而建立预加应力 的构件称为后张法预应力混凝 a） 土构件。
施工工艺不同，建立预应力 b) 的方法也不同，后张法是靠工 作锚具来传递和保持预加应力 的；先张法则是靠粘结力来传 c) 递并保持预加应力的。
钢丝镦头
预留孔道
锚杯
垫板 锚圈（螺帽） 锚杯 接千斤顶
锚圈（螺帽） 固定端
穿束方向 孔道长度L
钢丝镦头 压浆孔 预留孔道扩口
张拉端
图12-5 镦头锚锚具工作示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预Байду номын сангаас应力的方法与设备 墩头锚具
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备 冷铸镦头锚-HiAm锚（抗疲劳性能好，多用于斜拉索中）
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备
（4）夹片锚具
夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线之用。
①钢绞线夹片锚（1～55根Φs15.2mm， Φs12.7mm ）
工作锚夹板
铸铁喇叭管
锚板锥孔
螺旋筋
铸铁喇叭管
工作锚接片
钢绞线
Np
N con
波纹管
图12-7 夹片锚具配套示意图
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
桥梁工程专业系列课程—结构设计原理
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12.2 预加应力的方法与设备
（3）钢筋螺纹锚具
当采用高强粗钢筋（精轧螺纹钢筋Φ25mm，Φ32mm ）作 为预应力钢筋时，可采用螺纹锚具固定。
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第十二章习题
简答题：
1、后张法预应力筋为何向梁端弯起？
2、预应力钢筋混凝土简支T梁桥梁肋为何设计成马蹄状？
3、预应力混凝土梁的设计包括哪些内容？
4、预应力混凝土简支梁设计的一般步骤是什么？
5、什么是截面抗弯效率指标？
6、预应力混凝土梁的配筋设计的主要内容包括什么？
7、什么是索界？
第十二章习题答案
1、如果不弯起，支点处的负弯矩无外力平衡；如在索界内弯起，支点处将无
负弯矩。
预应力筋弯起还可平衡一部分剪力。
2、为了布置钢丝束的要求，常将下缘加宽成马蹄形。
下缘加宽部分的尺寸，
根据布置钢筋束的构造要求确定。
下缘马蹄形加宽部分的高度应与钢筋束的弯起相配合。
在支点附近区段，通常是全高加宽，以适用钢筋束弯起和梁端布置锚具、安放千斤顶的需要。
3、预应力混凝土梁的设计应满足安全，适用和耐久性等方面的要求，主要包
括：
（1）构件应具有足够的承载力，以满足构件对达到承载能力极限状态时具有一定的安全储备，这是保证结构安全可靠工作的前提。
这种情况是以构件可能处于最不利工作条件下，而又可能出现的荷载效应最大值来考虑的。
（2）在正常使用极限状态下，构件的抗裂性和结构变形不应超过规范规定的限制。
对允许出现裂缝的构件，裂缝宽度也应限制在一定范围内。
（3）在持久状况使用荷载作用下，构件的截面应力（包括混凝土正截面压应力，斜截面主压应力和钢筋拉应力）不应超过规范规定的限制。
为了保证构件在制造、运输、安装时的安全工作，对短暂状况下构件的截面应力，也要
控制在规范规定的限制范围以内。
4、预应力混凝土简支梁设计的一般步骤是：
（1）根据设计要求，参照已有设计图纸和资料，选择预加力体系和锚具形式，选定截面形式，并初步拟定截面尺寸，选定材料规格。
（2）根据构件可能出现的荷载效应组合，计算控制截面的设计内力（弯矩和剪力）及其相应的组合值；
（3）从满足主要控制截面（跨中截面）在正常使用极限状态的使用要求和承载能力极限状态的强度要求出发，估算预应力钢筋和普通钢筋的数量，并进行合理的布置及纵断设计；
（4）计算主梁截面的几何特征值；
（5）确定张拉控制应力，计算预应力损失值；
（6）正截面和斜截面的承载力复核；
（7）正常使用极限状态下，构件抗裂性或裂缝宽度及变形验算；
（8）持久状态使用荷载作用下构件截面应力验算；
（9）短暂状态构件截面应力验算；
（10）锚固端局部承压计算与锚固区设计。
5、对全预应力混凝土结构，在保证截面上、下边缘混凝土不出现拉应力的条
件下，混凝土压应力的合力作用点只能限制在截面上、下核心点之间，内力偶臂的可能变化范围是上核心距K s与下核心距K x之和。
因此，可用参数λ=(K s+K x)/h（h为梁的截面高度）来表示截面的抗弯效率，通常称为截面抗弯效率指标。
6、预应力混凝土梁的配筋设计的主要内容包括：
（1）根据主要控制截面（跨中截面）的设计内力值和使用要求，估算预应力钢筋和普通钢筋数量，并进行横断面布置；
（2）综合考虑全梁的内力（弯矩和剪力）变化规律，合理地布置预应力筋，认真进行纵断设计；
（3）注意满足有关构造要求，精心处理构造细节。
7、E1线对应于截面下核心点连线A'A'的距离e1，E2线对应于截面上核心点连
线AA的距离e2，E1和E2这两条线限制了预应力钢筋束的布置范围称之为索界。
只要在索界内布置钢索（指钢筋束的重心线），即能满足全梁所有截面的正截面抗裂性和预施应力阶段截面上缘不出现拉应力的要求。