《混凝土结构设计原理》课后答案3(最新版)
混凝土结构设计原理习题及标准答案

第三章 习题3-1 某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=14×104N ,楼层高H=5.4m,计算长度l 0=1.25H ,混凝土强度等级为C20,HR B400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
3-2 由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜,柱高4.0m,计算高度l0=0.7H =2.8m ,配筋为4Φ16(As ′=804㎜2)。
C30混凝土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全?3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d =500㎜,柱高5.0m,计算高度l 0=0.7H=3.5m,配HRB400钢筋10Φ16(As ′=2010㎜2),C30混凝土,螺旋箍筋采用R 235,直径为12㎜,螺距为s =50㎜。
试确定此柱的承载力。
3-4 编写轴心受拉和轴心受压构件截面承载力计算程序。
第四章 习题4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜,混凝土强度等级C25,HRB335钢筋,弯矩设计值M=125KN ·m。
试计算受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b×h=200㎜×500㎜,弯矩设计值M =120 K N·m ,混凝土强度等级C25。
试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As:(1)当选用HP B235钢筋时;(2)改用HR B335钢筋时;(3)M=180KN·m 时。
最后,对三种结果进行对比分析。
解:①当HR B235钢筋按一排布置:h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于混凝土强度等级C25可得fc =11.9N/mm .f y =210N /mm.ξb=0.614, α1=1.0.对于αs=20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-10.26950.614.b <ξ=A s =c 0y f bh f 1αξ⨯=1.011.9210⨯⨯0.2695⨯200⨯465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋.②当HRB335钢筋时,选假定受力钢筋按一排布置h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于HRB 335钢筋.fy =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0. 对于 αs =20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-.2695b <ξ=0.550.As=c 0y f bh f 1αε⨯=0.2695 1.011.9300⨯⨯200⨯465⨯=994.18m m2min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用5Φ16(As=1005mm 2)钢筋.③当M=180k N时,选假定受力钢筋按一排布置.查表得f c=11.9N/mm 2,f y =210N/mm 2, εb=0.614, α1=1.0.对于αs=20c M f bh 1α=621801.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.3498. ξ=12s 1--α=1-120.3498-⨯=0.452b <ξ=0.614.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.45211.9210⨯200⨯465⨯=2382mm2. min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用8Φ20钢筋(A s=2513mm 2).由上述①③②可知:⑴由其它条件不变,仅改变受拉钢筋等级,则受拉钢筋强度高时,钢筋面积小,否则,钢筋面积大;⑵其它条件不变,荷载太小,钢筋面积大,否则,钢筋面积小.4-3 某大楼中间走廊单跨简支板(图4-50),计算跨度l=2.18没,承受均布荷载设计值g+q =6KN ·㎡(包括自重),混凝土强度等级C20,HRB 235钢筋。
结构设计原理课后答案第三版(供参考)

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 13.8MPa cd =,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: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 A配2Φ22和2Φ25,27609821742s A mm =+=实际配筋率(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 。
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 M A f bh ==621.014510=0.2713.8200440⨯⨯⨯⨯ 查表得0.410.56b ξξ=<=,00.795ξ=其余配筋过程及截面复核过程同上。
3-17 .截面尺寸mm mm h b 450200⨯=⨯的钢筋混凝土矩形截面梁。
采用C20混凝土和HRB335级钢筋(3ɸ16),截面构造如图3-41,弯矩计算值m kM M M d ⋅==660γ,复合截面是否安全?图3-17(mm )解:查表得:13.8cd f MPa =, 1.06td f MPa =,280sd f MPa =,0.56b ξ=,40s a mm = 0410h mm =,2603s A mm =,保护层厚度c=4018.42-=30.8mm>30mm 。
混凝土结构设计原理部分课后习题答案

第一章1.1 钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?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 钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点?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结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。
结构功能:安全性、适用性、耐久性承载能力极限状态:结构或构件达到最大承载力或者变形达到不适于继续承载的状态,称为承载能力极限状态。
正常使用极限状态:结构或构件达到正常使用或耐久性中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。
第二章2.7什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些?如何减小徐变?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。
混凝土结构设计原理课后习题及答案

混凝土结构设计原理课后习题答案第一章绪论开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。
性能化方法是确定工程结构要达到的总体目标或设计性能,设计师根据性能目标的不同,设计不同的设计方案,并评估设计方案是否达到性能目标的要求。
学习(1)钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料,是非均匀、非连续、非弹性的材料。
力学关系是在试验的基础上,通过几何、物理和平衡关系建立的。
(2)钢筋混凝土构件中的两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。
如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围,就会引起构件受力性能的改变,从而引起构件截面设计方法的改变,这是学习时必须注意的一个方面。
由于混凝土材料的复杂性、离散性,混凝土材料的理论体系是建立在试验的基础上的。
许多假定依赖与试验结果,许多公式来源于试验验证,许多因素无法控制,仍需通过构造措施加以解决,许多理论尚需不断发展与完善,具有不同功能的混凝土材料性能尚需不断挖掘。
(4)本课程主要讲解钢筋混凝土基本构件,应当了解每一种构件在结构体系的作用、受力情况。
例如梁、柱是受弯构件,主要受弯、受剪;柱、墙、受压弦杆是受压构件,主要受压、弯,受压、剪,双向受压弯;雨蓬梁、柱是受扭构件,主要受扭,受弯、剪、扭,受压、弯、剪、扭;受拉弦杆是受拉构件,主要受拉、弯。
(5)本课程所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算等问题,还包括构件的截面形式、材料选用及配筋构造等。
结构构件设计是一个综合性的问题,需要考虑各方面的因素。
因此,学习本课程时要注意学会对多种因素进行综合分析,培养综合分析判断能力。
第一章绪论1.与素混凝土梁相比,钢筋混凝上梁承载能力()。
A.相同;B.提高许多;C.有所提高;2.与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力()。
A.提高不多;B.提高许多;C.完全相同;3.与素混凝土梁相比,适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力()。
A.均提高很多;B.承载力提高很多,抗裂提高不多;C.抗裂提高很多,承载力提高不多;D.均提高不多;4.钢筋混凝土梁在正常使用荷载下()。
混凝土结构设计原理第四版课后习题答案

3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H =5.4m,计算长度L0=1.25H,混泥土强度等级为C20,HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
『解』查表得:1α=1.0 , cf =9.6N/2mm ,y f '=360N/2mm 0l =1.25⨯5.4=6.75m按构造要求取构件长细比::15l b = 即b=l 0=6.75⨯103/15=450mm设该柱截面为方形,则b ⨯h=450mm ⨯450mm 查表3-1得:ϑ=0.895S A '=(N-0.9ϑcf A )/0.9ϑy f '=4140100.90.8959.64504500.90.895360⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯mm<0.1943按照构造配筋取00min0.6P=(00000.63≤P ≤)∴SA '=00.6bh =000.64504501215⨯⨯=2mm选配钢筋,查附表11-1得,420(SA '=12562mm ) 箍筋按构造要求选取,取s=250mm ,d=6mm 3-2 由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ,柱高4.0m ,计算高度L0=0.7H=2.8m,配筋为416(As/=804mm2)。
C30混泥土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全?『解』查表得:1α=1.0 , cf =14.3N/2mm ,y f '=360N/2mm 计算长度0l =0.7H =2.8m/ 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得:ϑ=0.962考虑轴心受压∴R =0.9ϑ(yf 'Sc SA f A '+) =0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==p ∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。
《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习题答案

4・1由混凝土等级为C30,受拉钢筋为320,查表得,2 2 2 2 f c14.3 N / mm , f t 1.43 N / mm , f y 360 N / mm , A s 942 N /mmi 1 , i 0.8, b 0.5182 2A 942 N / mm 0.2% 200 500=200 mm环境类别为一类,最小保护层20 mm ,假设箍筋直径为 8 mma s 20+8+20/2=38 mm h 0 500-38=462 mmh 0 600-40=560 mmMa s2 0.1691 f cbh 。
1 ,1 2a s =0.186 b 0.482,满足满足适筋梁要求 Abhb 859.9 mm 2fyf y A s1 f cbg=0.257 b 0.518,满足适筋梁要求(1 0.5 ) =0.224能负荷的极限弯矩M u 1 s f c bh 02 =136.74 kNgm =ql-8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 14.3N / mm 2,2 21.43 N / mm , f y 435 N / mm ,最小保护层 20 mm1 1, 1 0.8,=0.4821亠cu E s按一排钢筋布置,取 40 mm114.3 N / mm , f t221.43 N / mm , f y 360 N / mm ,最小保护层 20 mm11,10.8, minmax 0.45—0.2%, bf y=0.518ycu E s20.215%X 1000 X 100=215 mm8@200,实配钢筋面积A 251 mm 2 A min设分布钢筋面积A s 2人 2 15% A s2A2150 mm分布钢筋选 6 / 8 @240 ,代2 =164 mm 24.4 (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,查表得可选3根直径20mm 的HRB5002 2A 942 mm A min 0.2%x 250 X 600=300 mm ,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a smin14.3 N / mm , f t1,10.8, bM20.0511 f cbh 。
混凝土结构设计原理题目及答案3教程文件

一.填空题1.在混凝土及钢筋混凝土结构中,混凝土主要用以( 承受压力), 因而研究混凝土的(抗压强度)是十分必要的。
p62.混凝土的变形可分为两类:一类是在荷载作用下的(受力变形),另一类是(体积变形)p143. 判断一个界面在计算时是否属于T形截面是看(混凝土受压区的形状)P924.减少摩阻损失的措施有(采用两端同时张拉)(对钢筋进行超张拉)P2795.(碱骨料反应)是混凝土结构的“癌症”。
P616. 为防止梁的斜截面破坏,通常在梁内设置(箍筋)和(弯起钢筋),以增强斜截面的抗拉能力。
P1097.钢筋混凝土构件在弯矩和扭矩共同作用下的破坏特征及承载力与(扭弯比),(构件截面尺寸),(配筋形式及数量)等因素有关。
P2178.预应力混凝土受弯构件在预施应力阶段,梁将受到(预加力)和(自重)的共同作用。
P2919.锚下局部承压构件的承载力由两部分组成,一是由(混凝土)提供的局部承压承载力,二是由(间接配筋)提供的局部承压承载力。
P31410.在计算锚下局部承压的承载力时,计算底面积的取值时,应采用(同心对称)原则。
P314二.判断题1.混凝土受到的压应力越大,其徐变变形越大。
(对)p232.不管受拉钢筋在什么位置,只要是T形截面梁,就一定要按T形截面计算;(错)P923.根据钢筋混凝土梁的配筋情况,正截面破坏形式可以归纳为适筋梁塑性破坏、超筋梁脆性破坏、少筋梁脆性破坏。
(对)p744.对钢筋冷拉可提高其抗拉屈服强度和延性;(错)p315.在结构抗力R与荷载效应S满足S>R时,结构处于安全可靠状态;(错)p436、在混凝土抗压强度的试验中,在试件表面和压力机的压盘之间涂一层油脂,其抗压强度比不涂油脂的试件低很多(对)p67、混凝土立方体试块的尺寸越大,立方体抗压强度越高。
(错)p78《建混规》中规定在正截面纵向受拉钢筋的极限应变为0.01,表示钢筋的均匀伸长率不得大于0.01 (错)p105 9、预应力钢筋混凝土的有效预应力,其数值取决于张拉时控制应力和预应力损失。
混凝土结构设计原理课后习题答案

混凝土结构设计原理课后习题答案筋的实际破坏强度。
图2-1 软钢应力应变曲线硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。
钢筋应力达到比例极限点之前,应力应变按直线变化,钢筋具有明显的弹性性质,超过比例极限点以后,钢筋表现出越来越明显的塑性性质,但应力应变均持续增长,应力应变曲线上没有明显的屈服点。
到达极限抗拉强度b点后,同样于钢筋的颈缩现象出现下降段,至钢筋被拉断。
设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为%所对应的应力ζ作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度。
对于高强钢丝,条件屈服强度相当于极限抗拉强度倍。
对于热处理钢筋,则为倍。
为了简化运算,《混凝土结构设计规范》统一取ζ=ζb,其中ζb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。
图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线2.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?- 6 -答:目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。
根据轧制和加工工艺,钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。
热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235、热轧带肋钢筋HRB335、热轧带肋钢筋HRB400、余热处理钢筋RRB400。
热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。
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: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。
冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。
冷拉钢筋热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成,冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。
钢筋经冷拉后,屈服强度提高,但塑性降低,这种现象称为冷拉强化。
冷拉后,经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高,这种现象称为时效硬化。
时效硬化和温度有很大关系,温度过高强度反而有所降低而塑性性能却有所增加,温度超过700℃,钢材会恢复到冷拉前的力学性能,不会发生时效硬化。
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作业三参考答案
1. 思考题4-7 试就下图示4种受弯截面情况回答下列问题:
(1) 它们破坏的原因和破坏的性质有何不同?
(2) 破坏时钢筋应力情况如何?
(3) 破坏时钢筋和混凝土的强度是否被充分利用?
(4) 破坏时哪些截面能利用力的平衡条件写出受压区高度x的计算式,哪些则
不能?
(5) 破坏时截面的极限弯矩Mu多大?
(1) 受拉混凝土开裂(钢筋屈服或拉断) 先受拉钢筋屈服,后混凝土压碎 受拉钢筋屈服同时混凝土压碎 受压混凝土压碎
脆性 塑性 近脆性 脆性
(2) 屈服或进入强化或拉断 屈服强度 屈服强度 小于屈服强度
(3) 砼不能 钢筋抗拉砼抗压强度均能 钢筋抗拉砼抗压强度均能 钢筋抗拉强度不
能
(4) 不能 能 能 不能
(5) 0WfMMtcru 由基本
公式求
得
201bhfMcsbu 2
01bhfMcsbu
2. 习题4-2
要点:1)混凝土强度C25(属于不大于C25)箍筋保护层厚度c=25mm,as=45 mm
2)钢筋强度提高,钢筋用量降低,互成反比1221yyssffAA
3) 弯矩提高,钢筋用量提高,但不成正比。1212MMAAss>
3. 习题4-9
一钢筋混凝土矩形截面简支梁,环境类别为一类,mmmmhb500250,
承受均布活荷载标准值qk=20kN/m,恒荷载标准值gk=2.25kN/m,混凝土强
度等级C25,配有HRB335钢筋416,As=804mm2,梁计算跨度l0=5200mm。
试验算梁的正截面是否安全?
解:箍筋保护层c=25mm ,as=25+10+16/2=43 mm,
(1) 求M
荷载组合设计值:q=1.2gk+1.4qk=30.7 kN/m,
跨中弯矩设计值M= q l02/8=103.766 kN·m
(2) 求Mu
mm251mm08.810bc1syhbfAfx
766.103m·kN45.100)5.0(0syuMxhAfM
(3)结论:相差不超过5%,故梁的正截面安全。
4. 习题4-11
先求试验梁破坏时的Mu,再求其所能承受的最大荷载Fu。(注意:求试验结
果,一切参数力求真实,即为实测值)
已知条件:b×h=120 mm×250 mm,实测fcu=21.8 N/mm2,fy=385N/mm2。216,
As=402mm2
【解题要点】:
h0=250-40=210mm,
fcu=21.8 N/mm2由式(1-4)或附表1-1,知fc=14.58 N/mm2
按单筋矩形截面承载力计算
0b
c1
sy
mm46.88hbfAfx
m·kN66.25)5.0(0syuxhAfM
m·kN66.259.032525.012.08181u220MFFaqlM
kN57.27F
5. 习题4-17
某T形截面梁翼缘计算宽度
mmh,mmh,mmb,mmbff100600250500
混凝土强度等级C30,HRB335钢筋,承受弯矩设计值mkNM256,试求受
拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
属于T形截面受弯构件的正截面设计问题(第一类)。
已知条件:混凝土C30,,335HRB,mm/3.142c1级钢筋Nf,mm/3002yNf
,55.0b
m·kN256M
【解题要点】:(1)判断截面类型
设受拉纵筋为双排配置,c=20mm,取.mm535,mm650sha
因,m·kN256>m·kN78.346)2('0''c1Mhhhbffff故为第一类T形截面
(2)计算sA。
3988.01251.0sb20'c1s
hbf
M
f
55.01341.0211bs
2yc10'
smm1710ffhbAf
(显然不会少筋),选配筋为225+222,2Smm1742760982A
6. 习题4-18
某T形截面梁,翼缘计算宽度
,mmh,mmb,mmbf6002001200mmhf80
混凝土强度等级C20,配有4ф20受拉钢筋,承受弯矩设计mkNM131,
试复核梁截面是否安全。
属于T形截面受弯构件的正截面校核问题。
【解题要点】:c=25mm,70,1256ssaA,m·kN131M
2.11428012009.11''8.37612563001ffcsyhbfkNAf
属第一类T形截面。
4.26'c1sfybfAfx
131m·73.194)2.13530(108.376)2(30syuMkNxhAfM
,安全。