《混凝土结构设计原理》作业参考答案 .docx

精品名师归纳总结一、挑选题AD ADCDBA二、判定题混凝土结构设计原理作业1、2、3、4 参考答案作业 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1× 2 3.× 4. ×5× 6 7× 8× 9 10 三、 简答题1. 钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效的结合在一起而共同工作，其主要缘由是什么？答： 1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力。 2）接近的温度线膨胀系数。3）混凝土对钢筋的爱护作用。2. 试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝快速进展，梁在瞬时突然脆裂断开，变形进展不充分， 属脆性破坏，梁中混凝土的抗压才能未能充分利用。钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承担拉力，裂缝不会快速进展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。梁破坏 前，其裂缝充分进展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。同时，混凝土的抗压才能和钢筋的抗拉才能得到充分利用。3. 钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原就是什么？ 答： 1）较高的强度和合适的屈强比。2） 足够的塑性。3） 可焊性。4） 耐久性和耐火性5） 与混凝土具有良好的黏结力。4. 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满意设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态可分为承载才能极限状态和正常使用极限状态两类。结构或构件达到最大承载才能、疲惫破坏或者达到不适于连续承载的变形时的状态，称为承载才能极限状态。结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。5. 什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的缘由。结构上的作用又分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。 6什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形，称为作用效应。结构抗力 R 是指整个结构或构件承担作用效应（即内力和变形）的才能，如构件的承载力和刚度等。作业 2一、挑选题ACCCD二、判定题1 2 3× 4× 5× 6 7× 8 三、简答题1钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？答： 运算梁、板承载力时，由于混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。 2依据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点.答： 1）适筋破坏。适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋第一达到屈服强度，经过肯定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。 2）超筋破坏。超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。 3）少筋破坏。少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋立刻屈服，形成临界斜裂缝，属脆性破坏。 3在受弯构件正截面承载力运算中， b 的含义及其在运算中的作用是什么？答：是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比。其作用是，在运算中，用来判定梁是否为超筋梁。4什么情形下采纳双筋截面梁？答： 对于给定截面弯矩当按单筋截面梁设计时，如给定弯矩设计值过大，截面设计不能满意适筋梁的适用条件（），且由于使用要求截面高度受到限制又不能增大，同时混凝土强度等级因条件限制不能再提高时， 可采纳双筋截面。即在截面的受压区配置纵向钢筋以补充混凝土受压才能的不足。 5有腹筋梁斜截面剪切破坏形状有哪几种？各在什么情形下产生？答： 受弯构件斜截面剪切破坏的主要形状有斜压、剪压和斜拉三种。当剪力相比弯矩较大时，主压应力起主导作用易发生斜压破坏，其特点是混凝土被斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。当弯剪区弯矩相比剪力较大时，主拉应力起主导作用易发生斜拉破坏，破坏时箍筋应力在混凝土开裂后急剧增加并被拉断，梁被斜向拉裂成两部分，破坏过程快速突然。剪压破坏时箍筋在混凝土开裂后第一达到屈服，然后剪压区混凝土被压坏，破坏时钢筋和混凝土的强度均有较充分利用。6影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？答： 配有腹筋的混凝土梁，其斜截面受剪承载力的影响因素有剪跨比、混凝土强度、纵向钢筋的销栓作用、箍筋的配筋率及其强度、弯起钢筋的配置数量等。四、运算题可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸b h250mm600mm，承担弯矩设计值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结222M216kNm ，采纳 C30 混凝土和 HRB335 级钢筋。试配置截面钢筋。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解： f y300N/ mm ， fc14.3N/ mm ， f t1.43N / mm ， 11.0 ， b0.550可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h0xh060035h0 11565mm2M2 5651122161062 119.6m m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b h00.5505651 f cbh0310.75m m1.014.3250565可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结满意要求可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A1 f c bxs1.014.3250119.61425mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.45 f tf yAsf y0.451.4330014253000.2145%0.95%0.2% ，取0.2145%min0.2145%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结bh250600可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选配钢筋 325 （ As2. 已知矩形截面梁 bh1473mm2 250mm600mm ，已配纵向受拉钢筋 4根22mm 的HRB400 级钢筋，按以下条件运算此可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结梁所能承担的弯矩设计值。混凝土强度等级为 C25 。如由于施工缘由，混凝土强度等级仅达到C20级。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：查教材附录知：对于一类环境，可取梁的爱护层厚度c 25 mm， HRB400 级钢筋'ffyy360N / mm2 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C25 级混凝土 fc11.9N / mm2 ， A1520mm2。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sf y Asx1 f cb360 1520184mm1 11.9250可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h0has6002522260036564mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xM u1 fcbx h0 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.011.92501845642.58108 N mm18428可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当混凝土强度等级为C25，梁所能承担的弯矩设计值为2.5810 N mm 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如由于施工缘由，混凝土强度等级仅达到C20 级， C20 级混凝土 f c9.6N/ mm2 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f y Asx1 f cb360 152019.6250228mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xM u1 fcbx h0 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.09.62502285642.46108 N mm2282可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如由于施工缘由，混凝土强度等级仅达到C20 级，梁所能承担的弯矩设计值为2.46108 N mm 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 一钢筋混凝土矩形截面简支梁，处于一类环境，安全等级二级，混凝土强度等级为C25 ，梁的截面尺寸为bh250mm550mm ，纵向钢筋采纳 HRB335 级钢筋，箍筋采纳HPB235 级钢筋，均布荷载在梁支座边缘产生22的最大剪力设计值为 250kN 。正截面强度运算已配置425 的纵筋，求所需的箍筋。解：（ 1）确定运算参数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f y300N/ mm2 ，f yv210N/ mm2 ， f11.9N/ mm ， f t1.27N/ mm ， c1.0 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结chwhohas55035515mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）验算截面尺寸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结hw515b2502.064 ，属一般梁可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.25c f c bho0.251.011.9250515383031N383kNVmax250kN截面符合要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）验算是否需要运算配置箍筋可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Vc0.7 f t bho0.71.27250515114458N114.5kNVmax250kN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故需进行运算配置箍筋。（ 4）求箍筋数量并验算最小配筋率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AsvVVc250114.51031.0023可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s1.25 f yv h01.25210515可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选双肢箍 8（Asv150.3mm ， n2 ）代入上式可得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sAsvnAsv1250.3100.37mmSmax250mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.00231.00231.0023可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 s100 mm ，可得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结svAsv bs50.325021000.402%sv,min0.24f tf yv0.241.272100.145%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结满意要求4. 承担均布荷载设计值q 作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截面尺寸可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结bh200mm550mm，混凝土为 C30 级，箍筋采纳 HPB235 级钢筋。梁净跨度 l n5m 。梁中已配有双肢可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ctc8200箍筋，试求：梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q 。解：（ 1）确定运算参数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f yv210N/ mm2 ， f14.3N / mm2 ， f1.43N/ mm2 ，1.0 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结hwhohas55035515mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 1）求荷载设计值 q可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结V0.7 ftbho1.25nf yvAsv1 h s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结o0.71.432005151.25210 250.3200515可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10310367999.3171102.3N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Vmax1 qln2171102.3N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结q171102.32 / 568440.9N68.44kN作业 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、挑选题CBDACAA二、判定题1 2 3.× 4 5× 6× 7 8 9 10 11 12 三、简答题1钢筋混凝土柱中箍筋应当采纳封闭式，其缘由在于？答：钢筋混凝土柱中箍筋应当采纳封闭式箍筋是为了保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。 2钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情形？它们的发生条件和破坏特点是怎样的？答：钢筋混凝土偏心受压破坏可分为两种情形：大偏心受压破坏与小偏心受压破坏。大偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。破坏特点是：受拉区的钢筋能达到屈服，受压区的混凝土也能达到极限压应变。小偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较小或很小，或者虽然相对偏心距较大，但配置了许多的受拉钢筋。破坏特点是：靠近纵向力一端的钢筋能达到受压屈服，混凝土被压碎，而远离纵向力一端的钢筋无论是受拉仍是受压，一般情形下都达不到屈服。3. 简述矩形截面大偏心受压构件正截面承载力运算公式的使用条件？答：矩形截面大偏心受压构件正截面承载力运算公式的适用条件如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1） 为了保证构件破坏时受拉区钢筋的应力先达到屈服强度，要求满意：xbh0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2） 为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到抗压屈服强度设计值，与双筋受弯构件相同，要求满意：x2as4. 实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件运算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件运算？答：在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受拉构件是罕见的。近似按轴心受拉构件运算的有承担节点荷载的屋架或托架受拉弦杆和腹杆，刚架、拱的拉杆，承担内压力的环形管壁及圆形储液池的壁筒等。可按偏心受拉运算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受的震作用的框架边柱和承担节间荷载的屋架下弦拉杆等。5轴心受拉构件从加载开头到破坏为止可分为哪三个受力阶段？其承载力运算以哪个阶段为依据？答：轴心受拉构件从加载开头到破坏为止可分为三个受力阶段：第一阶段为从加载到混凝土受拉开裂前，其次阶段为混凝土开裂至钢筋即将屈服，第三阶段为受拉钢筋开头屈服到全部受拉钢筋达到屈服。承载力运算以第三阶段末为依据。6. 大、小偏心受拉构件的破坏特点有什么不同？如何划分大、小偏心受拉构件？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答：大偏心受拉构件破坏时，混凝土虽开裂，但仍有受压区。当压钢筋的应力达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。小偏心受拉构件破坏时，一般情形下，全截面均为拉应力，其中As 数量适当时，受拉钢筋第一屈服，然后受As 一侧的拉应力较大。随着荷载的增加，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结As 一侧的混凝土第一开裂，而且裂缝很快就贯穿整个截面，所以混凝土将退出工作，拉力完全由钢筋承担，构件可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结破坏时，As 及As 都达到屈服强度。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结偏心受拉构件正截面承载力运算，按纵向拉力N 的作用位置不同，可以分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结况：当纵向拉力 N 作用在钢筋As 合力点和As 合力点范畴之间时，为小偏心受拉。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7. 钢筋混凝土纯扭构件有哪几种破坏形式？各有何特点？答：钢筋混凝土纯扭构件的破坏形状可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏4 类。适筋破坏的特点：纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏，属于延性破坏。部分超筋破坏的特点：破坏时仅纵筋屈服，而箍筋不屈服。或箍筋屈服，纵筋不屈服，破坏时具有肯定的延性，但较适筋破坏时的截面延性小。完全超筋破坏的特点：纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏，属于脆性破坏。少筋破坏的特点：裂缝一旦显现，构件就会立刻发生破坏，此时，纵筋和箍筋不仅达到屈服强度而且可能进可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结入强化阶段，属于脆性破坏。8. 钢筋混凝土弯剪扭构件的钢筋配置有哪些构造要求？答： 1）纵筋的构造要求对于弯剪扭构件，受扭纵向受力钢筋的间距不应大于200mm 和梁的截面宽度。在截面四角必需设置受扭纵向受力钢筋，其余纵向钢筋沿截面周边匀称对称布置。当支座边作用有较大扭矩时，受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。当受扭纵筋按运算确定时，纵筋的接头及锚固均应按受拉钢筋的构造要求处理。在弯剪扭构件中，弯曲受拉边纵向受拉钢筋的最小配筋量，不应小于按弯曲受拉钢筋最小配筋率运算出的钢筋截面面积，与按受扭纵向受力钢筋最小配筋率运算并安排到弯曲受拉边钢筋截面面积之和。2）箍筋的构造要求箍筋的间距及直径应符合受剪的相关要求。箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置。当采纳复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积。受扭所需箍筋的末端应做成135o 弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于 10d（ d 为箍筋直径）。9. 钢筋混凝土裂缝掌握的目的是什么？答：裂缝掌握的目的一方面是为了保证结构的耐久性，由于裂缝过宽时，气体和水分、化学介质会侵入裂缝，引起钢筋锈蚀，这不仅减弱了钢筋的面积，而且仍会因钢筋体积的膨胀而引起爱护层剥落，产生长期危害， 影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者担心全程度的影响。四、运算题1已知某柱两端为不动铰支座，柱高H=5.6m ，截面尺寸为400mm×400mm ，采纳 C20 混凝土、 HRB335 钢筋，柱顶截面承担轴心压力设计值N=1692kN ，试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。解：ycf300N / mm2f9.6N / mm2（ 1）确定稳固系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l 0H5600mm ， l 0 / b5600/ 40014 ，查附表 3-3 ，得0.92可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）运算纵向钢筋截面面积 16920009.64002400可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A1Nsf y0.9f c A0.90.923001692mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）验算配筋率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结As16921.06%0.6%, 而3% ，满意。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A400400可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2已知某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸bh200mm150 mm ，承担的轴心拉力设计值N234 kN，混凝可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结土强度等级 C30 ，钢筋为 HRB335 。求截面配筋。解：第一，确定运算参数，查教材附录知，HRB335 钢筋 f y300N / mm2 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sAN234000780mm2f y300可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、挑选题CDBCA 、 B二、判定题选用 416（ As804mm2 ）能够满意要求。作业 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1× 2× 3× 4× 5 6 7 8× 9 10 11× 12. 三、简答题1. 与一般混凝土相比，预应力混凝土具有哪些优势和劣势？ 答：与一般混凝土相比，预应力混凝土具有优势是：1） 构件的抗裂度和刚度提高。2） 构件的耐久性增加。3） 自重减轻。4） 节省材料。与一般混凝土相比，预应力混凝土具有劣势是：预应力混凝土施工需要特的的材料和设备、特别的工艺、造价较高。2. 简述有粘结预应力与无粘结预应力的区分？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答：有粘结预应力，是指沿预应力筋全长其四周均与混凝土粘接、握裹在一起的预应力。先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。无粘结预应力，是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与四周混凝土粘接的预应力。无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。3. 列举三种建筑工程中常用的预应力锚具？答： 螺丝端杆锚具、锥形锚具、镦头锚具、夹具式锚具。4预应力混凝土结构及构件所用的混凝土，需满意哪些要求？ 答： 预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满意以下要求：1） 强度高。与一般钢筋混凝土不同，预应力混凝土必需采纳强度高的混凝土。由于强度高的混凝土对采纳先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采纳后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。2） 收缩、徐变小。以削减因收缩、徐变引起的预应力缺失。3） 快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度。5. 引起预应力缺失的因素有哪些？如何削减各项预应力缺失？答：引起预应力缺失的因素主要有锚固回缩缺失、摩擦缺失、温差缺失、应力放松缺失、收缩徐变缺失等。见教材 P216-2206. 大路桥涵按承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，在设计中应考虑哪三种设计状况？分别需做哪种设计？答：大路桥涵按承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，在设计中应考虑以下三种设计状况：1） 长久状态。该状态需要作承载力极限状态和正常使用极限状态设计。2） 短暂状态。该状态主要做承载力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。3） 偶然状态。该状态仅作承载力极限状态设计。四、运算题1已知一矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm× 550mm ，混凝土强度等级为C25 ，纵向钢筋采纳HRB335 级， 安全等级为二级，梁跨中截面承担的最大弯矩设计值为M=160kN·m。如上述设计条件不能转变，试进行配筋运算。如由于施工质量缘由，实测混凝土强度仅达到C20，试问按问所得钢筋面积的梁是否安全？1.016010611.52000.56510285.6mmf cd11.5MPa ， f sd280MPa ，假设 as40mm，就有效高度 h0hb400.56 ，5500401.0510mm 。（ 1）运算受压区高度xxh220h051051020 M dfcdb2162.2mmAsb h0（2）运算钢筋数量Asfcd bxf sd11.5200162.228021332.4mm（ 3）挑选并布置钢筋选用 325（ As1473mm2 ，钢筋布置如图所（ 4）验算配筋率实际配筋率Asbh014732005101.44% >min0.167% 。示。可编辑资料 - 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