(第二版)结构设计原理课后习题答案

结构设计原理课后习题答案

第一章

1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？

答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。

1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。

答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f表示。

混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f表示。

混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）规定，采用150mm立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土

劈裂抗拉强度ts f 按下式计算：20.637ts F F f A ==πA 。

混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。

1-3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？

答：完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段OC 、下降段CD 和收敛段DE 三个阶段组成。

上升段：当压应力0.3c f σ<左右时，应力——应变关系接近直线变化（OA 段），混凝土处于弹性阶段工作。在压应力0.3c f σ≥后，随着压应力的增大，应力——应变关系愈来愈偏离直线，任一点的应变ε可分为弹性应变和塑性应变两部分，原有的混凝土内部微裂缝发展，并在孔隙等薄弱处产生新的个别裂缝。当应力达到0.8c f （B 点）左右后，混凝土塑性变形显著增大，内部裂缝不断延伸拓展，并有几条贯通，应力——应变曲线斜率急剧减小，如果不继续加载，裂缝也会发展，即内部裂缝处于非稳定发展阶段。当应力达到最大应力c f σ=时（C 点），应力应变曲线的斜率已接近于水平，试件表面出现不连续的可见裂缝。

下降段：到达峰值应力点C 后，混凝土的强度并不完全消失，随着应力σ的减小（卸载），应变仍然增加，曲线下降坡度较陡，混凝

土表面裂缝逐渐贯通。

收敛段：在反弯点D点之后，应力下降的速率减慢，趋于残余应力。表面纵缝把混凝土棱柱体分为若干个小柱，外载力由裂缝处的摩擦咬合力及小柱体的残余强度所承受。

影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素：混凝土强度、应变速率、测试技术和试验条件。

1-4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？

答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。

主要影响因素：

（1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；

（2）加荷时混凝土的龄期；

（3）混凝土的组成成分和配合比；

（4）养护及使用条件下的温度与湿度。

1-5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？

答：徐变变形是在持久作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变；收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象，是一种不受力情况下的自由变形。

1-7 什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？

答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力；

（2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度；

（3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。

第二章

2-1 桥梁结构的功能包括哪几方面的内容？何谓结构的可靠性？答：①桥梁结构的功能由其使用要求决定的，具体有如下四个方面：（1）桥梁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）桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如，不发生影响正常使用的过大变形和局部损坏；

（3）桥梁结构在正常使用和正常维护条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性，例如，不出现过大的裂缝宽度，不发生由于混凝土保护层碳化导致钢筋的修饰；

（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，桥梁结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。

②结构的可靠性：指结构的安全性、适用性和耐久性。

2-2 结构的设计基准期和使用寿命有何区别？

答：设计基准期是指对结构进行可靠度分析时，结合结构使用期，考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间参数，设计基准期可参考结构使用寿命的要求适当选定，但二者不完全等同。当结构的使用年限超过设计基准期，表面它的失效概率可能会增大，不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失了所要求的基本功能甚至报废。一般来说，使用寿命长，设计基准期也可以长一些，使用寿命短，设计基准期应短一些。通常设计基准期应该小于寿命期。

2-3 什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态？

答：①极限状态

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，此特定状态成为该功能的极限状态。

②承载能力极限状态和正常使用极限状态。

2-4 试解释一下名词：作用、直接作用、间接作用、抗力。

作用：是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因；

直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力；

间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因；

抗力：是指结构构件承受内力和变形的能力。

2-5我国《公路桥规》规定了结构设计哪三种状况？

答：持久状况、短暂状况和偶然状况。

2-6结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算原则是什么？

我国《公路桥规》采用的是近似概率极限状态设计法。

①承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础，设计的原则是作用效应最不利组合（基本组合）的设计值必须小于或等于结构抗力设计值，即0d S R γ≤。

②正常使用状态是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础，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，对构建的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过《公路桥规》规定的各相应限值。设计表达式为1S C ≤.

2-7什么叫材料强度的标准值和设计值？

①材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。

②材料强度设计值：是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值。

2-8作用分为几类？什么叫作用的标准值，可变作用的准永久值可变作用的频遇值？

答：作用分为永久作用（恒载）、可变作用和偶然作用三类； 作用的标准值：是结构和结构构件设计时，采用的各种作用的基

本代表值。

可变作用的准永久值：指在设计基准期间，可变作用超越的总时间约为设计基准期一半的作用值。

可变作用频遇值：在设计基准期间，可变作用超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规定次数的作用。它是指结构上较频繁出现的且量值较大的荷载作用取值。

2-9钢筋混凝土梁的支点截面处，结构重力产生的剪力标准值187.01Gk V kN =；汽车荷载产生的剪力标准值1261.76Q k V kN =；冲击系数

(1) 1.19μ+=；人群荷载产生的剪力标准值257.2Q k V kN =；温度梯度作用

产生的剪力标准值341.5Q k V kN =，参照例题2-3，试进行正常使用极限

状态设计时的作用效应组合计算。

解：①作用短期效应组合

汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为：

11'261.76/1.19219.971Q k Q k V V kN μ=

==+

111

187.010.7219.97 1.057.20.841.5m n sd Gik j Qjk i j S S S φ===+∙=+⨯+⨯+⨯∑∑=431.39kN

①作用长期效应组合

211187.010.4219.970.457.20.841.5m n

ld Gik j Qjk i j S S S φ===+∙=+⨯+⨯+⨯∑∑=331.08kN

第三章

3.1、试比较图3-4和3-5，说明钢筋混凝土板和钢筋混凝土梁钢筋布置的特点。

答：

板：单向板内主钢筋沿板的跨度方向布置在板的受拉区，钢筋数量由计算决定。受力主钢筋的直径不宜小于10mm（行车道板）或8mm （人行道板）。近梁肋处的板内主钢筋，可沿板高中心纵轴线的（1/4～1/6）计算跨径处按（30°～45°）弯起，但通过支承而不弯起的主钢筋，每米板宽内不应少于3根，并不少于主钢筋截面积的1/4。

在简支板的跨中和连续梁的支点处，板内主钢筋间距不大于200mm。

行车道板受力钢筋的最小混凝土保护层厚度c应不小于钢筋的公称直径且同时满足附表1-8的要求。

在板内应设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋，分布钢筋是在主筋上按一定间距设置的横向钢筋，属于构造配置钢筋，即其数量不通过计算，而是按照设计规范规定选择的。

梁：梁内的钢筋常常采用骨架形式，一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架两种形式。

梁内纵向受拉钢筋的数量由数量决定。可选择的钢筋数量直径一般为（12～32）mm，通常不得超过40mm。在同一根梁内主钢筋宜用相同直径的钢筋，当采用两种以上直径的钢筋时，为了便于施工识别，直径间应相差2mm以上。

3-2什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率？配筋率的表达式中，0h 含义是什么？

答：配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达）。0h是指截面的有效高度。

3-3为什么钢筋要有足够的混凝土保护层厚度？钢筋的最小混凝土保护层厚度的选择应考虑哪些因素？

答：设置保护层是为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀和其他环境因素的作用，也是为了保证钢筋和混凝土有良好的粘结。

影响因素：环境类别、构件形式、钢筋布置。

3-4、参照图3-7，试说明规定各主钢筋横向净距和层与层之间的竖向净距的原因。

答：1）为了保证钢筋与混凝土之间的握裹力，增强两者的粘结力；2）保证钢筋之间有一定间隙浇注混凝土；3）方便钢筋的布置。3-5钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？各阶段受力主要特点是什么？

答：第Ⅰ阶段：混凝土全截面工作，混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。

第Ⅰ阶段末：混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布。但由于受拉区混凝土塑性变形的发展，拉应变增长较快，根据混凝土受拉时的应力—应变图曲线，拉区混凝土的应力图形为曲线形。这时，受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变，拉应力达到混凝土抗拉强

度，表示裂缝即将出现，梁截面上作用的弯矩用

M表示。

cr

M后，在梁混凝土抗拉强度最弱第Ⅱ阶段：荷载作用弯矩到达cr

截面上出现了第一批裂缝。这时，在有裂缝的截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承担的拉力传递给钢筋，发生了明显的应力重分布，钢筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不再是三角形分

布，而是形成微曲的曲线形，中和轴位置向上移动。

第Ⅱ阶段末：钢筋拉应变达到屈服值时的应变值，表示钢筋应力达到其屈服强度，第Ⅱ阶段结束。

第Ⅲ阶段：在这个阶段里，钢筋的拉应变增加的很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。这时，裂缝急剧开展，中和轴继续上升，混凝土受压区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显的丰满曲线形。

第Ⅲ阶段末：这时，截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值，压应力图呈明显曲线形，并且最大压应力已不在上边缘而是在距上边缘稍下处，这都是混凝土受压时的应力—应变图所决定的在第Ⅲ阶段末，压区混凝土的抗压强度耗尽，在临界裂缝两侧的一定区段内，压区混凝土出现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁破坏，在这个阶段，纵向钢筋的拉应力仍维持在屈服强度。

3-6 什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁？各自有什么样的破坏形态？为什么吧少筋梁和超筋梁都成为脆性破坏？

答：实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁；大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称为适筋梁；大于最大配筋率的梁称为超筋梁。

少筋梁的受拉区混凝土开裂后，受拉钢筋达到屈服点，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受压区混凝土还未压坏，而裂缝宽

度已经很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。

适筋梁受拉区钢筋首先达到屈服，其应力保持不变而应变显著增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏。

超筋梁的破坏是受压区混凝土被压坏，而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，受拉区的裂缝开展不宽，破坏突然，没有明显预兆。

少筋梁和超筋梁的破坏都很突然，没有明显预兆，故称为脆性破坏。

3-7钢筋混凝土适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载？为什么？少筋梁能否这样？

答：适筋梁可以再增加荷载，因为当受拉区钢筋屈服后，钢筋退出工作，受压区混凝土开始受压，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏，这时不能再增加荷载。

少筋梁裂缝出现在钢筋屈服前，此时构件已不再承受荷载，若继续增加荷载，迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受拉区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已经很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。

3-8

答：基本假定有：1）平截面假定 2）不考虑混凝土的抗拉强度 3）材料应力与物理关系

对于钢筋混凝土受弯构件，从开始加荷到破坏的各个阶段，截面的平均应变都能较好地符合平截面假定。对于混凝土的受压区来讲，平截面假定是正确的。而对于混凝土受压区，裂缝产生后，裂缝截面处钢筋和相邻的混凝土之间发生了某些相对滑移，因此，在裂缝附近区段，截面变形已不能完全符合平截面假定。

3-9 什么叫做钢筋混凝土受弯构件的截面相对受压区高度和相对界限受压区高度b ξ？b ξ在正截面承载力计算中起什么作用？b ξ取值与哪些因素有关？

答：①相对受压区高度：相对受压区高度0

h x i

i =ξ，其中i x 为受压区高度，0h 为截面有效高度。

相对界限受压区高度：当钢筋混凝土梁受拉区钢筋达到屈服应变

y ξ而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应cu ξ变而

破坏，此时受压区高度为0h x b b ξ=，b ξ被称为相对界限混凝土受压区高度。

②作用：在正截面承载能力计算中通常用h

x b

b =

ξ来作为界限条件，来判断截面的破坏类型，是始筋破坏还是少筋破坏。

③相关因素：受拉区钢筋的抗拉强度值sd f ；受拉区钢筋的弹性模量s E ；混凝土极限压应变cu ξ以及无量纲参数β有关。 3-16

解：基本公式法：

查附表可得011.5, 1.23,280,0.56, 1.0cd td sd b f MPa f MPa f MPa ξγ=====，

则弯矩计算值0 1.0145145d M M kN m γ==⨯=∙。

采用绑扎钢筋骨架，按一层钢筋布置，假设40s a mm =，则有效高度050040460s h h a mm =-=-=。

（1）求受压区高度x

有公式3-14得：611451011.5200(460)2

x x ⨯⨯=⨯-

2115105800145000000x x -+=

102167.60.56460258,752.4()b x mm h x mm ξ=<=⨯==舍

（2）求所需钢筋数s A

211.5200167.6

1377280

cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=

== 钢筋布置可选2φ32（21608s A mm =）

混凝土保护层厚度3022c mm d mm =>=，且满足附表要求

25.1

3042.62

s a mm =+

=，取45mm 200230235.868.430n S mm mm d =-⨯-⨯=>及

最小配筋率计算：45(/)45(1.23/280)0.2td sd f f ==，所以配筋率不应小于0.2%，实际配筋率01388 1.5%200455

s A bh ρ=

==⨯ 查表法：

查附表可得011.5, 1.23,280,0.56, 1.0cd td sd b f MPa f MPa f MPa ξγ===== 假设40s a mm =，则有效高度050040460s h h a mm =-=-=。

6

022

0 1.0145100.298

11.5200460cd M A f bh ⨯⨯===⨯⨯,查附表1-5得

00.37,0.815b ξξζ=<=

200145000000

13810.815280460

s sd M A mm f h ζ=

==⨯⨯ 3-17

解：

查附表可得9.2, 1.06,280cd td sd f MPa f MPa f MPa ===。

最小配筋率计算：45(/)45(1.06/280)0.17td sd f f ==，故取min 0.2%ρ= 由配筋图计算得混凝土保护层厚度：

/24018.4/230.816s c a d mm d mm =-=-=>=

钢筋净距20030.82318.4

41.62n S mm -⨯-⨯=

=，满足

实际配筋率：603

0.74%200410

ρ==⨯，满足

求

受压区高度：

0280603

91.80.564102309.2200

sd s b cd f A x mm h mm f b ξ⨯=

==<=⨯=⨯ 抗弯承载能力

091.8()9.220091.8(410)

226150085961.5u cd x M f bx h N mm kN m M

=-=⨯⨯⨯-=∙=∙<

不满足承载能力要求。 3-18

解：

查附表可得011.5, 1.23,280,0.56, 1.0cd td sd b f MPa f MPa f MPa ξγ=====。 弯矩计算值0 1.012.912.9d M M kN m γ==⨯-=-∙，上侧受拉。 取1m 宽来进行截面配筋，即b=1000mm

采用绑扎钢筋骨架，按一层钢筋布置，假设25s a mm =，则有效高度014025115s h h a mm =-=-=。

（1）求受压区高度x

有公式3-14得：6112.91011.51000(115)2

x x ⨯⨯=⨯-

211.52645258000x x -+=

10210.20.5610056,219.8()b x mm h x mm ξ=<=⨯==舍

（2）求所需钢筋数s A

211.5100010.2

419280

cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=

== 钢筋布置可选4φ12（2452s A mm =），或者6φ10（2471s A mm =），钢筋布置在受拉一侧，即上缘。

混凝土保护层厚度3012c mm d mm =>=，且满足附表要求

13.9

25322

s a mm =+

=，取35mm 最小配筋率计算：45(/)45(1.23/280)0.2td sd f f ==，所以配筋率不应小于0.2%，实际配筋率0452

0.45%1000100

s A bh ρ===⨯, 3-19

解：

查附表可得09.2, 1.06,'280,0.56, 1.0cd td sd sd b f MPa f MPa f f MPa ξγ======，则弯矩计算值0 1.1190209d M M kN m γ==⨯=∙。

设'35s a mm =，受拉钢筋按两层钢筋布置，假设65s a mm =，则有效高度050065435s h h a mm =-=-=。

取0.56b ξξ==

26200(10.5)209109.22004350.56(10.50.56)'612.6'(')280(43535)

cd s sd s M f bh A mm

f h a ξξ--⨯-⨯⨯⨯-⨯===-⨯-

2''9.2200(4350.56)280612.6

2213.4280

cd sd s s sd f bx f A A mm f +⨯⨯⨯+⨯=

== 3-21

解：内梁

1.简支梁计算跨径的1/3，即0/324200/38067l mm ==。

2.取相邻两梁平均间距2200mm

3. 60,1100,1/3h h

h

h h b

h mm b mm ==< 612'160660121502320h f b h h mm ++=+⨯+⨯=，满足 'f b 取三个中的最小值，即2200mm

不满足承载能力要求。 边梁

220016015060150

6'6226022222

f

f b b h mm ++++=++⨯=，又外侧悬臂板实际宽度为2200mm ，所以边梁有效宽度为2200mm 3-22

受压区高度在翼板厚度内，即'f x h ≤，为第一类T 形截面，受压区已进入梁肋，即'f x h >，为第二类T 形截面

第一类T 形截面，中和轴在受压翼板内，受压区高度'f x h ≤。此时，截面虽为T 形，但受压区形状为宽'f b 的矩形，而受拉截面形状与截面抗弯承载能力无关，故以宽度为'f b 的矩形来进行抗弯承载力计算。 3-23

解：

查附表可得011.5, 1.23,280,0.56, 1.0cd td sd b f MPa f MPa f MPa ξγ=====。 弯矩计算值0 1.011871187d M M kN m γ==⨯=∙

保护层厚度22.7

4230.7302

c mm mm =-

=>，且大于钢筋直径d 钢筋净距35030.72622.7

30.5305

n S mm mm -⨯-⨯==>，且大于直径d

429568.52

s a mm +==，则0135068.51281.5h mm =-=

T 形截面有效宽度：

1.计算跨径的1/3: 012600/342003

l mm == 2.相邻两梁的平均间距为2100mm 3.612'350640*********h f b h h mm ++=+⨯+⨯= 所以T 梁截面有效宽度'1790f b mm =，厚度100140

'1202

f h mm +== （1）判断T 形截面类型：

''11.51790120 2.47cd f f f b h kN m =⨯⨯=∙。

28018842 1.06sd s f A kN m =⨯⨯=∙

为第一类T 形截面 （2）求受压区高度x

28018842

51.3''11.51790

sd s f cd f f A x mm h f b ⨯⨯=

==<⨯ （3）正截面抗弯能力

051.3'()11.5179051.3(1281.5)1326.222

u cd f x M f b x h kN m M =-=⨯⨯⨯-=∙>

满足承载能力要求。 3-24

先将空心板的圆孔换算成k k b h ⨯的矩形孔

面积相等：22380380801437544

4

k k b h d ab ππ

=+=⨯+⨯=

惯性矩相等：31231422

2221

2195222624912

1

380801621333312

22()(40)968006458

1283838

k k b h I I I d d d d d I πππππ=+==⨯⨯==-++=

解得：

404356k k h mm b mm

==

故上翼板厚度'300982k

f h h mm =-

= 下翼板厚度300982

k f h

h mm =-=

腹板厚度29902356278f k b b b mm =-=-⨯=

第四章

4-1钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种？各在什么情况下发生？

答：斜拉破坏，发生在剪跨比比较大（3>m ）时；

剪压破坏，发生在剪跨比在31≤≤m 时； 斜压破坏，发生在剪跨比1

4-2 影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯能力的主要因素有哪些？ 答：主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等。

4-3 钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力基本公式的适用范围是什么？公式的上下限物理意义是什么？

答：适用范围：1）截面尺寸需满足

()0

,3d 01051.0bh f V k cu -⨯≤γ

2）按构造要求配置箍筋()023d 01051.0bh f V td αγ-⨯≤

物理意义：1）上限值：截面最小尺寸；2）下限值：按构造要求配置钢筋

4-5 解释以下术语

答：剪跨比：剪跨比是一个无量纲常数，用

m Vh M =

来表示，此

处M 和V 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，0h 为截面有效高度。

配筋率：

v sv sv bS A =

ρ

剪压破坏：随着荷载的增大，梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝。临界斜裂缝出现后，梁承受的荷载还能继续增加，而斜裂缝伸展至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力、剪应力及荷载引起的竖向局部压应力的共同作用下被压酥而破坏。这种破坏为剪压破坏。

斜截面投影长度：是纵向钢筋与斜裂缝底端相交点至斜裂缝顶端距离的水平投影长度，其大小与有效高度和剪跨比有关。

充分利用点：所有钢筋的强度被充分利用的点 不需要点：不需要设置钢筋的点

弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图 抵抗弯矩图：又称材料图，是沿梁长度各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示各正截面所具有的抗弯承载力。

4-6 钢筋混凝土抗剪承载力复核时，如何选择复核截面？

答：《公路桥规》规定，在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时，其复核位置应按照下列规定选取：

1）距支座中心h/2处的截面

2）受拉区弯起钢筋弯起处的截面以及锚于受拉区的纵向受拉钢筋开始不受力处的截面

3）箍筋数量或间距有改变处的截面 4）梁的肋板宽度改变处的截面 4-7 试述纵向钢筋在支座处锚固有哪些规定？

答：《公路桥规》有以下规定：

1）在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过；

2) 底层两外侧之间不向上弯曲的受拉主钢筋，伸出支点截面以外的长度应不小于10d ；对环氧树脂涂层钢筋应不小于12.5d ，d 为受拉钢筋直径。 4-9

解：纵向受拉钢筋：

查附表可得09.2, 1.06,280,0.56, 1.0cd td sd b f MPa f MPa f MPa ξγ=====，则弯矩计算值/20,/2 1.0147147l d l M M kN m γ==⨯=∙。

采用绑扎钢筋骨架，按两层层钢筋布置，假设65s a mm =，则有效高度050065435s h h a mm =-=-=。

单筋截面最大承载能力为：

220/2

(10.5)9.22004350.56(10.50.56)140.4u cd b b l M f bh kN M ξξ=-=⨯⨯⨯⨯-⨯=<

结构设计原理第二章混凝土习题及答案

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。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 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。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 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《规范》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 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

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%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有%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《规范》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。 17、我国结构设计的基准期是50年，结构设计的条件：正常设计、正常施工、正常使用。 18、结构设计中承载力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的，在任何情况下都应计算。 19、结构的可靠指标β愈大，失效概率就愈大；β愈小，失效概率就愈小。 20、(结构的抗力)R

《结构设计原理》课后单元习题及答案6

1．什么是刚度?钢筋混凝土受弯构件的刚度能否取用EI ？为什么?应该如何取值？ 答：（1）刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。 （2）钢筋混凝土受弯构件在承受作用时会产生裂缝，其受拉区成为非连续体，这就决定了钢筋混凝土受弯构件的变形（挠度）计算中涉及的抗弯刚度不能直接采用匀质弹性梁的抗弯刚度EI 。 （3）钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度通常用B 表示。 cr s cr s cr -B B M M M M B B 02201⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 其中0W f M tk cr ⋅=γ， 002W S =γ 2．为什么要进行变形计算? 答：承受作用的受弯构件，如果变形过大，将会影响结构的正常使用。例如，桥梁上部结构的挠度过大，梁端的转角亦大，车辆通过时，不仅要发生冲击，而且要破坏伸缩装置处的桥面，影响结构的耐久性；桥面铺装的过大变形将会引起车辆的颠簸和冲击，起着对桥梁结构不利的加载作用。 3．钢筋混凝土受弯构件的挠度为什么要考虑作用长期效应的影响？如何考虑？ 答：随着时间的增长，构件的刚度要降低，挠度要增大，因此钢筋混凝土受弯构件的挠度为什么要考虑作用长期效应的影响。 按作用短期效应组合计算的挠度值，要乘以挠度长期增长系数ηθ； 4．钢筋混凝土受弯构件挠度的限值是多少?如何应用? 答：钢筋混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值，在消除结构自重产生的长期挠度后，梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600；梁式桥主梁的悬臂端不应超过悬臂长度的1/300。 5．受弯构件的变形（挠度）如何控制? 答：在承受作用时，受弯构件的变形（挠度）系由两部分组成：一部分是由永久作用产生的挠度，另一部分是由基本可变作用所产生的。永久作用产生的挠度，可以认为是在长期荷载作用下所引起的构件变形，它可以通过在施工时设置预拱度的办法来消除；而基本可变作用产生的挠度，则需要通过验算来分析是否符合要求。 6．什么是预拱度?预拱度如何设置?有什么条件? 答：预拱度为抵消梁、拱、桁架等结构在荷载作用下产生的挠度，而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。 钢筋混凝土受弯构件的预拱度可按下列规定设置： （1）当由作用短期效应组合并考虑作用长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的1/1600时，可不设预拱度； （2）当不符合上述规定时应设预拱度，且其值应按结构自重和1/2可变作用频遇值计算的长期挠度值之和采用。 设置预拱度的条件是由作用短期效应组合并考虑作用长期效应影响产生的长期挠度超过计算跨径的1/1600。 7．受弯构件的预拱度值取多少?

课后习题答案(叶见曙主编结构设计原理1-9章).

结构设计原理课后答案 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度ts f 按下式计算：20.637ts F F f A ==πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。 1-3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？ 答：完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段OC 、下降段CD 和收敛段DE 三个阶段组成。

《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3 20,查表得， 2 2 2 2 f c 14.3 N / mm , f t 1.43 N / mm , f y 360 N / mm , A s 942 N / mm i 1 , i 0.8, b 0.518 2 2 A 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 mm a s 20+8+20/2=38 mm h 0 500-38=462 mm h 0 600-40=560 mm M a s 2 0.169 1 f c bh 。 1 ,1 2a s =0.186 b 0.482,满足满足适筋梁要求 A bhb 859.9 mm 2 f y f y A s 1 f c bg =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 / m 4.2 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 14.3 N / mm 2 ， 2 2 1.43 N / mm ， f y 435 N / mm ，最小保护层 20 mm 1 1， 1 0.8， =0.482 1亠 cu E s 按一排钢筋布置，取 40 mm

1 14.3 N / mm ， f t 2 2 1.43 N / mm , f y 360 N / mm , 最小保护层 20 mm 1 1 ， 1 0.8 ， min max 0.45—0.2%, b f y =0.518 y cu E s 2 0.215%X 1000 X 100=215 mm 8@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 s 2 A2 150 mm 分布钢筋选 6 / 8 @240 ,代2 =164 mm 2 4.4 （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HRB500 2 2 A 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 s min 14.3 N / mm ， f t 1, 1 0.8, b M 2 0.051 1 f c bh 。 .厂2a s =0.052 2 2 1.43 N / mm , f y 300 N / mm ，最小保护层 =0.55 y cu E s 0.55,满足满足适筋梁要求 25 mm max 0.45—^,0.2% f y 0.215% bh^-f -176 mm 2 y 可选用 A s2 100 1000 0.15%

结构设计原理第八章变形习题及答案

一、填空题 1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于极限状态的设计要求，验算时材料强度采用。 2. 是提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施。 3. 裂缝宽度计算公式中的，σsk是指，其值是按荷载效应的 组合计算的。 4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而。用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距_______（大、小）些。 5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按截面处的刚度进行计算。 6.结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下和 不超过规定的限值。 7.裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数Ψ是指 之比，反映了裂缝间参与工作的程度。 8.平均裂缝宽度是指位置处构件的裂缝宽度。 二、选择题 1. 计算钢筋混凝土梁的挠度时，荷载采用（） A、平均值； B、标准值； C、设计值。 2. 当验算受弯构件挠度时，出现f>[f]时，采取（）措施最有效。 A、加大截面的宽度； B、提高混凝土强度等级； C、加大截面的高度； D、提高钢筋的强度等级。 3. 验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是（）。 A、使构件能够带裂缝工作； B、使构件满足正常使用极限状态的要求； C、使构件满足承载能力极限状态的要求； D、使构件能在弹性阶段工作。 4. 钢筋混凝土轴心受拉构件的平均裂缝间距与纵向钢筋直径及配筋率的关系是（）。 A、直径越大，平均裂缝间距越小； B、配筋率越大，平均裂缝间距越大； C、直径越小，平均裂缝间距越小； 5. 钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加及持续时间增加而（）。

A、逐渐减小； B、逐渐增加； C、保持不变； D、先增加后减小。 6. 裂缝间钢筋应变的不均匀系数Ψ的数值越大，说明（）。 A、裂缝之间混凝土的应力越大； B、裂缝之间钢筋应力越小； C、裂缝之间混凝土的应力越小； D、裂缝之间钢筋应力为零。 7. 当其他条件完全相同，根据钢筋面积选择钢筋直径和根数时，对裂缝有利的选择是（）。 A、较粗的变形钢筋； B、较粗的光面钢筋； C、较细的变形钢筋； D、较细的光面钢筋。 三、判断题 1.钢筋混凝土梁在受压区配置钢筋，将增大长期荷载作用下的挠度（）。 2.粘结应力的传递长度与裂缝间距有很大关系。传递长度短,则裂缝分布稀;反之则密（）。 3.为了控制裂缝，在普通混凝土中，不宜采用高强钢筋（）。 4.进行结构构件的变形验算时，采用荷载的标准值、准永久值和材料的设计值（）。 5.由于构件的裂缝宽度和变形随时间而变化，因此进行裂缝宽度和变形验算时，还应考虑长期作用的影响（）。 6.受压翼缘的存在使受弯构件的短期刚度 Bs 降低（）。 7.钢筋混凝土梁的截面刚度随着荷载的大小及持续时间的变化而变化（）。 8.当纵向受拉钢筋的面积相等时，选择较细直径的变形钢筋可减少裂缝宽度（）。 9.Ψ表示裂缝间受拉混凝土协助钢筋抗拉工作的程度，当Ψ＝1时，表示混凝土的协助能力最强（）。 10.平均裂缝宽度是平均裂缝间距之间沿钢筋水平位置处钢筋和混凝土总伸长之差（）。 四、问答题 1.何谓“最小刚度原则” 2.简述裂缝控制等级的划分、对允许出现裂缝的构件其裂缝宽度为何加以限制、需进行裂缝宽度验算的构件有哪些。 3.裂缝间钢筋应变不均匀系数Ψ的物理意义是什么《规范》是如何确定这个系数的 4．在受弯构件的受压区配置钢筋为什么会影响构件的长期刚度B

建筑结构第二版课后练习题含答案

建筑结构第二版课后练习题含答案 第一章绪论 1.构造力学的研究对象是什么？其基本问题包括哪些？ –研究对象：结构变形、应力、应变、变形中的能量。 –基本问题：结构的平衡、变形及建筑物的稳定性分析、荷载和变形的关系、强度、屈曲、疲劳和稳固。 2.简述结构的稳定性及其破坏机理。 –稳定性：结构在正常使用状态下，不发生不稳定的变形或破坏。 –破坏机理：结构的破坏主要有塑性破坏和脆性破坏两种机理。 第二章极限平衡状态下的结构 1.屈曲是结构的一种失稳形态，如何判断结构的屈曲稳定性？ –判断构件是否屈曲的临界荷载。 –临界荷载是对应于构件初始弯曲形态的最小荷载，即当荷载增加到临界荷载时，构件发生由稳定到不稳定的全局屈曲。 2.计算机分析结构稳定性及其存在的问题。 –优点：可以将极限状态的几何非线性与材料非线性一起考虑，适合分析“流变”效应的结构。 –缺点：计算结果依赖于结构的前期初始状态、裂缝的演化方式和精度。 附答案： 1.1 答案：构造力学的研究对象为：结构变形、应力、应变、变形中的能量。基本问题包括：结构的平衡、变形及建筑物的稳定性分析、荷载和变形的关系、强度、屈曲、疲劳和稳固。

1.2 答案：稳定性：结构在正常使用状态下，不发生不稳定的变形或破坏。破坏机理：结构的破坏主要有塑性破坏和脆性破坏两种机理。 2.1 答案：判断构件是否屈曲的临界荷载。临界荷载是对应于构件初始弯曲形态的最小荷载，即当荷载增加到临界荷载时，构件发生由稳定到不稳定的全局屈曲。 2.2 答案：计算机分析结构稳定性及其存在的问题：优点：可以将极限状态的几何非线性与材料非线性一起考虑，适合分析“流变”效应的结构。缺点：计算结果依赖于结构的前期初始状态、裂缝的演化方式和精度。

混凝土机构与设计原理(第二版)李乔习题答案

习题 第四章轴心受力 4.1 某现浇钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸为b×h=400mm×400mm，计算高度l0= 4。2m,承受永久荷载产生的轴向压力标准值N G k=1600 kN,可变荷载产生的轴向压力标准 值N Q k= 1000kN.采用C35 混凝土，HRB335级钢筋。结构重要性系数为1.0。求截面配筋。 （A s'＝3929 mm2） 4。2 已知圆形截面轴心受压柱，直径d=500mm，柱计算长度l0=3.5m。采用C30 混凝土, 沿周围均匀布置6 根ф20的HRB400纵向钢筋，采用HRB335等级螺旋箍筋，直径为 10mm,间距为s=50mm。纵筋外层至截面边缘的混凝土保护层厚度为c=30mm。 求：此柱所能承受的最大轴力设计值。 （N u ＝3736.1kN） 第五章正截面抗弯 5.1已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×450mm，安全等级为二级,环境类别为一类,混凝土强度等级为C40，配置HRB335级纵向受拉钢筋4ф16（A S =804mm2 ), a s = 35 mm. 要求:该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。 (M u ＝94kN-m） 5.2已知某钢筋混凝土单跨简支板, 计算跨度为2。18m，承受匀布荷载设计值g + q = 6.4kN/m2筋（包括自重),安全等级为二级,混凝土强度等级为C20,配置HPB235级纵向受拉钢筋，环境类别为一类。 要求：试确定现浇板的厚度及所需受拉钢筋面积并配筋. （板厚80mm,A s＝321 mm2） 5。3 已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×h=250mm×500mm，安全等级为二级，环境类别为一类，混凝土强度等级为C20，配置HRB335级纵向受拉钢筋，承受荷载弯矩设计值M=150kN-m. 要求:计算受拉钢筋截面面积. （A s＝1451 mm2） 5。4 已知某钢筋混凝土简支梁,计算跨度5.7m，承受匀布荷载,其中:永久荷载标准值为 10kN/m,不包括梁自重），可变荷载标准值为10kN/m，安全等级为二级，混凝土强度等级为C30，配置HRB335级纵向受拉钢筋。 （b×h=250mm×500mm，A s＝948 mm2） 要求:确定梁的截面尺寸及纵向受拉钢筋的截面面积(钢筋混凝土容重为25kN /m3）。 5。5 已知某钢筋混凝土双筋矩形截面梁,承受荷载弯矩设计值M=125kN-m，混凝土截面尺寸为b×h = 200mm×400mm，安全等级为二级，混凝土强度等级为C30,配置HRB335级纵向受拉钢筋3ф25（A s =1473mm2 ），HPB235级纵向受压钢筋2ф16(A s =402mm2 ）。 a s = 38 mm ，a s’ = 33 mm。 要求：该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu 并判断是否安全。 （M u ＝135kN—m，安全） 5.6 已知某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，承受荷载弯矩设计值M=420kN—m,混凝土截面尺

混凝土结构设计原理-第二版课后习题答案精品名师资料

第一章绪论 问答题参考答案 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。梁：是将楼板上或屋面上的荷载传递到立柱或墙上，前者为楼盖梁，后者为屋面梁，梁承受板传来的荷载，主要内力有弯矩和剪力，有时也可能是扭矩，属于受弯构件。柱：柱承受梁、板体系传来的荷载，主要内力有轴向压力、弯矩和剪力，可能是轴心受压构件，当荷载有偏心作用时，柱受压的同时还会受弯，是压弯构件。墙：承重的混凝土墙常用作基础墙、楼梯间墙，或在高层建筑中用于承受水平风载和地震作用的剪力墙，它受压的同时也会受弯，是压弯构件。基础：是将上部结构荷载传递到地基（土层）的承重混凝土构件，基础主要内力是压力和弯矩，是受压构件或压弯构件。 6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段。答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段：（1）在20世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论

最新结构设计原理课后习题答案

（第二版）结构设讣原理课后习题答案 第一章 1-1配置在混凝上截而受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝丄的梁的破坏荷载时，受拉区混凝丄开裂，此时，受拉区混凝上虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截而受压区的混凝上也被压碎破坏。 1-2试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝上轴心抗压强度; 混凝土抗拉强度：混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝上力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规立以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20C 土2°C 的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝上的立方体抗压强度，用符号feu表示。 混凝丄轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝上力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规龙以150mmX 150mmX300mm的棱柱体为标准试件，在20°C±2°C 的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）称为混凝上轴心抗压强度，用符号fc表示。 混凝丄劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝上试验规程MJTJ 053-94）规泄，采用150mm立方体作为标准试件进行混凝上劈裂抗拉强度测左, 按照规定的试验方法操作，则混凝上劈裂抗拉强度fts按下式计算：fts?2FF?0. 637 n AAo

混凝上抗拉强度:采用100X100X500nim混凝上棱柱体轴心受拉试验, 破坏时试件在没有钢筋的中部截而被拉断，其平均拉应力即为混凝上的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝上劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9,即ft?0. 9fts o 1-3混凝上轴心受压的应力一应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力一应变曲线有哪几个因素？ 答：完整的混凝丄轴心受拉曲线由上升段OC、下降段CD和收敛段DE三个阶段组成。企业库存管理的现状及对策研究 -…母爱时光孕婴房 ［摘要］存货是企业经营活动过程中一项十分重要的流动性资产，特别是母爱时光孕婴房- 属于销售母姿用品的线上与线下结合连锁行业网络，属于连锁零售超市行业，在目前线下实体店运营成本居髙不下的大背景下，只有科学的进行库存管理，加快商品周转率与降低运营成本才能实现盈利。这就是说库存管理水平的强弱是制约发展的主要限制因素。商业企业的库存占流动资产的比重可髙达80%,因此，库存管理的好坏直接影响到企业的经营状况。本文以母爱时光孕婴房为例分析了以库存管理存在的问题，的ABC分析原理、经济批量法、准时制库存原理及供应商管理库存原理为理论依据，并利用设施布巻原理与方法及商品陈列管理的相关理论。分析母爱时光孕婴房库存管理存在的问题商品订货分类不合理、对库存的控制手段选择过于简单、仓库区域布苣不合理、品类设置不合理、商品陈列位置混乱、库存管理系统不完善等问题。 ［关键词】存货管理：内部控制：问题：对策 1绪论 对于连锁加盟的母婴用品零售企业而言，拥有一套适合自己企业的存货管理模式十分重要。若要在整个产品市场上持续获取利润，英最好的方法就是降低成本，加强对存货的管理。而我国的零售企业在存货管理方而的问题比大企业存在的问题更加突出和明显。例如，最主要的一个原因就是对于市场风险的规避做得不到位。其次，由于内部控制制度不健全而导致的存货核算不实，储存不合理，这些都是我国零售企业普遍存在的问题。再者，由于管理人员素质的缺乏以及企业资源的有限，导致管理水平落后。在现如今网络高速发展的时代，传统的存货管理模式显然已经不能满足这个日益发展的社会需求，因此必须要创新管理模式。 1.1国外文献综述Claus(2011)在《浅谈如何加强存货管理》中提岀：存货保管过程中可能发生霉变、损坏和偷盗等各种潜在的损失。当出现经济危机时，对于较高的库存，一旦产品价格出现跳水，公司管理层将无法回避存货价值缩水的事实。因此，企业就需要有较强的市场预测能力，把握市场前景，合理安排存货的储存数量。AltmanEI(2012)在《零售企业财务应加强存货管理》中提出：零售企业在日常生产经营过程中很难做到随时购入所需的原材料或商品，从发岀采购指令到存货入库，这个阶段需要一沱的时间，这就要求零售企业储存一建的存货，因此会占用

混凝土结构设计原理第二版答案梁兴文

混凝土结构设计原理第二版答案梁兴文【篇一：混凝土结构基本原理课后答案(主编：梁兴文)】 ss=txt>第4章受弯构件正截面的性能与设计 4.1 qk?19.4kn/m 4.2 h0?600?40?560mm, as?875mm2，220 +118（as=882mm）4.3 h0?100?03?70mm, as?177mm2, ?6＠150（ h?500mm, h0?500?40?460mm, as?755mm h?550mm, h0?550?40?510mm, as?664mm 22 2 as=462mm2） 随梁截面高度增加，受拉钢筋面积减小。 4.6 b?200mm, h0?500?40?460mm, as?925mm2 b?250mm, h0?500?40?460mm, as?709mm h?300mm, h0?500?40?460mm, as?578mm 22 随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。 24.7 c20, h0?500?40?460mm, as?981mm c25, h0?500?40?460mm, as?925mm c30, h0?500?40?460mm, as?895mm 2 2 随梁截面宽度增加，受拉钢筋面积减小。 2 4.8 hrb400, h0?500?40?460mm, as?925mm hrb500, h0?500?40?460mm, as?765mm 2 22 4.10 as?45mm，as?878mm，选配320（as?942mm） 22 4.11 as?as?40mm，as?1104mm，选配220+218（as?1137mm） 22 4.13 （1）as?822mm，选配220+218（as?1137mm） 22 （2）as?2167mm，选配622（as?2281mm） 22

《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3 20,查表得， 2 2 2 2 f c 14.3 N / mm , f t 1.43 N / mm , f y 360 N / mm , A s 942 N / mm i 1 , i 0.8, b 0.518 2 2 A 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 mm a s 20+8+20/2=38 mm h 0 500-38=462 mm h 0 600-40=560 mm M a s 2 0.169 1 f c bh 。 1 ,1 2a s =0.186 b 0.482,满足满足适筋梁要求 A bhb 859.9 mm 2 f y f y A s 1 f c bg =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 / m 4.2 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 14.3 N / mm 2 ， 2 2 1.43 N / mm ， f y 435 N / mm ，最小保护层 20 mm 1 1， 1 0.8， =0.482 1亠 cu E s 按一排钢筋布置，取 40 mm

1 14.3 N / mm ， f t 2 2 1.43 N / mm , f y 360 N / mm , 最小保护层 20 mm 1 1 ， 1 0.8 ， min max 0.45—0.2%, b f y =0.518 y cu E s 2 0.215%X 1000 X 100=215 mm 8@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 s 2 A2 150 mm 分布钢筋选 6 / 8 @240 ,代2 =164 mm 2 4.4 （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HRB500 2 2 A 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 s min 14.3 N / mm ， f t 1, 1 0.8, b M 2 0.051 1 f c bh 。 .厂2a s =0.052 2 2 1.43 N / mm , f y 300 N / mm ，最小保护层 =0.55 y cu E s 0.55,满足满足适筋梁要求 25 mm max 0.45—^,0.2% f y 0.215% bh^-f -176 mm 2 y 可选用 A s2 100 1000 0.15%

同济大学钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第五章

5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑? 5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用I16,Q235钢,钢材的强度设计值2215/d f N mm =.求轴心受压稳定系数ϕ及其稳定临界荷载. 如改用Q345钢2 310/d f N mm =,则各为多少? 解答: 查P335附表3-6,知I16截面特性,26.57, 1.89,26.11x y i cm i cm A cm === 柱子两端较接, 1.0x y μμ== 故柱子长细比为 1.02600 39.665.7x x x l i μλ⨯= ==,2600 1.0137.618.9 y y y l i μλ⨯=== 因为 x y λλ<,故对于 Q235钢相对长细比为137.6 1.48λπ = = = 钢柱轧制, /0.8b h ≤.对y 轴查P106表5-4(a)知为不b 类截面。 故由式5-34b 得 ()223212ϕααλλλ⎡ = ++ ⎢⎣ ()2210.9650.300 1.48 1.482 1.48⎡=+⨯+ ⎢⎣ ⨯ 0.354= (或计算137.6λ=,再由附表4-4查得0.354ϕ=) 故得到稳定临界荷载为2 0.35426.1110215198.7crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯= 当改用Q365钢时,同理可求得 1.792 λ=。 由式5-34b 计算得0.257ϕ= (或由166.7λ=,查表得0.257ϕ=) 故稳定临界荷载为2 0.25726.1110310208.0crd d N Af kN ϕ==⨯⨯⨯= 5.3 图5-25所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内/E G 值保持常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为Q235. 5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的. 5.5 两端铰接的轴心受压柱,高10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为Q235, 强度设计值2 205/d f N mm =,承受轴心压力设计值3000kN (包括自重).如采用图5-26所示的两种截面,计算两种情况下柱是否安全.

结构设计原理--受扭构件-习题及答案说课讲解

第五章受扭构件扭曲截面承载力 一、填空题 1、素混凝土纯扭构件的承载力T u 0.7f t W t介于_____________ 和 ______ 分析结果之间。W t是假设_______ 导出的。 2、钢筋混凝土受扭构件随着扭矩的增大，先在截面 ______________ 最薄弱的部位出现斜裂缝，然后形成大体连续的_____________ o 3、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生 _______________ 破坏、________ 破坏、 ___________ 破坏和__________ 破坏。 4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件，剪力的增加将使构件的抗扭承载力_____________ ; 扭矩的增加将使构件的抗剪承载力 ____________ o 5、为了防止受扭构件发生超筋破坏，规范规定的验算条件是 ______________ o 6抗扭纵向钢筋应沿 ___________ 布置，其间距________ o 7、T形截面弯、剪、扭构件的弯矩由__________ 承受，剪力由________ 承受，扭矩由 ________ 承受。 8、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率sv,min ___________________ ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率 ______________ ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl _____________________ o 9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比应在________ 范围内。 10、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用，必须将箍筋做成 _ 形状，且箍筋的两个端头应— 二、判断题 1、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。 2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。 4、钢筋混凝土构件受扭时，核芯部分的混凝土起主要抗扭作用。 5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为T U 0.7 f t W t，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。 6受扭构件中抗扭钢筋有纵向钢筋和横向箍筋，它们在配筋方面可以互相弥补，即一方配置少时，可由另一方多配置一些钢筋以承担少配筋一方所承担的扭矩。 7、受扭构件设计时，为了使纵筋和箍筋都能较好地发挥作用，纵向钢筋与 箍筋的配筋强度比值应满足以下条件：0.6 1.7。

(第二版)结构设计原理课后习题答案

（第二版）结构设计原理课后习题答案 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A ==πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。

钢结构基本原理课后习题集答案解析(第二版)

第二章 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 tgα'=E' f y 0f y 0 tgα=E 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+- =+- 如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =

σf y C σF 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610 y f E ε= = =⨯ 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力

钢结构基本原理课后习题集答案解析(第二版)

第二章 2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 tgα'=E' f y 0f y 0 tgα=E 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε ==⋅ 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα = +- =+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm =2270/c N mm σ=0.025F ε=522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm = f y σF

图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610y f E ε= = =⨯ 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时， 即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ >时，即材料处 于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使