结构设计原理第三章受弯构件习题及答案
第三章 受弯构件正截面承载力
一、填空题
1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中，0ε= ，cu ε= 。
2、梁截面设计时，可取截面有效高度：一排钢筋时，0h h =- ；两排钢筋时，0h h =- 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A 、I ；B 、I a ；C 、II ；D 、II a ；E 、III ；F 、III a 。①抗裂度计算以 阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据；③承载能力计算以 阶段为依据。
5、受弯构件min ρρ≥是为了 ；max ρρ≤是为了 。
6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中，不必验算的条件分别是 及 。
7、T 形截面连续梁，跨中按 截面，而支座边按 截面计算。 8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 ，否则应 。 10、在理论上，T 形截面梁，在M 作用下，f b '越大则受压区高度χ 。内力臂 ，因而可 受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。 12、板内分布筋的作用是：(1) ；(2) ；(3) 。 13、防止少筋破坏的条件是 ，防止超筋破坏的条件是 。 14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率，是根据 确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是：(1) 保证
；(2) 保证 。当<2s a χ'时，求s A 的公式为 ，
还应与不考虑s A '而按单筋梁计算的s A 相比，取 (大、小)值。
16、双筋梁截面设计时，s A 、s A '均未知，应假设一个条件为 ，
原因是 ；承载力校核时如出现0>b h χξ时，说明 ，此时u M = ，如u M M ≤外，则此构件 。
二、判断题
1、在梁的设计中，避免出现超筋破坏是通过构造措施来实现的。
2、在梁的设计中，避免出现少筋破坏是通过构造措施来实现的。
3、梁的曲率延性随配筋率的减少而提高，延性最好的是少筋梁。
4、要求梁的配筋率min ρρ≥是出于对混凝土随温度变化的变形和收缩变形的考虑。
5、在受弯构件的正截面中，混凝土受压变形最大处即是受压应力的最大处。
6、受弯构件正截面强度计算公式s 0Mu A (h -x/2)y f =表明：①Mu 与y f 成正比，因此在一般梁内所配的钢筋应尽可能使用高强度钢筋；②Mu 与s A 成正比，因此配筋越多，梁正截面承载力越大。
7、对适筋梁来说，配筋率ρ越大，则抗弯能力越大，同时刚度也越大。 8、在适筋和超筋梁内配置的受压钢筋都能达到屈服。 9、适筋梁正截面承载力与配筋量s A 成正比。
10、在双筋梁的计算中，当x<2a '时，取x=2a '计算。这意味着如此处理后可使s A '达到屈服。
11、适筋梁，相应于受拉纵筋屈服时的承载力是该梁实际的最大承载力。 12、少筋梁的开裂弯矩大于它的破坏弯矩。
13、少筋梁的开裂弯矩接近于素混凝土的破坏弯矩。
14、不论怎样配筋的梁，只要受拉钢筋能达到屈服的，那么该梁的x≤x b 。 15、正截面受弯承载力计算公式中的x 是指混凝土实际受压区的高度。 16、适筋梁正截面混凝土受压区界限高度x b 随梁所使用的钢筋级别而变化，钢筋级别低，x b 值大。
17、设计梁时，要求max ρρ≤是为了保证梁具有适当的曲率延性防止脆性破坏。
18、单筋梁增配受压钢筋后梁的曲率延性随之增大。 19、双筋梁对称配筋截面不会出现超筋破坏。
20、受弯构件正截面上混凝土受压区应力图形转化为等效矩形应力图形的等效条件是受压区合力大小不变，受压区高度不变。
21、界限相对受压区高度b ξ与混凝土等级无关。 22、界限相对受压区高度b ξ与钢筋的强度等级有关。 23、混凝土保护层是从受力钢筋外侧边算起的。
24、在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。
25、在适筋梁中增大截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用不明显。
26、在适筋梁中其他条件不变时ρ越大，受弯构件正截面承载力也越大。 27、梁板的截面尺寸由跨度决定。
28、双筋矩形截面梁，如已配s A '则计算s A 时一定要考虑s A '的影响。 29、受压区配纵筋的矩形截面梁，必定按双筋矩形截面梁计算。
30、双筋矩形截面梁具有较好的延性，因此在抗震设防烈度较高的地区可以较多采用。
31、混凝土保护层厚度是指箍筋外皮到混凝土边缘的距离。 32、单筋矩形截面受弯构件的最小配筋率min min 0/s A bh ρ=。 33、受弯构件截面最大的抵抗矩系数sb a 由截面尺寸确定。 三、选择题
1、超配筋受弯构件的破坏特征为：A 、受拉钢筋先屈服；B 、受压区混凝土先压碎；C 、受拉钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生。
2、当适筋梁的受拉钢筋刚屈服时，梁正截面的承载能力：A 、达到最大值；B 、接近最大值；C 、离最大值还有较大一段距离；D 、开始下降。
3、超筋梁正截面极限承载力与A 、混凝土强度等级有关；B 、配筋强度y s
f A 有关；C 、混凝土级别和配筋强度都有关；D 、混凝土级别和配筋强度都无关。
4、超筋梁正截面破坏时，受拉钢筋应变s ε，受压区边缘混凝土应变c ε的大小为A 、cu >,>s y c εεεε；B 、cu <,>s y c εεεε；C 、cu <,=s y c εεεε；D 、cu >,=s y c εεεε
5、与受弯构件正截面破坏时的相对受压区高度ξ有关的因素是A 、钢筋强度等级；B 、混凝土强度等级；C 、钢筋及混凝土强度等级；D 、钢筋、混凝土强度等级以及配筋率。
6、图示4个梁的正截面，它们除了配筋量不同外，其他条件均相同。在承
载能力极限状态下，受拉钢筋应变>s y εε的截面是A 、截面①和②；B 、截面②和③；C 、截面③；D 、截面④。
7、受弯构件配筋量不同，依次为：1、少筋；2、适筋；3、超筋的三个正截面，当其他条件均相同，它们的相对受压区高度ξ为：A 、123<<ξξξ；B 、
123<=ξξξ；C 、123=<ξξξ；D 、132<<ξξξ。
8、单筋截面梁增配受压钢筋后，截面的弯矩承载力A 、仅在X≥2s a '的情况下提高；B 、仅在X<2s a '的情况下提高；C 、仅在X 9、双筋截面梁内受压钢筋的设计强度y f '的取值是A 、<400Mpa y f 时，取 y y f f '=；B 、>400Mpa y f 时，取y y f f '=；C 、<400Mpa y f 时，取y y f f '=，而当 >400Mpa y f 时，取=400Mpa y f '；D 、>400Mpa y f 时，取y y f f '=，而当<400Mpa y f 时，取=400Mpa y f '。 10、提高梁正截面承载力的最有效方法是：A 、提高混凝土强度等级；B 、提高钢筋强度等级；C 、增大截面高度；D 、增大截面宽度；E 、配置受压钢筋。 11、设计双筋矩形截面梁时，下列哪种情况要设x=0b h ξA 、s A '已知；B 、s A 已知；C 、s A '、s A 均未知。 12、x<2s a '的双筋截面梁，在极限弯矩Mu 作用下A 、s A 、s A '分别达到y f 和 y f '；B 、s A 、s A '均不屈服；C 、s A 屈服，s A '不屈服；D 、s A 不屈服，s A '屈服。 13、在双筋截面梁计算中，如果求得的x<2s a '，那么为了使s A 用量较小， 则应A 、取x=2s a '计算；B 、取s A '=0计算；C 、要比较A 、B 的计算结果后才能 确定。 14、按和一类T 形截面梁设计时，判别式为：A 、10(0.5)c f f f M f b h h h α'''>-；B 、10(0.5)c f f f M f b h h h α'''≤-；C 、1y s c f A f b x α>；D 、1y s c f A f b x α<。 15、验算第一类T 形截面梁的最小配筋率min ρ时，ρ应采用A 、0/s A bh ；B 、 0/s f A b h '；C 、/s A bh ；D 、/s f A b h '。 16、验算第二类T 形截面梁的最大配筋率max ρ时，ρ应采用A 、0/s A bh ；B 、 0/s f A b h '；C 、101()()/l c f f s s s y f b b h A A bh A f α'' --= ,式中；D 、10()/s s f A A b h '-。 17、梁内钢筋的混凝土保护层厚度是指：A 、纵向受力钢筋的形心到构件外表面的最小距离；B 、箍筋的外表面到构件外表面的最小距离；C 、纵向受力钢筋的外表面到构件外表面的最小距离；D 、纵向受力钢筋的合力作用点到构件外表面的最小距离。 18、梁内下部纵向钢筋的净距S 应为：A 、S=25；B 、S=d(d 为钢筋直径)；C 、S≥25；D 、S≥d ；E 、S≥25，且S≥d 。 19、梁内上部纵向钢筋的净距S '应为A 、S 25'≥，S d '≥且(d 为钢筋直径)；B 、S 30,S 1.5d ''≥≥且；C 、1.5d≤S '≤30；D 、d≤S '≤1.5d 。 20、板内分布钢筋面积要求不应小于该方向板截面面积的0.15%，且截面面积不应小于受力钢筋面面积的A 、8%；B 、10%；C 、15%；D 、20%。 21、板内受力钢筋的间距(钢筋中心间的距离)S 应为A 、S≤70，且S≤1.5h(h 为板厚)；B 、70≤S≤200；C 、1.5h≤S≤200；D 、70≤S≤1.5h ；E 、70≤S≤200，且当h>150时，S≤1.5h 及S≤250。 22、改善梁截面的曲率延性的措施之一是：A 、增大s A '；B 、增大s A ；C 、提高钢筋强度等级；D 、以上措施均无效。(提示：考虑受压区高度，极限压应变与延性的关系。) 23、有三根承受均布荷载q 的矩形截面简支梁a 、b 、c 。它们的配筋率分别为a 0.7%ρ=，b max 1.4%, 2.1%c ρρρ===，其他条件均相同。砼C15、钢筋 HRB335级，且不发生斜截面破坏。加载至正截面破坏时，各梁的极限荷载q ua 、q ub 、q uc 的关系是：A 、q ua 24、钢筋混凝土梁即将开裂时，受拉钢筋的应力s σ与配筋率ρ的关系是( )。A 、ρ增大，s σ减小；B 、ρ增大，s σ增大；C 、ρ与s σ关系不大；D 、ρ与σ无关。 25、受弯构件纯弯区段内，开裂前混凝土与钢筋之间黏结应力为( )。A 、 ≈0；B 、均匀分布；C 、c c E ε；D 、s s E ε。 26、超筋梁破坏时，钢筋应变s ε和受压区边缘混凝土应变c ε的关系是( )。A 、<,s y c cu εεεε=；B 、, 27、少筋梁破坏时，则( )。A 、>,s y c cu εεεε=裂缝宽度及挠度过大；B 、 >,s y c cu εεεε≤裂缝宽度及挠度过大；C 、>,s y c cu εεεε≥即受压区混凝土压碎；D 、<,s y c cu εεεε≤裂缝宽度及挠度不大，受压区混凝土未被压碎。 28、对适筋梁，受拉钢筋刚屈服时，则( )。A 、承载力达到极限；B 、受压边缘混凝土达到cu ε；C 、=, 29、正截面承载力计算中，不考虑受拉混凝土作用是因为( )。A 、中和轴以下混凝土全部开裂；B 、混凝土抗拉强度低；C 、中和轴附近部分受拉混凝土范围小且产生的力矩很小； D 、混凝土退出工作。 30、受弯构件正截面承载力计算中采用等效矩形应力图形，其确定原则为( )。A 、保证压应力合力的大小和作用点位置不变；B 、矩形面积cm f χ=曲线围成的面积，00.8χχ=；C 、由平截面假定确定00.8χχ=；D 、两种应力图形的重心重合。 31、提高混凝土等级与提高钢筋等级相比，对承载能力的影响(受弯构件)为( )。A 、提高钢筋等级效果大；B 、提高混凝土等级效果大；C 、提高混凝土等级与提高钢筋等级是等效的；D 、均无提高。 32、单筋梁max ρ值( )。A 、是个定值；B 、钢筋等级高，max ρ小；C 、混凝土等级高，同时钢筋等级高，max ρ小；D 、混凝土等级低，同时钢筋等级高， max ρ小。 33、设计双筋梁时，当求s A '、s A 时，用钢量接近最少的方法是( )。A 、 取b ξξ=；B 、取s A '=s A ；C 、使2s a χ'=；D 、使00.5h χ=。 34、受弯构件是指( )。A 、截面上有弯矩作用的构件；B 、截面上有剪力作用构件；C 、截面上有弯矩和剪力作用的构件；D 、截面有弯矩、剪力和扭矩作用的构件。 35、设计中初定梁的截面尺寸，特别是梁高与( )关系不大。A 、梁的支承条件；B 、梁的跨度；C 、钢筋等级及混凝土强度等级；D 、所受荷载大小。 36、梁中受力纵筋的保护层厚度主要由( )决定。A 、纵筋的级别；B 、纵筋的直径大小；C 、周围环境和混凝土的强度等级；D 、箍筋的直径大小。 37、保护层厚层C 是指( )。A 、从受力纵筋外边缘到混凝土边缘的距离；B 、箍筋外皮到混凝土边缘的距离；C 、纵向受力筋合力点到混凝土外边缘的距离；D 、分布筋外边缘到混凝土边缘的距离。 38、界限相对受压区高度，当( )。A 、混凝土强度等级越高，b ξ≤越大(C50)；B 、混凝土强度等级越高，b ξ≤越小(C50)；C 、钢筋等级越高，b ξ越大；D 、钢筋等级越低， b ξ越大； 39、施工中线管必须延梁敷设时，其位置应在( )。A 紧贴梁底；B 、紧贴梁顶；C 、在梁中部；D 、不必限制。 四、简答题 1、何谓受弯构件？设计时需进行哪些承载能力方面的计算？ 2、设计普通钢筋混凝土受弯构件，除进行承载能力计算外，还需考虑哪些问题？ 3、一般情况下混凝土保护层的最小厚度为多少？纵向受力钢筋的净距为多少？为什么要求双筋截面梁顶部钢筋净距大于底部钢筋的净距？ 4、适筋梁从加载到破坏的全过程中梁截面经历了哪三个阶段？它们各对截面的设计及验算有何意义？ 5、适筋梁正截面最终承载能力破坏的标志是什么？ 6、受弯构件正截面有哪几种破坏形式？各属什么性质的破坏？严格按规范设计的构件如发生正截面破坏，一般会是哪种破坏形式？ 7、何谓配筋率？其对正截面的极限承载能力和变形能力有何影响？ 8、正截面抗弯承载能力计算中有哪些基础假定？ 9、受压区混凝土的应力分布是否可通过试验测得？在分析中该应力分布是 如何确定的？ 10、为什么受弯构件受压边缘混凝土的极限压应变比轴心受压构件混凝土的极限压应变大？ 11、界限相对受压区高度b ξ的意义是什么？ 12、最大配筋率max ρ的意义是什么？并推导max ρ的表达式。 13、少筋梁与最小配筋率min ρ是如何定义的？ 14、施工中在s y A f 保持不变的前提下，将单排筋改为双排筋，正截面抗弯承载能力将如何变化？为什么？ 15、双筋截面梁是否经济？一般在什么情况下采用双筋截面梁？ 16、双筋截面梁正截面承载能力是否有上限？为什么？设计中为什么不提倡通过增设受压钢筋和相应受拉钢筋的面积来无限制地提高截面的承载能力？ 17、何谓T 形截面翼缘计算宽度？其大小与哪些因素有关？ 18、T 形截面正截面承载能力计算有哪几种类型？ 19、查表计算时所用符号s α、ξ、s γ的物理意义是什么？ 五、计算题 1．已知一单跨简支板，计算跨度l =2.34m ，承受均布荷载q k =3KN/m 2（不包括板的自重）；混凝土等级C30，2/3.14mm N f c =；钢筋等级采用HPB235钢筋，即Ⅰ级钢筋，2/210mm N f y =。可变荷载分项系数γQ =1.4，永久荷载分项系数γG =1.2，环境类别为一级，钢筋混凝土重度为25KN/m 3。 求：板厚及受拉钢筋截面面积A s 2．某矩形截面简支梁，弯矩设计值M=270KN.m ，混凝土强度等级为C70， 22/8.31,/14.2mm N f mm N f c t ==；钢筋为HRB400，即Ⅲ级钢筋， 2/360mm N f y =。环境类别为一级。 求：梁截面尺寸b ×h 及所需的受拉钢筋截面面积A s 3．已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25， 22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==，截面弯矩设计值M=125KN.m 。环境类别为 一类。 求：（1）当采用钢筋HRB335级2/300mm N f y =时，受拉钢筋截面面积；（2）当采用钢筋HPB235级2/210mm N f y =时，受拉钢筋截面面积；（3）截面弯矩 设计值M=225KN.m ，当采用钢筋HRB335级mm N f y /300=2时，受拉钢筋截面面积； 4．已知梁的截面尺寸为b ×h=250mm ×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，2/300mm N f y =，A s =804mm 2；混凝土强度等级为C40，22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==；承受的弯矩M=89KN.m 。环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。 5．已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C40， 22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==，钢筋采用HRB335，即Ⅱ级钢筋， 2/300mm N f y =，截面弯矩设计值M=330KN.m 。环境类别为一类。 求：所需受压和受拉钢筋截面面积 6．已知条件同上题，但在受压区已配置3φ20mm 钢筋，A s ’=941mm 2 求：受拉钢筋A s 7．已知梁截面尺寸为200mm ×400mm ，混凝土等级C30，2/3.14mm N f c =，钢筋采用HRB335，2/300mm N f y =，环境类别为二类，受拉钢筋为3φ25的钢筋，A s =1473mm 2，受压钢筋为2φ6的钢筋，A ’s = 402mm 2；要求承受的弯矩设计值M=90 KN.m 。 求：验算此截面是否安全 8．已知梁的截面尺寸b=250mm ，h=500mm ，混凝土为C30级， 22/3.14,/43.1mm N f mm N f c t ==，采用HRB400级钢筋，2/360mm N f y =，承 受弯距设计值M=300kN ·m ，试计算需配置的纵向受力钢筋。 9． 某钢筋混凝土T 形截面梁，截面尺寸和配筋情况（架立筋和箍筋的配置情况略）如图所示。混凝土强度等级为C30，2/3.14mm N f c =，纵向钢筋为HRB400级钢筋，2/360mm N f y =，s a =70mm 。若截面承受的弯矩设计值为M=550kN ·m ，试问此截面承载力是否足够？ 10． 已知肋形楼盖的次梁，弯矩设计值M=410KN.m ，梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×600mm ，b f ’=1000mm ，h f ’= 90mm ；混凝土等级为C20， 2/6.9mm N f c =，钢筋采用HRB335，2/300mm N f y =，环境类别为一类。 求：受拉钢筋截面面积 11． 某一般环境中的中型公路桥梁中，梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25，22/5.11,/23.1mm N f mm N f cd td ==，钢筋采用HRB335，2/280mm N f sd =，截面弯矩设计值M d =165KN.m 。 求：（1）受拉钢筋截面面积；（2）若是一建筑工程单跨简支梁，情况又如何。 12.某宿舍的内廊为现浇简支在砖墙上的钢混凝土平板，板上作用的均 布活荷载标准值为q k =2kN/m 2。水磨石地面及细石混凝土垫层共30mm 厚（重度为22kN/m 3），板底粉刷白灰砂浆12mm 厚（重度为17kN/m 3）。混凝土强度等级选用C25，纵向受拉钢筋采用HPB235热轧钢筋。试确定板厚度和受拉钢筋截面面积。 13.某宿舍一预制钢筋混凝土走道板，计算跨长l 0=1820mm ，板宽480mm ，板厚60mm ，混凝土的强度等级为C25，受拉区配有4根直径为8mm 的HPB235钢筋，当使用荷载及板自重在跨中产生的弯矩最大设计值为M =910000N·mm 时，试验算该截面的承载力是否足够？ 14.某库房一楼面大梁截面尺寸b×h=250mm×600mm，混凝土的强度等级为C20，用HPB235钢筋配筋，截面承受的弯矩设计值M=4.0×108N·mm，当上述基本条件不能改变时，求截面所需受力钢筋截面面积。 15.某梁截面尺寸b×h=250mm×500mm，M=2.0×108N·mm受压区预先已经配好HRB335级受压钢筋220（A's=628mm2），若受拉钢筋也采用HRB335 级钢筋配筋，混凝土的强度等级为C30,求截面所需配置的受拉钢筋截面面积A s。 16.已知一T形截面梁的截面尺寸h=700mm、b=250mm、h'f=100mm、 b'f=600mm，截面配有受拉钢筋822（A s=3041mm2），混凝土强度等级C30，梁截面的最大弯矩设计值M=500kN·m。试校核该梁是否安全？ 17.某预制的钢筋混凝土简支空心板，截面形状尺寸如图所示。混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400,γ0=1.0。跨中最大弯矩设计值M d=3.6×108N·mm，采用绑扎钢筋骨架，设一层受拉主筋，受拉边缘至钢筋重心的距离a s=40mm，试为此板配筋。 第三章 受弯构件正截面承载力答案 一、填空题 1、答： 0.002； 0.0033 2、答：35；60 3、答：25；30 4、答：B ；C ；F 5、答案：防止构件少筋破坏；防止构件超筋破坏 6、答：b ξξ≤②min ρρ≥ 7、答：T 形；矩形 8、答：平截面 9、答：210(10.5) c b b f b h αξξ-；提高混凝土 强度等级，增大截面尺寸(特别是 h )，采用较低级别的钢筋 10、答：越小；越 大；减少 11、答：①适筋；②少筋；③超筋 12、答：在施工中固定受力钢筋的位置；将板面的荷载更均匀地传递给受力钢筋；抵抗该方向温度和混凝土的收缩应力。 13、答： min >ρρ；b ξξ≤ 14、答：少筋；适筋；少筋构件的破坏 弯矩等于相同截面的素混凝土构件的破坏弯矩 15、答：0b h χξ≤；不发生超筋 破坏； 2s a χ'≥；受压钢筋屈服； 0/()s y s A M f h a '??=-?? ；小 16、答：0=b h χξ；充分利用混凝土受压，节约总用钢量；受拉区纵向钢筋配置太多； 2100(10.5)()c b b y s s f bh f A h a αξξ'''-+-；安全 二、判断题 1、(×) 2、(√) 3、(×) 4、(×) 5、(×) 6、①(×)②(×) 7、(√) 8、(√) 9、(√) 10、(×) 11、(×) 12、(√) 13、(√) 14、(√) 15、(×) 16、(×) 17、(√) 18、(√) 19、(√) 20、(×) 21、(×) 22、(√) 23、(√) 24、(×) 25、(×) 26、(√) 27、(×) 28、(×) 29、(×) 30、(√) 31、(×) 32、(×) 33、(×) 三、选择题 1、B 2、B 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、D 9、C 10、C 11、C 12、C 13、C 14、B 15、C 16、C 17、C 18、E 19、B 20、C 21、E 22、A 23、C 24、C 25、A 26、A 27、B 28、C 29、C 30、A 31、A 32、D 33、A 34、C 35、C 36、C 37、A 38、D 39、C 四、简答题 1、答：受弯构件是指主要承受弯矩和剪力作用的构件。设计时一般需进行正截面抗弯承载能力和斜截面抗剪承载能力的计算。 2、答：需考虑在正常使用极限状态下构件的变形和裂缝宽度是否满足要求以及一系列的构造措施。 3、答：一般情况下混凝土保护层的最小厚度为25mm 。纵向钢筋的净距，对于顶部钢筋不小于30mm 及钢筋直径1.5d ，对于底部钢筋不小于25mm 及钢筋直径d 。因为混凝土从上向下浇灌，为了保证混凝土浇灌流畅、密实，要求顶部钢筋净距大些。 4、答：适筋梁从加载至破坏的全过程，梁截面经历混凝土未开裂，带裂缝工作和钢筋塑流三个阶段。混凝土未开裂阶段的极限状态是截面抗裂验算的依据；带裂缝工作阶段是构件变形及裂缝宽度极限状态验算的依据；钢筋塑流阶段的最终状态是截面承载能力极限状态计算的依据。 5、答：正截面最终承载能力破坏的标志是受压区混凝压碎。 6、答：受弯构件正截面可发生“适筋梁”、“超筋梁”、“少筋梁”三种破坏形式。“适筋梁”破坏形式属“塑性破坏”、“超筋梁”和“少筋梁”破坏形式均属“脆性破坏”。严格按规范设计的构件如发生正截面破坏，一般应为“适筋梁”破坏。 7、答：受力钢筋的面积与构件截面有效面积 b h ?之比称为配筋率，记为ρ， 即：0s A bh ρ=一般来讲，配筋率ρ增大，正截面的极限承载能力提高，但由于混 凝土受压区高度增加，受边缘混凝土极限压应变的限制，截面的变形能力将下 降。 8、答：有四项基本假定：1)平截面假定；2)不计受拉区混凝土抗拉强度；3)混凝土应力——应变关系为抛物线加直线；4)钢筋为理想弹塑性材料。 9、答：目前通过试验不能直接测得受压区混凝土的应力分布。在分析中通过量测受压力混凝土若干纤维层处的应变，再在混凝土轴心受压应力——应变关系中找到各纤维层处的应力而近似确定受压区混凝土的应力分布。 10、答：轴心受压构件截面内各纤维的应变相同，当截面内应力达到极限抗压强度时，整个构件即将被压崩，此时的应变为混凝土的轴压极限应变。受弯构件截面内沿高度各纤维应变不同，即存在应变梯度，愈远离中和轴应变愈大，当受压最外边缘纤维混凝土达到轴压的极限应变时，整个受压区混凝土并未被压崩，而当整个受压区混凝土即将被压崩，即达到构件抗弯极限承载能力时，受压最外边缘纤维混凝土的压应变已超过轴压极限应变。 11、答：截面受压区高度与截面有效高度之比称为相对受压区高度，记为ξ。 若钢筋达到屈服的同时受压混凝土刚好压崩，这种状态的ξ称为界限相对受压区高度，记为b ξ，b ξ是适筋梁与超筋梁相对受压区高度的界限。 12、答：界限状态时的配筋率为最大配筋率，记为 max ρ。其为适筋梁与超 筋梁配筋率的界限值。对于界限状态，0max 0,s l c s y l c b b y A f A f f b h bh f ααξρξ== =则。 13、答：当钢筋混凝土梁的极限抗弯承载能力M u 。(按III 阶段计算)小于同截面素混凝土梁抗裂抵抗弯矩 cr M 时，此钢筋混凝土梁定义为少筋梁。少筋梁与 适筋梁的界限配筋率即为最小配筋率 min ρ。 14、答：正截面抗弯承载能力将降低。因截面有效高度0 h 由单排筋截面的 35mm h -减少为双排筋截面的60mm h -，致使截面的内力臂减小。 15、答：双筋截面梁是不经济的。因此只在下列情况下才采用双筋截面梁：A 、当 max >u M M ，而截面尺寸受到限制时；B 、当构件在同一截面可能承受正负 两个方面弯矩作用时；C 、构造上在受压区已配有一定量的钢筋。 16、答：双筋截面梁正截面承载能力是没有上限的。因为从基本计算公式来看，无限制地增加受压和相应受拉钢筋的截面面积，就可以无限制地提高梁正截面的承载能力，但这样做是不经济的；同时钢筋过多，排列拥挤，也给施工带来不便；另外，受弯构件还需满足斜截面抗剪承载能力要求。所以，单纯追求梁正截面承载能力的提高是没有意义的，设计中不予以提倡。 17、答：T 形截面翼缘中的压应力分布是不均匀的，越远离梁肋越小。为简化计算，假定在距梁肋某一范围内的翼缘全部参与工作，而在这个范围以外部分则完全不参与受力。这个范围即称为翼缘计算宽度或有效翼缘宽度。翼缘计算宽度的大小与翼板厚度、梁的跨度、梁的间距和结构形式等多种因素有关。 18、答：根据受压区高度的不同，T 形截面正截面承载能力的计算分为两类：①第一类T 形截面，中和轴位于翼缘内；②第二类T 形截面，中和轴位于梁肋内。 19、答：s a ——截面抵抗矩系数；ξ——相对受压区高度；s γ——内力臂系数。 五.计算题 图1 图2 1.解：取板宽b=1000mm 的板条作为计算单元；设板厚为80mm ，则板自重g k =25×0.08= 2.0KN/m 2, 跨中处最大弯矩设计值： ()()m KN l q g M k q k G .52.434.234.122.18 1 8122=??+??=+=γγ 由表知，环境类别为一级，混凝土强度C30时，板的混凝土保护层最小厚度为15mm ，故设a =20mm ，故h 0=80-20=60mm ,f c =14.3，f t =1.43， f y =210，b ξ=0.618 查表知， 0878.06010003.1411052.42 6 2 01=????== bh f M c s αα 092.0211=--=s a ξ () 2 6037660 954.02101052.4954 .02115.0mm h f M A a s y s s s =???===-+=γγ 选用φ8@140，As=359mm 2（实际配筋与计算配筋相差小于5%），排列见图，垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。 验算适用条件： ⑴ ，满足。mm h mm h x b 84.3660614.052.560092.000=?=<=?=?=ξξ ⑵2min 120601000%2.0376mm bh A s =??=>=ρ 2.解：f c =31.8N/mm2，f y =360N/mm2，查表得α1=0.96，β1=0.76。 假定ρ=0.01及b=250mm ，则 118.08 .3196.0360 01.01=?? ==c y f f αρ ξ 令M=M u 图3 ()可得： 2 01015.012h b f x h bx f M c c ξξαα-=??? ? ?-= () () mm b f M h c 564118.05.01118.02508.3196.010 2705.016 10=?-?????= -=ξξα 由表知，环境类别为一类，混凝土强度等级为C70的梁的混凝土保护层最小厚度为25mm ，取a=45mm ，h=h 0+a=564+45=609mm ，实际取h=600mm ，h 0=600-45=555mm 。 115.0555 2508.3196.01027026 2 01=????== bh f M c s αα 123.0115.0211211=?--=--=s αξ ()() 939.0115.02115.02115.0=?-+?=-+?=s s αγ 26 01439555 939.036010270mm h f M A s y s =???==γ 选配3φ25，A s =1473mm 2，见图3 验算适用条件： ⑴ 查表知ξb =0.481，故ξb =0.481>ξ=0.123，满足。 ⑵2min 390600250%26.01473mm bh A s =??=>=ρ，满足要求。 3. 解：（1）由公式得 2 6 2 04652009.110.110125????== bh f M c s αα=0.243 283.00.243211211=?--=--=s αξ 858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =?-+?=?+?=αγs 26 01044465 858.030010125/mm h f M A s y s =???==γ 选用钢筋421017,18mm A s =Φ 2min 200500200%2.01044mm bh A s =??=>=ρ （2）采用双排配筋 mm h h 440600=-= 2 01/bh f M c s αα==271.0440 2009.110.1101252 6 =???? s αξ211--==323.0271.0211=?-- =+?=)2-1(15.0s αγs 0.50.838271.0211(=?-+?） 26 01614440 838.021010125/mm h f M A s y s =???= =γ 选用钢筋8Φ16 A s =1608mm 2 2min 270500200%27.01614mm bh A s =??=>=ρ (3)假定受拉钢筋放两排 60=a mm h 440605000=-= 2 01/bh f M c s αα== 488.04402009.110.1102252 6 =???? s αξ211--==1-55.0845.0488.021>=?- 故采用双筋矩形截面 取b ξξ= M )5.01(2 011b b c bh f ξξα-= )55.05.01(55.04402009.110.12?-?????= =183.7KN m ? 26 6' 0' ' 9.339) 35440(300107.18310225)(/mm a h f M A y s =-??-?= -= 9.339300/4402009.110.155.0//' '01+????=+=y y s y c b s f f A f bh f A αξ =2260mm 2 故受拉钢筋选用622Φ A s =2281mm 2 受压钢筋选用216Φ A ' s =402mm 2,满足最小配筋率要求。 4. 解：f c =19.1N/mm 2，f t =1.7 N/mm 2，f y =300 N/mm 2。由表知，环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm ，故设a=35mm ，h 0=450-35=415mm 2min 293450250%26.0804mm bh A s =??=>=ρ 则 ，满足适用条件。 55.0121.01 .190.1300 0077.01=<=?? ==b c y f f ξαρ ξ ()() ，安全。 m KN M m KN bh f M c u .89.49.93121.05.01121.04152501.190.15.0122 01=>=?-?????=-=ξξα 5. 解：f c =19.1N/mm 2，f y ’=f y =300N/mm 2，α1=1.0，β1=0.8。假定受拉钢筋放两排，设a=60mm ，则h 0=h-a=500-60=440mm 446.0440 2001.1911033026 2 01=????== bh f M c s αα 55.0671.0211=>=--=b s ξαξ 这就说明，如果设计成单筋矩形截面，将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸，又不能提高混凝土等级，则应设计成双筋矩形截面。 取，由式得b ξξ= () ()m KN bh f M b b c ?=?-?????=-=9.29455.05.0155.04402001.190.15.0122 011ξξα ( ) () 266' 0' ' 9.28835440300109.29410330mm a h f M A s y s =-??-?=-= 2 ' ' 14.3370300300 9.2883004402001.190.155.0mm f f A f bh f A y y s y c b s =? +???? =+=αξ 受拉钢筋选用7φ25mm 的钢筋，A s =3436mm 2。受压钢筋选用2φ14mm 的钢筋，A s ’=308mm 2。 6. 解：() ()6'0' ' '103.11435440941300?=-??=-=a h A f M s y KN m ? 则6661'107.215103.11410330?=?-?=-=M M M KN m ? 已知后，就按单筋矩形截面求A s1。设a=60mm 、h 0=500-60=440mm 。 292.0440 2001.190.1107.21526 2 01' =????== bh f M c s αα ，满足适用条件。 55.0355.0292.0211211=<=?--=--=b s ξαξ ()() 823.0292.02115.02115.0=?-+?=-+=s s αγ 26 0'11986440823.0300107.215mm h f M A s y s =???==γ 最后得 2210.29279411986mm A A A s s s =+=+= 选用6φ25mm 的钢筋，A s =2945.9mm 2 7. 解：f c =14.3N/mm 2，f y =f y ’=300N/mm 2。 由表知，混凝土保护层最小厚度为35mm ，故5.472 25 35=+=a mm ，h 0=400-47.5=352.5mm 由式，得s y s y c A f A f bx f =+' ' 1α mm a mm h mm b f A f A f x b c s y s y 8040221945.35255.03.112200 3.140.1402 3001473300' ''0 1=?=>=?=<=???-?= -= ξα 代入式 () ()，安全。 mm N mm N a h A f x h bx f M s y c u .1090.1087.132405.35240230023.1125.3523.1122003.140.1266' 0' '01?>?=-??+?? ? ?? -????=-+??? ? ?-=α 注意，在混凝土结构设计中，凡是正截面承载力复核题，都必须求出混凝 土受压区高度x 值。 8. 解：（1）设计参数 由表查得材料强度设计值，C30级混凝土MPa f c 3.14=,HRB400级钢筋 MPa f f y y 360=='，518.0,384.0max , ==b s a ξ，等级矩形图形系数0.1=α。 初步假设受拉钢筋为双排配置，取mm h 440605000=-=。 （2）计算配筋 384.0433.04402503.1410300max ,2 6 20==???==s c s a bh f M α 故需配受压筋，取mm a 40='。 226020max ,238) 40440(3604402503.14384.010300)(mm a h f bh f a M A y c s s =-????-?='-'-=' 202501238440250360 3 .14518.0mm A bh f f A s y c s =+???='+=ξ 由表知，受压钢筋选用2Φ14，2308mm A s =''； 受拉钢筋选用822513,20mm A s =Φ。 若取b ξξ8.0=，则有 绪论 0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？ 答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。 习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？ 答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。 第一章 1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？ 答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。 1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？ 答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。 第三章 轴心受力构件 本章的意义和内容：在设计以承受恒荷载为主的多层房屋的内柱及桁架的腹杆等构件时，可近似地按轴心受力构件计算。轴心受力构件有轴心受压构件和轴心受拉构件。本章主要讲述轴心受压构件的正截面受压承载力计算、构造要求，以及轴心受拉构件的受拉承载力计算等问题。 本章习题内容主要涉及： 轴心受压构件——荷载作用下混凝土和钢筋的应力变化规律；稳定系数?的确定；配有纵筋及普通箍筋柱的强度计算；配有纵筋及螺旋形箍筋柱的强度计算；构造要求。 轴心受拉构件——荷载作用下构件的破坏形态；构件的强度计算。 一、概 念 题 （一）填空题 1. 钢筋混凝土轴心受压构件计算中，?是 系数，它是用来考虑 对柱的承载力的影响。 2. 配普通箍筋的轴心受压构件的承载力为u N = 。 3. 一普通箍筋柱，若提高混凝土强度等级、增加纵筋数量都不足以承受轴心压力时，可采用 或 方法来提高其承载力。 4. 矩形截面柱的截面尺寸不宜小于 mm 。为了避免矩形截面轴心受压构件长细比过大，承载力降低过多，常取≤l 0 ，≤h l 0 （0l 为柱的计算长度，b 为矩形截面短边边长，h 为长边边长）。 5.《混凝土结构设计规范》规定，受压构件的全部纵筋的配筋率不应小于 ，且不宜超过 ；一侧纵筋的配筋率不应小于 。 6.配螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的正截面受压承载力为 sso y s y cor c u 2(9.0A f A f A f N α+''+=），其中，α是 系数。 （二）选择题 1. 一钢筋混凝土轴心受压短柱，由混凝土徐变引起的塑性应力重分布现象与纵筋配筋率ρ'的关系是：[ ] a 、ρ'越大，塑性应力重分布越不明显 b 、ρ'越大，塑性应力重分布越明显 c 、ρ'与塑性应力重分布无关 d 、开始，ρ'越大，塑性应力重分布越明显，但ρ'超过一定值后，塑性应力重分布反 第一章材料的力学性能 一、填空题 1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋与无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为____________ 与。 2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点,即。 3、碳素钢可分为、与。随着含碳量的增加,钢筋的强度、塑性。在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为。 4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要就是、、 、。 5、钢筋与混凝土就是不同的材料,两者能够共同工作就是因为 、、 6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。 7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越,则钢筋的锚固长度就越长。 8、混凝土的极限压应变包括与两部分。 部分越大,表明变形能力越, 越好。 9、混凝土的延性随强度等级的提高而。同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所,最大压应力值随加荷速度的减小而。 10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。 11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力,钢筋的应力。 12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。 二、判断题 1、混凝土强度等级就是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数就是0、95。 3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。 4、线性徐变就是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。 5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据就是条件屈服强度。 6、强度与应力的概念完全一样。 7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。 8、钢筋应力应变曲线下降段的应力就是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。 9、有明显流幅钢筋的屈服强度就是以屈服下限为依据的。 10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。 11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。 12、钢筋的弹性模量指的就是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。 第四章 受弯构件斜截面承载力 一、填空题 1、受弯构件的破坏形式有 、 。 2、受弯构件的正截面破坏发生在梁的 ，受弯构件的斜截面破坏发生在梁的 ，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止梁发生 破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生 破坏。 3、梁内配置了足够的抗弯受力纵筋和足够的抗剪箍筋、弯起筋后，该梁并不意味着安全，因为还有可能发生 、 、 ；这些都需要通过绘制材料图，满足一定的构造要求来加以解决。 4、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。 5、斜截面破坏的主要形态有 、 、 ，其中属于材料未充分利用的是 、 。 6、梁的斜截面承载力随着剪跨比的增大而 。 7、梁的斜截面破坏主要形态有3种，其中，以 破坏的受力特征为依据建立斜截面承载力的计算公式。 8、随着混凝土强度等级的提高，其斜截面承载力 。 9、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力 。 10、当梁上作用的剪力满足：V ≤ 时，可不必计算抗剪腹筋用量，直接按构造配置箍筋满足max min ,S S d d ≤≥；当梁上作用的剪力满足：V ≤ 时，仍可不必计算抗剪腹筋用量，除满足max min ,S S d d ≤≥以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上作用的剪力满足：V ≥ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。 11、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 。 12、对于T 形、工字形、倒T 形截面梁，当梁上作用着集中荷载时，需要考虑剪跨比影响的截面梁是 。 13、 对梁的斜截面承载力有有利影响，在斜截面承载力公式中没有考虑。 14、设置弯起筋的目的是 、 。 15、为了防止发生斜压破坏，梁上作用的剪力应满足： ，为了防止发生斜拉破坏，梁内配置的箍筋应满足 。 16、梁内需设置多排弯起筋时，第二排弯起筋计算用的剪力值应取 ，当满足V ≤ 时，可不必设置弯起筋。 《结构设计原理》复习资料 第一篇钢筋混凝土结构 第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 三、复 （一）填空 1、在筋混凝土构件中筋的作用是替混凝土受拉或助混凝土受。 2、混凝土的度指有混凝土的立方体度、混凝土心抗度和混凝土抗拉度。 3、混凝土的形可分两：受力形和体形。 4、筋混凝土构使用的筋，不要度高，而且要具有良好的塑性、可性，同要求与混凝土有好的粘性能。 5、影响筋与混凝土之粘度的因素很多，其中主要混凝土度、筑位置、保厚度及筋距。 6、筋和混凝土两种力学性能不同的材料能有效地合在一起共同工作，其主要原 因是：筋和混凝土之具有良好的粘力、筋和混凝土的温度膨系数接近和混凝土筋起保作用。 7、混凝土的形可分混凝土的受力形和混凝土的体形。其中混凝土的徐 属于混凝土的受力形，混凝土的收和膨属于混凝土的体形。 （二）判断 1、素混凝土的承能力是由混凝土的抗度控制的。????????????【×】 2、混凝土度愈高，力曲下降愈烈，延性就愈好。?????????【×】 3、性徐在加荷初期增很快，一般在两年左右以定，三年左右徐即告基本 止。????????????????????????????????????【√】 4、水泥的用量愈多，水灰比大，收就越小。???????????????【×】 5、筋中含碳量愈高，筋的度愈高，但筋的塑性和可性就愈差。????【√】 （三）名解 1、混凝土的立方体度────我国《公路》定以每150mm的立方体件，在 20℃± 2℃的温度和相湿度在90%以上的潮湿空气中养28 天，依照准制作方法 和方法得的抗极限度（以MPa）作混凝土的立方体抗度，用符号f cu表示。 2、混凝土的徐────在荷的期作用下，混凝土的形将随而增加，亦即在力不的情况 下，混凝土的随增，种象被称混凝土的徐。 3、混凝土的收────混凝土在空气中硬体减小的象称混凝土的收。 第二章结构按极限状态法设计计算的原则 。 例题一、某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸b×h=250×550mm，承受恒载标准值10kN/m（不包括梁的自重），活荷载标准值12kN/m，计算跨度=6m，采用C20级混凝土，HRB335级钢筋。试确定纵向受力钢筋的数量。 【解】查表得f c=9.6N/mm2，f t=1.10N/mm2，f y=300N/mm2，ξb=0.550，α1=1.0， 结构重要性系数γ0=1.0，可变荷载组合值系数Ψc=0.7 １.计算弯矩设计值M 钢筋混凝土重度为25kN/m3，故作用在梁上的恒荷载标准值为： g k=10+0.25×0.55×25=13.438kN/m 简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为： M gk=g k l02=×13.438×62=60.471kN.m 简支梁在活荷载标准值作用下的跨中弯矩为： M qk=q k l02= ×12×62=54kN〃m 由恒载控制的跨中弯矩为： γ0（γG M gk+ γQΨc M qk）=1.0×（1.35×60.471+1.4×0.7×54） =134.556kN〃m 由活荷载控制的跨中弯矩为： γ0（γG M gk+γQ M qk） =1.0×（1.2×60.471+1.4×54） =148.165kN〃m 取较大值得跨中弯矩设计值M=148.165kN〃m。 2.计算h0 假定受力钢筋排一层，则h0=h-40=550-40=510mm 3.计算x，并判断是否属超筋梁 =140.4mm＜=0.550×510=280.5mm 不属超筋梁。 4.计算A s，并判断是否少筋 A s=α1f c bx/f y=1.0×9.6×250×140.4/300=1123.2mm2 0.45f t /f y =0.45×1.10/300=0.17%＜0.2%，取ρmin=0.2% ρmin bh=0.2%×250×550=275mm2＜A s =1123.2mm2 不属少筋梁。 5.选配钢筋 选配218+220（As=1137mm2），如图3.2.6。 1、适筋梁在逐渐加载过程中，当受拉钢筋刚刚屈服后，则( )。 A ．该梁达到最大承载力而立即破坏； B ．该梁达到最大承载力，一直维持到受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏； C ．该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降，直至破坏； D ．该梁承载力略有增加，待受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏 2、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的依据是受弯构件正截面受力全过程中的( ) A ．第Ⅰa 阶段； B ．第Ⅱ阶段； C ．第Ⅱa 阶段； D ．第Ⅲa 阶段。 3、钢筋混凝土双筋梁中，受压钢筋s A '的抗压强度得到充分利用的条件是( ) A ．x ≥2s a ' B ．x ≤2s a ' C ．b ξξ≥ D ．b ξξ≤ 4、不能提高钢筋混凝土梁截面刚度的措施是 ( ) A ．截面尺寸不变，增大保护层厚度 B ．提高混凝土强度等级 C ．提高纵向受拉钢筋配筋率 D ．加大截面尺寸 5、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 6、双筋矩形截面应满足s a 2x '≥的条件，其目的是（ ）。 A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋屈服 7、混凝土被压碎的标志是( ) A. 压应力达到混凝土的抗压强度； B. 压应变达到混凝土的极限压应变； C. 压应变达到混凝土的峰值应变； D. 压应力达到混凝土的峰值应力。 8、在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中，若x<2a s ’，则说明（ ） A ．受压钢筋配置过多； B ．受压钢筋配置过少； C. 梁发生破坏时受压钢筋早已屈服； D. 截面尺寸过大。 9、对于适筋梁，受拉钢筋刚屈服时梁的抗弯承载力（ ） A.达到最大承载力； B.离最大承载力较远； C.接近最大承载力； D.承载力开始下降。 10、对于适筋梁，受拉钢筋刚屈服时,（ ） A.承载力达到极限； B.受压边缘混凝土达到极限压应变εcu ； 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 00.9 γ=。 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 结构设计原理第三章受弯构件习题及答案 第三章 受弯构件正截面承载力 一、填空题 1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中，0ε= ，cu ε= 。 2、梁截面设计时，可取截面有效高度：一排钢筋时，0h h =- ；两排钢筋时，0h h =- 。 3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。 4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段，试选择填空：A 、I ；B 、I a ；C 、II ；D 、II a ；E 、III ；F 、III a 。①抗裂度计算以 阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据；③承载能力计算以 阶段为依据。 5、受弯构件min ρρ≥是为了 ；max ρρ≤是为了 。 6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中，不必验算的条件分别是 及 。 7、T 形截面连续梁，跨中按 截面，而支座边按 截面计算。 8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。 9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 ，否则应 。 10、在理论上，T 形截面梁，在M 作用下，f b '越大则受压区高度χ 。内力臂 ，因而可 受拉钢筋截面面积。 11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。 12、板内分布筋的作用是：(1) ；(2) ；(3) 。 13、防止少筋破坏的条件是 ，防止超筋破坏的条件是 。 14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率，是根据 确定的。 15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是：(1) 保证 ；(2) 保证 。当<2s a χ'时，求s A 的公式为 ， 还应与不考虑s A '而按单筋梁计算的s A 相比，取 (大、小)值。 16、双筋梁截面设计时，s A 、s A '均未知，应假设一个条件为 ， 结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案 第一章材料的力学性能 一、填空题 1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为____________ 和。 2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点，即。 3、碳素钢可分为、和。随着含碳量的增加，钢筋的强度、塑性。在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为。 4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、 、。 5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为 、、 6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。 7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越，则钢筋的锚固长度就越长。 8、混凝土的极限压应变包括和两部分。 部分越大，表明变形能力越，越好。 9、混凝土的延性随强度等级的提高而。同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小而。 10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。 11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力，钢筋的应力。 12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。 二、判断题 1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。 3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。 4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。 6、强度与应力的概念完全一样。 7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。 8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。 9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。 10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。 11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。 12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。 13、硬钢在应力达到假定屈服点时，塑性应变为0.002。 第4章 受弯构件的正截面承载力 4.1选择题 1．（ C ）作为受弯构件正截面承载力计算的依据。 A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 2．（ A ）作为受弯构件抗裂计算的依据。 A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 3．（ D ）作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。 A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 4．受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的（ B ）。 A. 少筋破坏； B. 适筋破坏； C. 超筋破坏； D. 界限破坏； 5．下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限（ C ）。 A ．b ξξ≤； B ．0h x b ξ≤； C ．' 2s a x ≤； D ．max ρρ≤ 6．受弯构件正截面承载力计算中，截面抵抗矩系数s α取值为：（ A ）。 A ．)5.01(ξξ-； B ．)5.01(ξξ+； C ．ξ5.01-； D ．ξ5.01+； 7．受弯构件正截面承载力中，对于双筋截面，下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服（ C ）。 A ．0h x b ξ≤； B ．0h x b ξ>； C ．' 2s a x ≥； D ．' 2s a x <； 8．受弯构件正截面承载力中，T 形截面划分为两类截面的依据是（ D ）。 A. 计算公式建立的基本原理不同； B. 受拉区与受压区截面形状不同； C. 破坏形态不同； D. 混凝土受压区的形状不同； 9．提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是（ C ）。 A. 提高混凝土强度等级； B. 增加保护层厚度； C. 增加截面高度； D. 增加截面宽度； 10．在T 形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是（ A ）。 A. 均匀分布； B. 按抛物线形分布； C. 按三角形分布； D. 部分均匀，部分不均匀分布； 11．混凝土保护层厚度是指（ B ）。 A. 纵向钢筋内表面到混凝土表面的距离； B. 纵向钢筋外表面到混凝土表面的距离； C. 箍筋外表面到混凝土表面的距离； D. 纵向钢筋重心到混凝土表面的距离； 12.在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中，若' 2s a x ≤,则说明 （ A ）。 A. 受压钢筋配置过多； B. 受压钢筋配置过少； C. 梁发生破坏时受压钢筋早已屈服； D. 截面尺寸过大； 4.2判断题 1． 混凝土保护层厚度越大越好。（ × ） 2． 对于' f h x ≤的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的矩形截面 梁，所以其配筋率应按 CHENG 混凝土结构设计原理 第一章钢筋混凝土的力学性能 1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？ 答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。 硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。 2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？ 答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。 冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。 这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高， 4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。 5、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？用什么符号表示？ 答：我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种：热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。 我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，即I、II、III 三个等级，符号分别为 ( R ) 。 6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？ 答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。 7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？ 答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。 8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？ 答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以E C表示。 连接O点与曲线上任一点应力为σC 处割线的斜率称为混凝土的割线模量或变形摸量，以E C‘表示。 在混凝土的应力—应变曲线上某一应力σC 处作一切线，其应力增量与应变增量的比值称为相应于应力为σC 时混凝土的切线模量C E'' 。 弹性模量与割线模量关系： ε ν ε '== ela C c C c E E E （随应力的增加，弹性系数ν值减小）。 9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？ 答：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，变形也会随时间增长，这种现象称为混凝土的徐变。 当持续应力σC ≤0.5f C 时，徐变大小与持续应力大小呈线性关系，这种徐变称为线性徐变。当持续应力σC >0.5f C 时，徐变与持续应力不再呈线性关系，这种徐变称为非线性徐变。 混凝土的收缩是一种非受力变形，它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力，而徐变是受力变形。 10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？ 答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。 第二章混凝土结构基本计算原则 1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度? 答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维修），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。 结构在规定时间内与规定条件下完成预定功能的概率，称为结构可靠度。 2．结构构件的极限状态是指什么？ 答：整个结构或构件超过某一特定状态时（如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等）就不能满足设计规定的某一功能要求，这种特定状态就称为该功能的极限状态。 按功能要求，结构极限状态可分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 3．承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同? 答：（1）承载能力极限状态标志结构已达到最大承载能力或达到不能继续承载的变形。若超过这一极限状态后，结构或构件就不能满足预定的安全功能要求。承载能力极限状态时每一个结构或构件必须进行设计和计算，必要时还应作倾覆和滑移验算。 结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 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？ 完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0.3fc 时呈直线；0.3~0.8fc 曲线偏离直线。0.8fc 之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后，曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。 4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。 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？ 徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。 6 普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400) 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？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生的剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时的最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保护层厚度，使用带肋钢筋。 第四章 受弯构件 思考题 4-1 钢筋混凝土梁中的配筋形式如何？ 4-2 钢筋混凝土板中的配筋形式如何？ 4-3 为何规定混凝土梁、板中纵向受力钢筋的最小间距和最小保护层厚度？ 4-4 常用纵向受力钢筋的直径是多大？ 4-5 钢筋混凝土梁正截面的破坏形态有哪些？对应每种破坏形态的破坏特征是什么？ 4-6 界限破坏（平衡破坏）的特征是什么？ 4-7 确定钢筋混凝土梁中纵向受力钢筋最小配筋率的原则是什么？ 4-8 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？ 4-9 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？ 4-10 钢筋混凝土适筋受弯构件达到何种状态时，可以认为发生正截面受弯破坏？ 4-11 钢筋混凝土超筋受弯构件达到何种状态时，可以认为发生正截面受弯破坏？ 4-12 从何种角度出发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？ 4-13 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？ 4-14 如何确定界限受压区高度？ 4-15 在钢筋混凝土受弯构件中配置纵向受压钢筋有何作用？ 4-16 在进行双筋矩形截面受弯构件正截面的设计时，如何保证截面破坏时纵向受压 钢筋也能屈服？ 4-17 在进行双筋矩形截面受弯构件正截面的承载力计算时，若x <2a s '，如何计算正 截面的承载力？ 4-18 在截面设计或截面承载力计算时，为什么要规定T 形截面受压翼缘的计算宽 度？ 4-19 如何验算第一类T 形截面的最小配筋率？为什么？ 4-20 某钢筋混凝土矩形截面，沿整个截面高度均匀布置有纵向受力钢筋，则用公式 )2 (0y s u x h f A M -=算出的正截面抗弯承载力和实际抗弯承载力是否相符？为 什么？ 4-21 深梁的破坏形态是什么？各有何特征？ 4-22 深梁中的配筋形式如何？ 4-23 钢筋混凝土构件延性的含义是什么？ 4-24 配筋率对钢筋混凝土受弯构件正截面的延性有何影响？ 练习题 4-1 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：f c =23N/mm 2，f t =2.6N/mm 2，E c =2.51?104N/mm 2；f y =357N/mm 2，E s =1.97?105N/mm 2，受拉区配有3φ25（A s =1472mm 2）的纵向受拉钢筋。试计算： （1）当截面所受的弯矩M =50kN-m 时的σs 、σc t 和φ； （2）截面的开裂弯矩M cr 及相应的σs 、σc t 和φcr 。 4-2 条件同练习题4-1，试计算： 第一章绪论 1.1 学习要点 1．了解工程结构的过去、现在和未来发展趋势，明确结构材料、理论方法、施工技术是决定工程结构发展的关键因素。 2．了解现有常规结构体系及在各工程领域的具体应用，明确钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构的主要特点。 3．了解结构与构件的关系，明确结构设计就是从整体结构到局部构件，再从局部构件到整体结构的设计过程。 4．了解结构计算简图的工程意义，学会建立实际结构合理的可计算的力学模型的方法。 5．熟悉结构荷载的种类和划分依据，掌握“永久荷载”、“可变荷载”、“偶然荷载”、“荷载代表值”、“荷载标准值”、“可变荷载准永久值”及“可变荷载组合值”等基本术语的定义，为第二章结构设计方法及后述各章的学习作好准备。 1.2 思考题 1．什么叫工程结构？何为结构设计原理？ 2．古代、近代、现代土木工程有哪些重要区别？ 3．结构工程的发展与哪些因素直接相关？ 4．试述框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的特点。 5．桥梁结构有哪些可选类型？其通常适宜的跨度为多少？ 6．一般将哪些结构称为特种结构？ 7．钢结构、混凝土结构、砌体结构各有哪些优缺点？ 8．组成结构的“基本元素”有哪些？ 9．何为刚域？它与刚节点有何不同？ 10．永久作用，可变作用和偶然作用各有什么特征？ 11．何为荷载代表值、荷载标准值、可变荷载准永久值、可变荷载频遇值及可变荷载组合值？ 12．为什么把荷载标准值作为荷载基本代表值看待 第二章结构设计方法 2.1 学习要点 本章主要介绍结构设计中存在的共性问题，是学习本课程和进行结构设计的理论基础。由于是宏观地、抽象地介绍近似概率的极限状态方法，涉及到的名词术语较多，初次接触，会觉得生涩和难于理解，这需要在后续各章的学习中逐渐克服。 结合后续各章的设计内容，要求深入理解和掌握结构的功能要求，结构的安全等级，设计使用年限和设计基准期的概念，极限状态及其分类，荷载的分类及其取值，荷载效应组合，结构的可靠性和可靠度，实用设计表达式等内容。对有关数理统计方面的内容，要求了解。 2.2 思考题 1．建筑结构应满足哪些功能要求？结构的设计使用年限如何确定？结构超过其设计使用年限是否意味着不能再使用？为什么？ 2．结构可靠性的含义是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？ 3．“作用”和“荷载”有什么区别？结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类？ 4．影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？ 5．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？或者说结构超过极限状态会产生什么后果？ 6．什么是结构的可靠度和可靠指标？《统一标准》对可靠指标是如何定义的？ 7．什么是失效概率？可靠指标和失效概率有何定性关系？为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率的极限状态设计法？分析其主要特点。 8．结构构件设计时采用的可靠指标值与结构构件的破坏类型是否有关？ 9．深入理解承载能力极限状态实用设计表达式，能说明式中各符号的物理意义。结构可靠性的要求在式中是如何体现的？ 10．荷载的代表值有哪些？其基本代表值是什么？ 11．什么是荷载标准值？什么是活荷载的频遇值和准永久值？什么是荷载的组合值？对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合和准永久组合？如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合？对于承载能力极限状态，如何确定其荷载效应组合？永久荷载和可变荷载的分项系数一般情况下如何取值？ 12．各种材料强度的标准值根据什么原则确定？材料性能分项系数和强度设计值是如何确定的？ 13．混凝土结构的耐久性设计是如何考虑的？来源: 考第三章结构材料 3.1 学习要点 本章介绍工程结构常用之钢材、混凝土、砖石、砌块等材料的力学性能和强度取值，是后续构件承载能力、变形等设计计算的基础。 第2章混凝土结构材料的物理力学性能 2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度 虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。 混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。 1 混凝土的抗压强度 (1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级 我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(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”。 用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。例如，C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。其中，C50～C80属高强度混凝土范畴。 图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况 (a)不涂润滑剂；(b) 涂润滑剂 (2) 混凝土的轴心抗压强度 混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。 图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况 我国《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 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。 《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号f ck 表示，下标c 表示受压，k 表示标准值。 图2-3 混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系 考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况等方面与试件的差别，实际构件强度与试件强度之间将存在差异，《混凝土结构设计规范》基于安全取偏低值，轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系按下式确定： k cu c c ck f f ,2188.0αα= 1c α为棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之比，对混凝土强度等级为C50及以下的取0.76，对C80取0.82，两者之间按直线规律变化取值。 2c α为高强度混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取1.00，对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。 0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。 国外常采用混凝土圆柱体试件来确定混凝土轴心抗压强度。例如美国、日本和欧洲混凝土协会(CEB)都采用直径6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标，记作f′c 。 对C60以下的混凝土，圆柱体抗压强度f′c 和立方体抗压强度标准值fcu,k 之间的关系可按下式计算。当f cu,k 超过60N/mm 2后随着抗压强度的提高，f′c 与f cu,k 的比值（即公式中的系数）也提高。CEB-FIP 和MC-90给出：对C60的混凝土，比值为0.833；对C70的混凝土，比值为0.857；对C80的混凝土，比值为0.875。 k cu c f f ,,79.0= 2 混凝土的轴心抗拉强度 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0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之间。t w 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 。 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 。 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 。 6、抗扭纵向钢筋应沿 布置，其间距 。 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,min sv ρ= ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率ρ= ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= 。 9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ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0.7U t t T f w =，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 第二章混凝土结构得设计方法 一、填空题 1、结构得、、、统称为结构得可靠性。 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、结构得可靠度就是结构在、、完成得概率。 5、可靠指标 = ,安全等级为二级得构件延性破坏与脆性破坏时得目标可靠指标分别就是与。 6、结构功能得极限状态分为与两类。 7、我国规定得设计基准期就是年。 8、结构完成预定功能得规定条件就是、、。 9、可变荷载得准永久值就是指。 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、结构得可靠度就是指:结构在规定得时间内,在规定得条件下,完成预定功能得概率值。 2、偶然作用发生得概率很小,持续得时间很短,但一旦发生,其量值可能很大。 3、钢筋强度标准值得保证率为97、73%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2,意味着尚有2、27%得钢筋强度低于210N/mm2。 4、可变荷载准永久值:就是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用得可变荷载代表值。 5、结构设计得基准期一般为50年。即在50年内,结构就是可靠得,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》规定得允许值,承载力计算就没问题。 7、某结构构件因过度得塑性变形而不适于继续承载,属于正常使用极限状态得问题。 8、请判别以下两种说法得正误:(1)永久作用就是一种固定作用;(2)固定作 用就是一种永久作用。 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、没有绝对安全得结构,因为抗力与荷载效应都就是随机得。 13、实用设计表达式中得结构重要性系数,在安全等级为二级时,取00.9γ=。 14、在进行正常使用极限状态得验算中,荷载采用标准值。 15、钢筋强度标准值应具有不少于95%得保证率。 16、结构设计得目得不仅要保证结构得可靠性,也要保证结构得经济性。 17、我国结构设计得基准期就是50年,结构设计得条件: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与正常使用极限状态就是同等重要得,在任何情况下都应计算。 19、结构得可靠指标β愈大,失效概率就愈大;β愈小,失效概率就愈小。 20、(结构得抗力)R≥；D 、<,>s y c cu εεεε。混凝土结构设计原理课后答案
结构设计原理
结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案
结构设计原理 第四章 受弯构件斜截面承载力 习题及答案
(完整word版)《结构设计原理》复习资料.docx
受弯构件正截面例题
混凝土结构设计原理第三章复习
结构设计原理 第二章 混凝土 习题及答案
结构设计原理 第三章 受弯构件 习题及答案
结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案
受弯构件的正截面承载力习题答案Word版
混凝土结构设计原理作业(附答案)
结构设计原理课后习题答案解析(第三版)
受弯构件习题
结构设计原理了解的问题
第二章 混凝土结构设计原理
结构设计原理 第五章 受扭构件 习题及答案
结构设计原理 第二章 混凝土 习题及答案
相关主题
文本预览