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结构设计原理第四版课后答案叶见曙目录第一章 (1)第二章 (3)第三章 (5)第四、五章 (13)第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26)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 =。
钢结构设计原理课后答案
1. 钢结构设计的原理是基于力学原理，其中包括材料力学和结构力学。
2. 钢材的力学性能是进行钢结构设计的重要基础，包括材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
3. 钢结构设计中的荷载分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重、活载和附加荷载，动态荷载包括地震荷载和风荷载等。
4. 钢结构设计需要满足一系列的设计准则和规范，如国家标准和建筑行业规范等。
5. 钢结构设计过程中需要进行结构分析，包括静力分析和动力分析。
静力分析是通过计算结构的受力和变形情况，确定结构的安全性和稳定性。
动力分析则是针对地震和风荷载等动态荷载进行结构响应计算。
6. 钢结构设计中需要考虑结构的稳定性，包括整体稳定性和构件稳定性。
整体稳定性是指结构整体的稳定性，构件稳定性则是指结构中各个构件的抗侧稳定能力。
7. 钢结构设计中需要考虑结构的承载力，包括构件的强度和刚度。
强度是指结构抵抗外部荷载作用的能力，刚度是指结构抵抗变形的能力。
8. 钢结构设计中需要进行连接设计，包括连接的刚度和强度设
计。
连接的刚度设计需要保证连接的刚度和整个结构的刚度协调，连接的强度设计需要保证连接的强度不低于构件的强度。
9. 钢结构设计中需要考虑构件的施工性能，如可焊性、切割性、螺纹加工等。
施工性能对于结构的质量和施工进度有重要影响。
10. 钢结构设计中需要进行耐久性设计，保证结构在使用寿命
内具有良好的耐久性能，抵抗外界环境和腐蚀等因素的损害。
一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么？答：1. 混凝土硬化后，钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体，从而保证在荷载作用下，钢筋和商品混凝土能变形协调，共同工作，不易失稳。
2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数，两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。
3.在钢筋的外部，应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层，钢筋包裹在混凝土之中，受到混凝土的固定和保护作用，钢筋不容易生锈，发生火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。
4、钢筋端部有足够的锚固长度。
二、影响粘结强度的因素有哪些？答：1，混凝土强度；粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。
2，钢筋的表面状况；如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。
3，保护层厚度和钢筋之间的净距。
因此，构造规定，混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。
4，混凝土浇筑时钢筋的位置；对于梁高超过一定高度时，施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。
三、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？答：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四、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。
钢结构设计原理课后答案以下为钢结构设计原理课后答案：1. 梁的弯曲设计原理：- 梁在受力时会发生弯曲变形，根据梁的静力平衡原理，可得到梁的弯矩方程；- 根据材料力学理论，可以推导出梁的弯矩和弯曲曲率之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得梁在受到外力作用时能够保持合理的弯曲变形，从而满足设计要求。
2. 柱的压缩设计原理：- 柱在受压力作用时会发生压缩变形，根据柱的静力平衡原理，可得到柱的压力方程；- 根据材料力学理论，可以推导出柱的压力与变形之间的关系；- 采用合适的截面形状和尺寸，使得柱在受到外压力作用时能够保持合理的压缩变形，从而满足设计要求。
3. 接头的设计原理：- 接头是连接钢结构构件的重要部分，其设计原理主要包括强度计算和刚度计算；- 强度计算要考虑接头在受力时承受的拉力、压力和剪力等作用；- 刚度计算要保证接头具有足够的刚度和变形能力，使得构件能够满足整体的刚度要求；- 通常采用焊接、螺栓连接等方式进行接头设计。
4. 桁架结构的设计原理：- 桁架结构是由多个构件组成的三角形结构，其设计原理主要包括构件受力分析和整体稳定性分析；- 构件受力分析要考虑各构件在受荷载作用下的拉力和压力，通过静力平衡方程求解各个构件的受力；- 整体稳定性分析要保证桁架结构在外力作用下不发生整体失稳，通常采用稳定性计算方法进行分析；- 桁架结构设计要满足强度、刚度和稳定性等要求。
5. 桩基设计的原理：- 桩基设计的主要目的是保证建筑物或结构的稳定和承载能力；- 桩基设计的原理包括桩身的承载力计算和桩身的变形计算； - 桩身承载力计算要考虑桩身的竖向承压力和横向剪切力等作用；- 桩身变形计算要考虑桩身在受荷载作用下的竖向和横向变形。
请注意，以上答案仅供参考，具体答案可能会因教材版本和教师要求有所不同。
建议与教材或教师进一步核对。
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 =。
（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 o1-3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。
8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？
答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。
小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。
8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？
答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件
一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh
0计算,他们的值都不应小于45f
td
/f
sd
，同时不小于0.2.
9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？
答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。
不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。
9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？
答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。
9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？
答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。
9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？
答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。
混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝
12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？
答：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。
对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。
基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。
12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？
预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。
分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件
12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。
12-5什么是后张法？答：后张法是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。
13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？
答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象
张拉控制应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。
影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。
过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的
延性；过低降低构建的承载能力。
13.4《公路桥规》中考虑的预应力损失主要有哪些？引起各项预应力损失的主要原因是什么？如何减少各项预应力损失？
答：（1）预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失，主要由管道的弯曲和管道位置偏差引起的。
措施：1>采用两端张拉，以减小θ值及管道长度x值，2>采用超张拉法：（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失，主要由锚具受到的巨大压力引起的。
措施：1>采用超张拉 2>注意选用∑△L值小的锚具对于短小构件尤为重要；（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失，主要由温度变化引起的。
采用二次升温的养护方法减少预应力损失；（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失，主要由预压应力产生压缩变形引起的。
采用超张拉法减少预应力损失；（5）钢筋松弛引起的应力损失，主要由徐变变形引起的。
采用超张拉法减少预应力损失；(6)混凝土收缩和徐变引起的应力损失，主要由混凝土收缩和徐变引起的。
采用超张拉法减少预应力损失。
13.12什么是截面抗弯效率指标？何谓束界？
答：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
距与下核心距之和。
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。
束界：把由E1和E2两条曲线所围成的限制了钢丝束的布置范围
16.1什么是圬工结构？什么是砌体？常用砌体有哪几类？
答：以砖、石材作为建筑材料，通过其与砂浆或小石子混凝土砌筑而成的砌体所建成的结构成为砖石结构。
用砂浆砌筑混凝土预制块，整体浇筑的混凝土或片石混凝土等构成的结构，成为混凝土结构。
通常把以上两种结构统称为圬工结构。
砌体是用砂浆讲具有一定规格的块材按照要求的砌筑规则砌筑而成，并满足构件既定尺寸和形状要求的受力整体。
常用砌体可分为：片石砌体，块石砌体，粗料石砌体，半细料砌体，细料石砌体，混凝土预制块砌体。
16.2为什么砌体的抗压强度低于所使用的块材的抗压强度？
答：这主要是因为砌体即使承受轴向均匀压力，砌体中的块材实际上不是均匀受压，而是出于复杂应力状态。
16.3为什么砌体中的块材实际处于复杂应力状态？
答：1、砂浆层的非均匀性及块材表面的不平整。
2、块材和砂浆横向变形差异3、弹性地基梁的作用4.竖向灰缝上的应力集中。
16.4试述砌体的受拉受弯及受剪破坏的破坏形式？
答：1.轴向受拉：一是砌体沿砌体齿缝截面发生破坏，破坏面呈齿状，取决于砌缝于块材间粘结强度。
二是砌体沿竖向砌缝和块材破坏。
强度取决于块材抗拉强度 2.弯曲抗拉：可能沿通缝截面发生破坏，强度取决于粘结强度，也可能沿齿缝截面破坏，取决于砌体中砌块砂浆间切向粘结强度。
3抗剪：通缝截面受剪破坏。
18.1什么是钢结构？
答：钢结构是由型钢和钢板并采用焊接或螺栓连接方法制作成基本构件，按照设计构造要求连接组成的承重结构。
20.1钢结构的焊缝有哪两种形式？
答：焊缝按构造分为对接焊缝和角焊缝两种形式。
20.2什么叫做角焊缝的有效厚度与有效截面？取用角焊缝有效厚度he与直角焊缝较小角尺寸hf之间的关系是什么？
答：有效截面：横截面上焊缝表面曲线最低点处的切线与母材交线的三角形截面
角焊缝有效计算厚度：角焊缝根部到切线的垂直距离。
关系：he=0.7hf
20.3受剪普通螺栓连接的传力机理是什么？
答：当外力不大时，由被连接构件之间的摩擦力来传递外力；当外力继续增大超过静摩擦力后，螺杆开始接触孔壁而受剪，孔壁则受压。
当连接处于弹性阶段时，两端的螺栓比中间的螺栓受力大；当外力再继续增大时，使连接的受力达到塑性阶段，各螺栓承担的荷载逐渐接近，最后趋于相等，直到破坏。
第四章补充
6.钢筋混凝土抗剪承载力复核时，如何选择复核截面？（1）距支座中心为h/2（梁高一半）处的斜截面（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
8.钢筋混凝土连续梁斜截面破坏有哪些特点？当荷载增加到一定程度时，将首先在正、负弯矩较大的区段内出现垂直裂缝。
随着荷载的增大，在反弯点两侧将分别出现一条弯剪斜裂缝，并可能最终发生剪切破坏的临界斜裂缝。
当斜裂缝和纵向钢筋相交后，因压力差过大，故沿纵向钢筋水平位置的混凝土表面上出现粘结裂缝，在接近破坏时，这些粘结裂缝相互贯通而形成较长的撕裂裂缝。
