混凝土课后习题作业答案

混凝土结构设计原理课后习题答案（+思考题）第一章绪论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。

混凝土课后习题答案混凝土是一种广泛使用的工程材料，它由水泥、骨料（砂和碎石）、水以及有时加入的外加剂和掺合料组成。

混凝土的强度、耐久性以及工作性是工程技术人员需要重点考虑的。

在混凝土课程的学习中，课后习题是帮助学生巩固理论知识和提升实践能力的重要手段。

以下是一些混凝土课后习题的答案示例：习题1：混凝土的组成材料有哪些？答案：混凝土主要由水泥、骨料（砂和碎石）、水组成。

有时还会加入外加剂（如减水剂、缓凝剂等）和掺合料（如粉煤灰、矿渣粉等）来改善混凝土的性能。

习题2：如何确定混凝土的配合比？答案：混凝土的配合比通常根据设计要求的强度等级、耐久性、工作性等因素来确定。

需要通过试验确定水泥用量、水胶比、骨料比例等，以满足混凝土的力学性能和施工要求。

习题3：解释混凝土的强度发展过程。

答案：混凝土的强度发展是一个逐渐硬化的过程。

在初期，水泥与水反应生成水化产物，这些水化产物逐渐填充水泥颗粒间的空隙，形成强度。

随着时间的推移，水化反应继续进行，混凝土内部结构变得更加密实，强度逐渐增加。

混凝土的最终强度取决于水泥的种类、用量、水胶比以及养护条件。

习题4：混凝土的耐久性受哪些因素影响？答案：混凝土的耐久性主要受以下因素影响：水泥的品种和用量、水胶比、骨料的种类和质量、外加剂和掺合料的使用、施工工艺、养护条件以及环境因素（如温度、湿度、化学侵蚀等）。

习题5：混凝土施工中，为什么要进行养护？答案：混凝土养护是为了提供适宜的温湿度条件，促进水泥的水化反应，从而提高混凝土的强度和耐久性。

养护可以防止混凝土表面过早失水，减少裂缝的产生，提高混凝土的整体性能。

习题6：混凝土的收缩和徐变对结构的影响是什么？答案：混凝土的收缩和徐变会导致结构的变形和应力重分布。

收缩主要发生在混凝土硬化初期，由于水分的蒸发和水泥水化反应的进行。

徐变则是混凝土在持续应力作用下发生的蠕变现象。

这些变形如果不加以控制，可能会影响结构的安全性和使用寿命。

第三章 轴心受力构件承载力1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度m H l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mm N f y =），环境类别为一类。

确定柱截面积尺寸及纵筋面积。

解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ，查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f N f A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。

选 ，2'1964mm A s = 设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%，满足要求。

2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土用C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。

确定该柱截面尺寸及纵筋面积。

[解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ，查表825.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mm A f N f A c y s =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。

普通混凝土的组成材料：水泥砂石水外加剂掺合料。

水泥硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工。

水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。

加入适当的外加剂和掺合料，在硬化前你能改善拌合物的高和易性要求，只有加入适宜的外加剂才能满足。

硬化后，能改善混凝土的物理力学性能和耐久性等，尤其在配置高强度混凝土、高性能混凝土时，外加剂和掺合料是必不可少的。

骨料即是沙石等散状物体，骨料级配就是组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系。

即骨料中含有不同粗细颗粒的比例构成。

是衡量骨料粗细的指标。

如何判断骨料级配是否良好？一般情况下主要观察新拌混凝土和易性，比如如果拌合料过于干涩说明砂率过高，还有保水性。

混凝土材料级配一般是连续的，只要级配曲线在符合标准就行。

普通混凝土中使用卵石或碎石，对混凝土性能的影响有何差异？碎石表面粗糙且多棱角，而卵石多为椭球形，表面光滑。

碎石的内摩擦力大。

在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的混凝土由于自身的内摩擦力大，拌合物的流动性降低，但碎石与水泥石的粘结较好，因而混凝土的强度较高。

在流动性和强度相同的情况下，采用碎石配制的混凝土水泥用量较大。

而采用卵石拌制的混凝土的流动性较好，但强度较低。

当水灰比大于0.65时，二者配制的混凝土的强度基本上没有什么差异，然而当水灰比较小时强度相差较大。

为什么不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土？为什么不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土？采用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，只需少量的水泥或较大的水灰比就可满足强度要求，但却满足不了施工要求的良好的和易性，使施工困难，并且硬化后的耐久性较差。

因而不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土。

用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水灰比或者说水泥用量很大，因而硬化后混凝土的干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，易于干裂。

同时由于水泥用量大，水化放热量也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。

《混凝土结构设计原理》思考题及习题（参考答案）土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1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本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。

前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论，属于专业基础课内容；后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。

学习本课程要注意以下问题：1）加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面；2）突出重点，并注意难点的学习；3）深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。

第三章轴心受力构件承载力1．某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度mH l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mmN f y=），环境类别为一类。

确定柱截面积尺寸及纵筋面积。

解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ，查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A 23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f Nf A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρAA s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。

选，2'1964mmA s =设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%，满足要求。

2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土用C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。

确定该柱截面尺寸及纵筋面积。

[解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ，查表825.0=ϕ根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mmA f N f A c ys =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρAA s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。

习题12习题12.1解：（1）计算max D 、min D 轮压作用柱子如图。

kNy P D D ik Q kQ 4.314)08.082.0127.0(1159.04.1max,max,max =+++⨯⨯⨯===∑βγγkNP G G G P kkk k k 7.4411521004.391802max,,3,2,1min,=-++=-++=则，kN P P D D kk 2.1221157.444.314max,min,max min =⨯== （2）计算max TkN G G a T k k k 18.4)1004.39(12.041)(41,3,2=+⨯⨯=+=kN P T D T k k 43.1111518.44.314max,max max =⨯==习题12.2解：该题为任意荷载作用排架情况。

（1）计算风荷载值假定柱距6m ，取B=6m 。

600060004400110044001600500P P P 27.01=y 12=y 82.03=y 08.04=y轮压作用图2q风荷载图mkN w B w B q z z s Q k Q /07.345.00.1)]105.10(1015114.11[8.04.16011=⨯⨯-⨯--+⨯⨯⨯===βμμγγ mkN w B w B q z z s Q k Q /92.145.00.1)]105.10(1015114.11[5.04.16022=⨯⨯-⨯--+⨯⨯⨯===βμμγγ kN w h h B w w B W z z s z z s Q k k Q 58.1045.0}2.11)]106.12(1015114.11[)6.05.0(1.21)]106.12(1015114.11[3.1{4.16)()''(02222111111=⨯⨯⨯---+⨯-+⨯⨯---+⨯⨯⨯=+=+=βμμβμμγγ （2）在排架柱顶加约束铰（如图2） 1） A 柱约束反力、柱顶剪力：111HC q W R A += 148.038.1413.2===l u I I n 318.0115.3===H H u λ 335.0)]1(1[8)]11(1[33411=-+-+=nn C λλ kN R A 89.21335.01107.358.10=⨯⨯+= kN V A 31.11335.01107.31=⨯⨯=2） B 柱约束反力、柱顶剪力：112HC q R B =369.05.192.7===l u I I n 318.0115.3===H H u λA图2362.0)]11(1[8)]11(1[33411=-+-+=nn C λλ kN R B 65.7362.01192.1=⨯⨯= kN R V B B 65.71==kN R R R B A 54.2965.789.21=+=+=（3）在排架柱顶加约束反力（如图3）1）计算各柱抗剪刚度及剪力分配系数A 柱：3C I E H u l c A =∆148.038.1413.2===l u I I n 318.0115.3===H H u λmm E E C I E H u cc l c A 58.3653.21038.14110009303=⨯⨯⨯==∆58.361c A A E u D =∆= B 柱：369.038.1413.2===l u I I n 318.0115.3===H H u λmm E E C I E H u cc l c B 03.2484.2105.19110009303=⨯⨯⨯==∆A图353.2)11(1330=-+=nC λ84.2)11(1330=-+=nC λ03.241c B B E u D =∆=396.0=+=BA AA D D D η604.0=+=BA BB D D D η2）计算各柱剪力A 柱：kN R V A A 7.112==ηB 柱：kN R V B B 84.172==η（4）叠加（2）、（3）步，得排架柱顶剪力A 柱：)(39.07.1131.1121→=+-=+=kN V V V A A AB 柱：)(19.1084.1765.721→=+-=+=kN V V V B B B习题12.3解：该题为任意荷载作用排架情况。

《混凝土结构设计原理》思考题及习题（参考答案）厦门大学土木工程系20XX年9月第1章绪论思考题1.1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本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。

前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论，属于专业基础课内容；后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。

学习本课程要注意以下问题：1）加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面；2）突出重点，并注意难点的学习；3）深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。