钢筋混凝土原理和分析第三版课后答案

思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土也将产生不均匀的空间微观应力场。

在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。

在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。

这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。

粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。

由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。

环境温度和湿度的变化，在混凝土部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。

混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。

另外，混凝土部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。

1-2解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。

采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为：20.8(1)xy x x=-+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量的最大值，即d d yx的最大值： 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =，即：223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整理得：30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ；解得： 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x =-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段的最大线刚度为：222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度，因而不能获得受压应力-应变全曲线（下降段）。

钢筋混凝土原理和分析 思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土内也将产生不均匀的空间微观应力场。

在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土内部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。

在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。

这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。

粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。

由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。

环境温度和湿度的变化，在混凝土内部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使内部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。

混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。

另外，混凝土内部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。

1-2解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。

采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为：20.8(1)xy x x=-+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量的最大值，即d d yx的最大值： 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =，即：223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整理得：30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ；解得： 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x=-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段的最大线刚度为：222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度，因而不能获得受压应力-应变全曲线（下降段）。

李乔主编钢筋混凝土结构第三版课后习题答案一、第一章无二、第二章2.1结构中常用的钢筋品种有哪些？其适用范围有何不同？答：结构中常用钢筋包括：HPB300、HRB335、HRB400和HRB500级钢筋。

HPB300主要用于箍筋，也可以作为一般构件的纵向受力钢筋；HRB335过去是主要的纵向受力钢筋，现受限使用并准备逐步淘汰的品种；HRB400和HRB500是目前要推广使用的主要钢筋，主要用于梁、柱等重要构件的纵向受力钢筋和箍筋。

2.2简述混凝土立方体抗压强度、混凝土等级、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的意义以及他们之间的区别。

答：混凝土立方体抗压强度可以用来确定混凝土等级，也可以用来计算轴心抗压强度；混凝土等级根据立方体抗压强度标准值并具有95%超值保证率来确定的，表征混凝土的等级；轴心抗压强度是混凝土结构最基本的强度，其值一般通过立方体抗压强度并根据折减系数来确定；轴心抗拉强度表征混凝土抵抗拉力的能力，用于计算混凝土构件在混凝土开裂之前的承载力，或者控制混凝土构件的开裂。

2.3简述混凝土应力-应变关系特征。

（2004年真题）答：混凝土应力应变特征：应力较小时（00.3c f ≤σ），曲线基本成直线变化，混凝土内部的微裂缝没有发展；随着应力的增加000.8~0.3c c f f =σ，开始出现越来越明显的非弹性性质，内部微裂缝开始发展，但处于稳定状态；当00 1.0~0.8c c f f =σ时，应力应变曲线斜率急剧减少，内部微裂缝进入非稳定状态；最终达到峰值应力点，但此点并不是应变最大点；随后应力应变曲线下降，直至最后达到最大应变处，构件破坏。

2.4混凝土收缩、徐变与哪些因素有关？（2004年真题）答：影响徐变与收缩的因素：（1）持续压应力的大小（2）混凝土组成成分和配合比（3）养护和使用时的温度、湿度（4）构件体表比（5）受荷载时混凝土的龄期2.5如何保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力？答：混凝土角度：（1）提高混凝土的强度；（2）考虑到混凝土浇筑时泌水下沉和气泡溢出而形成空隙层对黏粘结力的影响，规范规定，对高度超过300mm的梁，应分层浇注；（3）规定了混凝土保护层的最小厚度。

第十三章1 什么是双向梁柱抗侧力体系？框架结构既要承受竖向重力荷载,又要承受水平风荷载，在地震区还要承受地震作用.竖向荷载的方向是单一的，但水平荷载的方向却是随机的.为了提高框架结构的侧向刚度，特别是要提高框架结构的抗扭刚度，以满足《规范》所规定的位移角限值、位移比限值和周期比限值。

框架结构师由梁板柱组成的空间结构,如果结构一个方向的抗侧力较弱时，会率先开裂和破坏，将导致结构丧失空间协调工作的能力，从而导致结构的严重破坏，甚至倒塌.2柱网布置的基本要求是什么？（1)，柱网布置应满足生产工艺的要求(2)，柱网布置应满足建筑平面布置的要求(3）,柱网布置要使结构受力合理(4），柱网布置应方便施工3承重框架有哪些布置方案？（1），横向框架承重方案（2），纵向框架承重方案(3），纵横向框架混合承重方案4如何确定框架结构的计算单元？其计算简图是什么？基本假定有哪些?为方便常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算。

通常，横向框架的间距，荷载和间距都相同，因此取出有代表性的一品中间横向框架作为计算单元.计算简图见书182页。

基本假定：1,没有水平位移.2，某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层产生内力。

5。

竖向荷载如何简化到框架梁上面的？什么是等效荷载？如何等效？竖向荷载可以通过分层法简化到框架梁上假定（1）没有水平位移（2)某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层柱产生内力。

分层法是利用叠加原理多层框架在多层荷载同时作用下的内力，可以看成是各层竖向荷载单独作用的内力的叠加。

等效荷载:等效荷载是指为了简化问题,用新的荷载代替原来复杂的荷载，但要保证两种荷载给构件带来的效应是相同的。

6。

风荷载是如何简化到框架梁上的？风荷载对框架梁的作用一般都可以简化为作用于框架节点上的水平力采用反弯点法或者D值法将风荷载简化到框架梁上，二者的简化条件不同，D值法是反弯点法的改进，先求出个柱的杆端弯矩，然后根据节点平衡条件求得梁端弯矩，进而求出梁端剪力.7.构件截面的弯曲刚度如何确定？构件截面的弯曲刚度可以通过材料力学的方法来计算构件在正常使用过程中的挠度和变形。

（第三版）结构设计原理课后习题答案（1-9章）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 =。

钢筋混凝土原理和分析 思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土内也将产生不均匀的空间微观应力场。

在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土内部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。

在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。

这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。

粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。

由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。

环境温度和湿度的变化，在混凝土内部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使内部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。

混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。

另外，混凝土内部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。

1-2解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。

采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为：20.8(1)xy x x=-+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量的最大值，即d d yx的最大值： 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =，即：223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整理得：30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ；解得： 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x=-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段的最大线刚度为：222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度，因而不能获得受压应力-应变全曲线（下降段）。

思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆旳体积比、形状、排列旳随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等因素，虽然作用旳应力完全均匀，混凝土内也将产生不均匀旳空间微观应力场。

在应力旳长期作用下，水泥砂浆和粗骨料旳徐变差使混凝土内部发生应力重分布，粗骨料将承受更大旳压应力。

在水泥旳水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其他应力分布。

这些应力场在截面上旳合力为零，但局部应力也许很大，以至在骨料界面产生微裂缝。

粗骨料和水泥砂浆旳热工性能（如线膨胀系数）旳差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者旳温度变形差受到互相约束而形成温度应力场。

由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。

环境温度和湿度旳变化，在混凝土内部形成变化旳不均匀旳温度场和湿度场，影响水泥水化作用旳速度和水分旳散发速度，产生相应旳应力场和变形场，促使内部微裂缝旳发展，甚至形成表面宏观裂缝。

混凝土在应力旳持续作用下，因水泥凝胶体旳粘性流动和内部微裂缝旳开展而产生旳徐变与时俱增，使混凝土旳变形加大，长期强度减少。

此外，混凝土内部有不可避免旳初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。

1-2解：若要获得受压应力-应变全曲线旳下降段，实验装置旳总线刚度应超过试件下降段旳最大线刚度。

采用式（1-6）旳分段曲线方程，则下降段旳方程为：20.8(1)xy x x=-+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土旳切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量旳最大值，即d d yx旳最大值： 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =，即：223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整顿得：30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ；解得： 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x =-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段旳最大线刚度为：222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 因此试件下降段最大线刚度超过装置旳总线刚度，因而不能获得受压应力-应变全曲线（下降段）。

3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H ＝5.4m,计算长度L0=1.25H,混泥土强度等级为C20，HRB400级钢筋。

试求柱截面尺寸及纵筋面积。

『解』查表得：1α=1.0 , c f =9.6N/2mm , y f '=360N/2mm 0l =1.25⨯5.4＝6.75m按构造要求取构件长细比：:15l b = 即b=l 0=6.75⨯103/15=450mm 设该柱截面为方形，则b ⨯h=450mm ⨯450mm 查表3-1得：ϑ=0.895S A '=(N-0.9ϑc f A ）/0.9ϑy f '=4140100.90.8959.64504500.90.895360⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯mm<0.1943按照构造配筋取00min 0.6P =（00000.63≤P ≤） ∴S A '＝000.6bh =000.64504501215⨯⨯=2mm选配钢筋，查附表11-1得，420（S A '＝12562mm ）箍筋按构造要求选取，取s=250mm ，d=6mm3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度L0=0.7H=2.8m,配筋为416（As/=804mm2）。

C30混泥土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。

试问柱截面是否安全？『解』查表得：1α=1.0 , c f =14.3N/2mm , y f '=360N/2mm 计算长度0l =0.7H ＝2.8m/ 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得：ϑ=0.962考虑轴心受压∴R ＝0.9ϑ（y f 'S c SA f A '+）=0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。

思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土内也将产生不均匀的空间微观应力场。

在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土内部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。

在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。

这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。

粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。

由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。

环境温度和湿度的变化，在混凝土内部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使内部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。

混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。

另外，混凝土内部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。

1-2解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。

采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为：20.8(1)xy x x=-+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量的最大值，即d d yx的最大值： 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =，即：223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整理得：30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ；解得： 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x =-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段的最大线刚度为：222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度，因而不能获得受压应力-应变全曲线（下降段）。

作业三参考答案1.思考题4-7 试就下图示4种受弯截面情况回答下列问题：（1）它们破坏的原因和破坏的性质有何不同？（2）破坏时钢筋应力情况如何？（3）破坏时钢筋和混凝土的强度是否被充分利用？（4）破坏时哪些截面能利用力的平衡条件写出受压区高度x的计算式，哪些则不能？（52.要点：1）混凝土强度C25（属于不大于C25）箍筋保护层厚度c=25mm，a s=45 mm2）钢筋强度提高，钢筋用量降低，互成反比1221y y s s f f A A =3） 弯矩提高，钢筋用量提高，但不成正比。

1212M M A A s s ＞3. 习题4-9一钢筋混凝土矩形截面简支梁，环境类别为一类，mm mm h b 500250⨯=⨯，承受均布活荷载标准值q k g k =2.25kN/m ，混凝土强度等级C25，配有HRB3352，梁计算跨度l 0=5200mm 。

试验算梁的正截面是否安全?解：箍筋保护层c =25mm ,a s =25+10+16/2=43 mm ，（1） 求M荷载组合设计值：q =1.2g k +1.4q k =30.7 kN/m ， 跨中弯矩设计值M = q l 02/8=103.766 kN ·m （2） 求Mumm 251mm 08.810b c 1sy =⋅<===h bf A f x ξα766.103m ·kN 45.100)5.0(0s y u =≈==-=M x h A f M（3）结论：相差不超过5%，故梁的正截面安全。

4. 习题4-11先求试验梁破坏时的M u ,再求其所能承受的最大荷载F u 。

（注意：求试验结果，一切参数力求真实，即为实测值）已知条件：b ×h =120 mm×250 mm,实测f cu =21.8 N/mm 2，f y A s =402mm 2 【解题要点】：h 0=250-40=210mm ，f cu =21.8 N/mm 2由式（1-4）或附表1-1，知f c =14.58 N/mm 2 按单筋矩形截面承载力计算0b c 1sy mm 46.88h bf A f x ⋅<===ξαm ·kN 66.25)5.0(0s y u ==-= x h A f Mm ·kN 66.259.032525.012.08181u 220==⨯+⨯⨯⨯⨯=+=M F Fa ql MkN 57.27=F5. 习题4-17某T 形截面梁翼缘计算宽度mm h ,mm h ,mm b ,mm b f f 100600250500='==='混凝土强度等级C30，HRB335钢筋，承受弯矩设计值m kN M ⋅=256，试求受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。

【4-3】由《规范》表4.1.4和表4.2.3-1得f c ＝9.6N/mm 2，f t ＝1.1 N/mm 2，f y ＝210 N/mm 2。

有《规范》表9.2.1知，环境类别为一类的混凝土C20的保护层为20mm ，故设a s ＝25mm(题目中给定的)（1） 求最大弯矩设计值，M =1/8（g+q ）l 02=1/8×6×2.182=3.56kN.m （2） 假设%6.0=ρ（经济配筋率）614.013.0.06.90.1210006.01=<=⨯⨯==b cyf f ξαρξmm b f Mh c 55)5.01(10=-=ξξαmm a h h s 8025550=+=+=,取80mm,满足表4-8最小厚度60mm 的要求接下来按照h 已知，求所需要的钢筋面积4255.0122.0201=<==sb c us bhf Mααα 查表b ξξ<=13.020329mm h f MA sy us ==γ选)335(150@82mm As =φ,由《规范》表9.5.1得纵向受力钢筋的最小配筋百分率 %2.0%24.0%2101.145%45min >=⨯==yt f f ρ取ρmin ＝0.24％%24.0%61.05510003350>=⨯==bh A s ρ也可以A s,min ＝ρmin bh ＝0.24％×1000×80＝192mm 2 A s ＝335mm 2> A s,min ，满足要求。

（3）分布钢筋单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，间距不宜大于250mm; 直径不宜小于6mm; 温度变化较大或集中荷载较大时，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm;A s 分=0.15×A s =0.15×335=50.25, 所计算的分布钢筋的面积非常少，因此按最大间距最小直径选取，可取)113(250@62mm As =φ。

结构设计原理课后习题答案解析（第三版）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。

混凝土结构设计原理第三版复习思考题及整理中南大学混凝土结构设计基本原理第三版课后思考题答案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。

第一单元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。

1-3 ①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。