课后习题答案(叶见曙主编结构设计原理1-9章)76656

============================================================================================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 =。

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 =。

第一章绪论建筑结构设计原理答案详解第1章绪论思考题1-1 什么是建筑结构？答：建筑结构是建筑物的简称，是主要供人们生产、生活或从事其他活动的场所。

1-2 结构设计应遵循的原则是什么？答：“技术先进、经济合理、安全使用、确保质量”。

1-3 建筑结构的功能要求(内在特质）是什么？答：建筑结构的功能要求(内在特质）是安全性、适用性和耐久性。

1-4 建筑结构必须满足的基本要求是什么？答：建筑结构必须满足的基本要求是平稳、稳定、承载能力和适用。

1-5 按照材料的不同，建筑结构可分为哪几类？答：按照材料的不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、混合结构。

其中，混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构；混合结构包括钢木结构、砖木结构、砖混结构、钢-混凝土混合结构。

1-6 按照受力的不同，建筑结构可分为哪几类？答：按照受力的不同，建筑结构可分平面结构和空间结构两大类。

其中，A、平面构件有排架结构、框架结构、剪力墙结构和筒体结构；B、空间构件有网格结构、悬索结构、膜结构和管桁结构。

1-7 何谓构件？建筑结构主要有哪些构件？答：A、建筑结构是房屋的承重骨架，该骨架的组成部件称为构件。

B、建筑结构按位置和受作用可分为水平构件、竖向构件和基础三类，分别为梁、楼板，墙、柱和基础等构件，还可以分别作为受弯构件、受拉构件、受压构件和受扭构件并承担竖向荷载、水平荷载和上部荷载及支撑的作用。

1-8 建筑结构基本构件按照位置和作用可分为哪几类？答：建筑构件按照位置和作用可分为水平构件、竖向构件和基础三类。

1-9 建筑结构基本构件按照受力可分为哪几类？答：建筑结构基本构件按照受力可分为受弯构件、手拉构件、受压构件和受扭构件。

1-10 砌体结构和木结构均是古老的建筑结构，它们各自有何优点和缺点？答：A、砌体结构的优点是取材方便，造价低；良好的耐火性和耐久性；保温、隔热、隔声，节能效果好；施工简单，技术容易普及。

结构设计原理课后习题一、基础理论结构设计是工程中非常重要的一环，它关乎着建筑物的安全性、稳定性和寿命。

为了培养学生的结构设计能力，以下是一些结构设计原理课后习题，供大家加深对结构设计的理解与应用。

1. 请简要解释结构设计的基本原理。

2. 结构设计中需要考虑哪些力学因素？3. 什么是荷载？荷载分为哪些类型？4. 受力分析在结构设计中的作用是什么？5. 为什么需要进行构件的尺寸和形状设计？二、数学模型与分析结构设计中，数学模型和分析是关键环节，通过建立准确的数学模型和进行分析，可以评估结构的性能和稳定性。

1. 结构设计中常用的数学方法有哪些？2. 请解释有限元分析在结构设计中的作用。

3. 数值模拟在结构设计中有何用途？4. 结构的稳定性如何进行分析？5. 受力与位移的关系如何用数学公式表示？三、结构优化设计结构设计的目标之一是尽可能提高结构的性能和效率。

通过结构优化设计，可以使结构在满足强度和稳定性要求的同时，减少材料的使用和成本。

1. 结构优化设计的基本原理是什么？2. 常见的结构优化设计方法有哪些？3. 如何从经济性角度考虑结构设计？4. 结构优化设计中需要解决哪些约束条件？5. 请举例说明结构优化设计的应用场景。

四、常见结构问题在实际的结构设计过程中，会遇到各种各样的问题和挑战。

解决这些问题需要结合理论与实践经验。

1. 如何解决不同材料结构的设计问题？2. 结构设计中常见的缺陷有哪些？如何解决？3. 如何应对结构受到的复杂荷载？4. 结构的防震设计应该注意哪些问题？5. 结构设计中的安全性考虑了哪些方面？五、结构实例分析通过对实际结构的分析和案例研究，可以更好地理解结构设计原理和方法。

1. 选择一个具体的建筑物或桥梁，分析其结构设计原理和优势。

2. 研究一个受力过程复杂的结构，对其进行荷载分析和稳定性评估。

3. 选择一个不同材料和形状的构件，比较其强度和稳定性。

4. 分析一个有振动问题的结构，探讨如何解决。

混凝土结构设计原理课后习题答案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。

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AF 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。

（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。

【最新整理，下载后即可编辑】3-16.截面尺寸mm mm h b 500200⨯=⨯的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335级钢筋，I 类环境条件，安全等级为二级，最大弯矩组合设计值m kN M d⋅=145，试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计（单筋截面）。

解：基本公式法： 查表可得：f 13.8MPacd=，f 280MPa sd =，γ0=1.0，b 0.56ξ=（1）求受压区高度x假设60s a mm =，则050060440h mm =-=，00()2d cd xM f bx h γ=-，代入数据得：61.01451013.82004402x x ⨯⨯=⨯-（） 解之得：700()x mm =舍去， 01330.56440246.4b x mm h mm mm ξ=<=⨯=。

（2）受拉钢筋面积s A213.82001801311280cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=== 配2Φ22和2Φ25，27609821742s A mm =+=实际配筋率min 01472 2.02%0.2%200431s A bh ρρ===>=⨯ (3).截面复核取混凝土保护层厚度为c=30mm ，钢筋分两排布置，两排钢筋之间净距取30mm 。

7606028.425.1/2982(3028.4/2)691742s a mm ⨯+++⨯+==（）0500431s h a mm =-=02801742168246.413.8200b x mm h mm ξ⨯==<=⨯0()2u cd x M f bx h =-16813.8200168(431)2=⨯⨯⨯-0158.5145d kN m M kN m γ=>=设计合理。

截面设计如图：图3-16截面配筋图（尺寸单位：mm ） 查表法查表可得：13.8cd f MPa =，280sd f MPa =，γ0=1.0，0.56b ξ=02cd MA f bh ==621.014510=0.2713.8200440⨯⨯⨯⨯ 查表得0.410.56b ξξ=<=，00.795ξ=62001451014800.795280440s sd M A mm f h ξ⨯===⨯⨯其余配筋过程及截面复核过程同上。