钢混第十章思考题答案

第一章绪论1、高等钢筋混凝土结构学课程的性质、地位、主要内容①钢筋混凝土结构学的定义；专科、本科、硕士、博士的钢筋混凝土课程的区别②钢筋混凝土在结构工程（混凝土结构、钢结构、组合结构、其它结构）、土木工程中地位（混凝土的用量、知识点多，难学）、与日常生活息息相关，科普知识、反映一个人的综合素质）③主要内容（书上的13章）④钢筋混凝土文化（人、事、历史）2、钢筋混凝土结构中所用材料的最新发展方向①材料与结构的关系，研究材料的必要性和意义②混凝土的发展方向（高性能、轻质、纤维、碾压、特种）③配筋的发展方向（钢筋、纤维筋、防腐筋）④界面的研究热点（粘结力、）3、钢筋混凝土结构的最新发展方向①钢-混凝土组合结构（概念、主要问题、研究热点）②预应力混凝土结构③大体积混凝土结构④超长、超高、超厚钢筋混凝土结构4、钢筋混凝土结构设计计算理论方面的研究热点①结构的功能设计②工程结构的可靠度理论与实用设计方法③基本构件的设计计算理论④混凝土的收缩与徐变⑤混凝土的裂缝与断裂力学⑥钢筋混凝土结构的有限元分析方法5、钢筋混凝土结构的耐久性、鉴定与加固①耐久性的概念②新建结构的耐久性设计③耐久性下降的机理④既有结构的鉴定⑤建筑物的维修与加固6、钢筋混凝土结构试验技术的研究热点①试验研究的重要性②高级加载与测量设备③研究内容的趋势（构件-结构；静-动；单向-三维；荷载-变形；结构-材料；宏观-微观）④无损检测技术（CT、电镜、声发射、核磁共振）第二章钢筋混凝土结构设计理论1、钢筋混凝土结构设计理论的发展历史①早期的极限强度理论（特征）②弹性理论----允许应力法（特征、优点、缺点）③破损阶段理论④极限状态理论⑤基于功能的极限状态设计法2、可靠度理论在混凝土结构设计理论中应用的历程①材料强度如何取？荷载大小如何取？安全度有多大？②专门化的研究机构③水准Ⅰ－半概率半经验法④水准Ⅱ－近似概率法⑤水准Ⅲ－全概率法3、工程结构可靠度分析的基本概念和方法①基本概念（结构抗力、作用、作用效应、极限状态方程、失效概率、可靠指标、目标可靠指标、极限状态、设计工况、荷载组合）②荷载的取值（作用、作用代表值、作用代表值的确定）③材料强度的取值（材料强度的标准值、立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、钢筋强度标准值、材料强度的设计值）④可靠指标的计算两个正态分布的随机变量（理论解）两个对数正态分布的随机变量（变换）多个正态分布的随机变量（中心点、验算点）多个非正态分布的随机变量（当量正态化）4、工程实用设计表达式①实用设计表达式（为什么要这样？不同的规范做法不一样，此处以国标为例）②几个有关的系数（结构重要性系数、荷载分项系数、材料强度分项系数）③荷载组合（基本、偶然、标准、频遇、准永久）④设计表达式（承载能力、正常使用）⑤不同规范的做法（水工、港工、新老规范的区别）5、钢筋混凝土结构设计理论需继续研究的问题①可靠度理论的应用前景②结构安全度的大小③极限状态的种类④随机过程的引入⑤⑥。

1-1 单筋矩形截面受弯构件、其截面尺寸为b = 200 mm ，h = 500 mm ，承受计算弯矩M d = 84.8 kN ·m ，结构重要性系数1.0；混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400。

求承受拉钢筋截面面积。

解：1、根据题意，Mdγ0=84.8kN •mMPa fcd8.13=mm h4600=,M dγ0= )2(0x bx h f cd -⇒)2460(2008.13108.846x x -⋅⋅⋅=⨯ ⇒mm x 72=检验mm x 72=≤mm hb2500=ξ，代入ffA sdcds bx=中求得A s=6022mm选取4 14（外径16.2mm ）提供的钢筋截面面积6152mm ，钢筋按一排布置，所需界面最小宽度bmin=8.2142.164303302=⨯+⨯+⨯≥200mm,重新选取3 16（外径18.4mm ）提供的钢筋截面积6032mm ，所需界面最小宽度为2.1754.183302302min=⨯+⨯+⨯=bmm ≤mm 200，梁的实际有效高度为mm h4602/4.18305000=--=，实际配筋率为0019.045.00065.08.460*200/603min==≥===ff hAsdtd s b ρρ校核结果满足要求。

1-2 有一行车道板，板厚为140 mm ，每米宽承受自重弯矩标准值为M GK = 1.27 kN ·m ，汽车荷载载产生弯矩标准值M QK = 11.9 kN ·m 。

结构重要性系数1.0，混凝土强度等级为C35，钢筋为HRB335。

试设计受拉钢筋，并验算截面强度。

2、解:弯矩组合设计值为m kN M M MQK GK d⋅=+=184.184.12.1所以m kN Md⋅=184.180γ=h140-40=100mm查表得56.0=ξbMPa fcd1.16=MPa ftd52.1=MPa fsd280=由)2(00xbx h fMcd d-=γ求得=x 12mm ≤h b 0ξ=56mm ⇒ffA sdcds bx==6902mm选用钢筋间距90mm,8mm 和10mm 两种直径钢筋间隔放置，提供的钢筋面积=As7162mm实际配筋率=≥===ρρmin0068.0105*1000/716hAb s 0.0024，=h 0105mm验算：=x bf A f cdssd =12.5mm ，=M du )2(0xbx h fcd -=19.9kN>18.18kN.1-3 有一矩形截面悬臂根部截面所承算弯矩M d = 30 kN ·m ，结构重要性系数1.0；截面尺寸b = 180 mm ，h = 350 mm ；混凝土强度等级为C40，钢筋为HRB400。

习题辅导1．什么是钢-混凝土组合梁？答：钢-混凝土组合梁是指通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板连成整体而共同工作的抗弯构件。

2．钢-混凝土组合梁混凝土翼缘的有效宽度是如何定义的？答：所谓有效宽度就是在这个宽度范围内，板中正应力均匀分布且其值等于混凝土板中应力的最大值，并且其合力等于实际应力分布情况下的合力。

3．什么是换算截面法？答：就是根据钢材和混凝土的弹性模量比将混凝土截面换算成钢截面来计算组合梁的变形。

4．何为组合梁的剪力连接度？答：设剪力连接件的抗剪能力等于组合梁交界面剪力时所需的剪力连接件数目为N f,最大弯矩截面到零弯矩截面的全部剪力连接件数目为N，则剪力连接度就等于N/N f。

5．按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为哪两种？答：完全剪力连接组合梁和部分剪力连接组合梁。

6．在我国规范中规定组合梁的抗剪连接度应大于多少答：0.57．在组合梁的弹性分析法中，采用了哪些假定？答：1）钢材和混凝土均为理想的弹性体2）钢筋混凝土板与钢梁之间的滑移忽略不计，符合平截面假定3）混凝土板按实体面积计算，不考虑开裂影响4）不考虑混凝土板中的钢筋8．钢梁屈服时，组合梁的裂缝宽度计算应按哪种理论计算？答：弹性理论。

9．连续组合梁的内力分析，可以采用哪两种计算方法？答：弹性计算方法和塑性计算方法。

10．组合梁的变形均按哪种理论进行分析？答：弹性理论。

11．栓钉的主要作用是什么？答：主要是传递钢梁和混凝土板之间的纵向剪力。

12．采用栓钉作为组合梁的剪力连接件时，栓钉的极限承载力随栓钉直径，抗拉强度和混凝土强度等级的变化关系。

答：栓钉相对较弱时，极限承载力随栓钉直径和栓钉的抗拉强度增加而提高混凝土板相对较弱时，极限承载力随栓钉直径和砼强度等级增加而增加13．确定连接件受剪承载力的试验方法有哪些？答：有推出试验和梁式实验。

14、组合梁剪力连接设计的临界截面有哪些？答：1) 弯矩和竖向剪力最大处2) 所有的支点及零弯矩截面3) 很大的集中荷载作用下的截面4) 组合梁截面的突变处5）悬臂梁的自由端6）需做附加验算的其它截面15．我国现行规范中计算组合梁的弹性挠度时采用刚度折减法，其对刚度的折减是考虑了什么因素对梁挠度的增加效应来进行折减的？答：滑移16．组合梁的截面抗弯刚度沿着梁的跨度方向是发生变化的么？答：是变化的，支座处和集中荷载作用处最小。

钢混第十章思考题1、对构件施加预应力的作用是什么？为什么在预应力混凝土构件中可有效地利用高强钢筋，而在普通钢筋混凝土构件中则不合适？、1）当构件承受外荷载后，混凝土中将产生拉应力，于是混凝土中事先已存在的预压应力将全部或部分抵消荷载产生的拉应力，使结构构件在正常使用状态下，不出现裂缝或推迟出现裂缝，从而提高结构的抗裂性能，扩大其使用领域。

2）提高混凝土强度等级对其抗拉强度提高很少，对提高构件裂度和刚度的效果也很小。

采用高强度钢筋可以节约钢材，降低造价，但受到裂缝宽度的制约，不能满足正常使用极限状态的要求。

预应力混凝土可以利用钢筋部分抗压强度，使结构不出现或推迟出现裂缝，有效利用高强钢筋。

2、哪些构件和构件的哪些部位最适宜施加预应力？高层建筑的结构体系：框架结构、剪力墙结构、筒体结构；大跨度，大柱网多层多跨框架结构；对抗裂要求高的混凝土结构。

3、先张法和后张法预应力混凝土施工工艺的主要区别是什么？建立预应力的方法不同：先张法实在放松预应力钢筋时才对混凝土产生压缩，而后张法实在张拉预应力的同时即对混凝土进行了预压。

先张法通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结对混凝土施加预压应力，预应力钢筋靠粘结应力自锚建立预应力，先张法的锚具只起临时锚固作用，预应力钢丝放松后即可取下重复使用；后张法则是通过锚具对混凝土施加预压应力，因此锚具是后张法构件的一部分，不能取下使用。

4、先张法和后张法都是通过张拉钢筋对混凝土施加预应力，它们对混凝土传递预压应力的方法有何不同？先张法通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结对混凝土施加预压应力，预应力钢筋靠粘结应力自锚建立预应力，先张法的锚具只起临时锚固作用，预应力钢丝放松后即可取下重复使用；后张法则是通过锚具对混凝土施加预压应力，因此锚具是后张法构件的一部分，不能取下使用。

5、对预应力混凝土结构所用的钢筋和混凝土各有什么要求？钢筋：高强度、与混凝土有足够的粘结强度、良好的加工性能、具有一定的塑性、低松弛、耐腐蚀；混凝土：高强度、收缩和徐变少、快硬和早强、发展轻骨料混凝土，减轻结构自重。

混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题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、冷轧等。

这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,4、2.试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些规定？5、答: 钢筋混凝土结构中钢筋应具有: （1）有适当的强度；（2）与混凝土粘结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。

6、除凝土立方体抗压强度外, 为什么尚有轴心抗压强度？7、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, 尚有轴心抗压强度。

8、混凝土的抗拉强度是如何测试的？9、答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉实验、劈裂实验和弯折实验来测定的。

由于轴心拉伸实验和弯折实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实验来测定。

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。

当连续应力σC 0.5fC 时, 徐变大小与连续应力大小呈线性关系, 这种徐变称为线性徐变。

当连续应力σC 0.5fC 时, 徐变与连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立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, 要特别注意其收缩。

第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度?2．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、正常使用和维护）, 完毕预定功能的能力, 称为结构可靠性。

第10章课后习题答案10-1证明当升角与当量摩擦角符合时，螺纹副具有自锁性。

当时，螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于50%。

10-2解由教材表10-1、表10-2查得，粗牙，螺距，中径螺纹升角，细牙，螺距，中径螺纹升角对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。

10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中径小径螺纹升角普通螺纹的牙侧角，螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表9-1得35钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。

10-4解（1）升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率：（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩（3）螺杆的转速螺杆的功率（4）因，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷作用下等速下降，需制动装置。

其制动力矩为10-5解查教材表9-1得Q235的屈服极限，查教材表10-6得，当控制预紧力时，取安全系数由许用应力查教材表10-1得的小径由公式得预紧力由题图可知，螺钉个数，取可靠性系数牵曳力10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸,故螺杆受到拉扭组合变形。

查教材表9-1得，拉杆材料Q275的屈服极限，取安全系数，拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表10-1，选用螺纹（）。

10-7解查教材表9-1得，螺栓35钢的屈服极限，查教材表10-6、10-7得螺栓的许用应力查教材表10-1得，的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8解在横向工作载荷作用下，螺栓杆与孔壁之间无间隙，螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压；在联接接合面处螺栓杆则受剪切。

假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的，且这种联接的预紧力很小，可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。

挤压强度验算公式为：其中；为螺栓杆直径。

螺栓杆的剪切强度验算公式其中表示接合面数，本图中接合面数。

混凝土结构第六版第十章答案
为什么在普通钢筋混凝土受弯构件中不能有效地利用高强度钢筋和高强度混凝土？而在预应力混凝土构件中必须采用高强度钢筋和高强度混凝土？
答：由于钢筋混凝土受弯构件拉区混凝土的过早开裂，导致使用荷载下构件的裂缝宽度与钢筋应力oss,近于成正比，而构件的刚度Bs与受拉钢筋截面面积As也近似成正比。

因此，如采用高强度钢筋，且充分利用其抗拉强度设计值(y), 则As将近乎成反比的减小；¤ss将成比例的增大。

结果是构件的挠度和裂缝宽度都超过了允许的限值，上述分析说明对构件挠度和裂缝宽度的控制等于控制了钢筋混凝土构件中钢筋的抗拉强度设计值。

在钢筋混凝土受弯构件中采用高强度混凝土也是不合理的，因为提高混凝土的强度对减小Wmax几乎没有作用，对提高Bs的效果也不大。

其根本原因是拉区混凝土过早开裂的问题并没有得到解决。

在预应力混凝土构件中，由于混凝土的收缩、徐变，钢筋应力松弛等原因将产生预应力损失。

为了扣除应力损失后，仍能保留有足够的预应力值，需施加较高的张拉控制应力，所以必须采用高强度的钢筋。

为了能承受较高的预压应力，并减小构件截面尺寸以减轻构件的自重，预应力混凝土构件中须采用高强度的混凝土。

同时采用高强钢筋和高强混凝土可以节约材料，取得较好的经济效果。

习题参考答案第3章 抗弯强度理论3-1.12122332c a P P a c-=- 第4章 受弯构件4-1 in lb M n ⋅⨯=61072.1φ； 4-2 226.2in A s =； 4-3 in d 7.16=，259.4in A s =For personal use only in study and research; not for commercial use4-4 （1）in lb M n ⋅⨯=61076.1，（2）in lb M n ⋅⨯=61071.2，（3）in lb M n ⋅⨯=61080.3双筋截面：4-5 （1）in lb M u ⋅⨯=61051.2，（2）in lb M u ⋅⨯=61025.14-6 2'57.4in A s =，288.11in A s =4-7 （a ）in lb M u ⋅⨯=61026.3，（b ）in lb M u ⋅⨯=61021.4，（c ）in lb M u ⋅⨯=61074.54-8 2'76.3in A s =，249.9in A s =4-9 （a ）in lb M n ⋅⨯=61072.3，in lb M u ⋅⨯=61034.3，（b ）in lb M n ⋅⨯=61098.3，in lb M u ⋅⨯=61058.3，（c ）in lb M n ⋅⨯=61092.3，in lb M u ⋅⨯=61053.3 T 形截面：4-10 in lb M u ⋅⨯=61007.5；4-11 （1）in lb M u ⋅⨯=61021.2，（2）in lb M u ⋅⨯=61025.4，（3）in lb M u ⋅⨯=61044.5（4）in lb M u ⋅⨯=61055.74-12 （1）2513.0in A s =，（2）277.2in A s = 4-13 in lb M u ⋅⨯=61053.4第5章 受压构件5-1 21818in h b ⨯=⨯，则284.4in A st =； 5-2 kips P u 5.271=， in lb e P u⋅⨯=610025.1 5-3 （1）2'39.5in A A s s ==，（2）201.4in A st = 5-4 kips P u 25.140=； 5-5 kips P u 0.123=； 5-6 kips P u 0.1728=；5-7 （1）218.5in A st =，（2）232.6in A st =，（3）238.6in A st =5-8 225.4in A st = 第6章 受弯构件的延性6-1 （1）in lb M crack ⋅⨯=610743.0，in rad crack /10123.15-⨯=ϕ（2）in lb M y ⋅⨯=61085.1，in rad y /1088.85-⨯=ϕ（3）in lb M u ⋅⨯=61097.1，in rad u /101825-⨯=ϕ6-2 in lb M u ⋅⨯=61079.1，in rad u /1067.23-⨯=ϕ6-3 in lb M u ⋅⨯=61077.5，in rad u /001.0=ϕ6-4 rad total 0323.0=θ，in AB 47.3=∆第7章 受剪构件7-1 式（7.15）：p s i v c 9.138=，式（7.16）：p s i v c 5.126=，式（7.17）：p s i v c 3.183=，式（7.17a ）：p s i v c 2.229=，SL/T191-96公式：psi v c 0.226=，7-2 （a ）in in s A v /0757.02=，（b ）in in sA v /0619.02= 7-3 in in sA v /0181.02=； 7-4 （a ）in s 09.15=，（b ）in s 50.33= 7-5in L v 0866.021=θ 第8章 受扭构件8-1 不需按计算配置抗扭钢筋。

第五章受压构件的截面承载力1.轴心受压长柱的稳定系数 如何确定?
2混凝土柱设计时在什么情况采用对称配筋？
3.为什么采用ηe0=0.3h0来判别大、小偏心受压构件?
第六章受拉构件的截面承载力
1. 如何判别大、小偏心受拉构件?
2.偏心受拉和偏心受压杆件斜截面承载力计算公式有何不同?为什么?
第七章受扭构件截面承载力计算
1.试说明公式T=0.7f t W t对钢筋混凝土纯扭构件的意义？
2.受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比ζ的含意是什么？有什么限制？
3.在钢筋混凝土构件纯扭实验中，有少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏，它们各有什么特点?在受扭计算中如何避免少筋破坏和超筋破坏?
第八章混凝土构件的变形及裂缝宽度验算
1.简述正常使用极限状态验算的目的和内容
2,分别简述裂缝宽度验算、挠度验算、抗裂验算若不能满足要求应采取的措施。

第十章预应力混凝土构件
1.预应力混凝土结构的优缺点是什么?
2.为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度?
3.预应力损失有哪些?是由什么原因产生的?
某矩形截面钢筋混凝土柱，b =400mm、h=600mm,柱的计算长度lo=7.2m,控制截面轴心压力设计值N=1692kN、弯矩设计值M=170kN·m,采用C30混凝土(f c=14.3N/mm2) 、HRB335级钢筋(f y=f′y=300N/mm2, ξb=0.55),并取a=a’=40mm,试确定两侧的纵向钢筋用量A S和A’S(系数K=1.2)。

第1章绪论思考题1.1什么是钢筋混凝土结构？配筋的主要作用和要求是什么？以混凝土为主要材料的结构。

在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载力和变形能力的作用。

要求：受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起，以保证两者共同变形、共同受力。

同时受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。

保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有：1）对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3）在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋；4）为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。

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结构有哪些功能要求？简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。

（1）结构的安全性（Safety）:在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。

（2）结构的适用性(Serviceability):结构在正常使用时具有良好的工作性能，不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。

（3）结构的耐久性(Durability):结构在正常的维护下具有足够的耐久性。

（即结构能正常使用到规定的设计使用年限）。

它根据环境类别和设计使用年限进行设计。

承载力极限状态(ultimate limit state)：结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态；其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。

正常使用极限状态(serviceability limit state)：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态；其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动。

1.1钢筋混凝土梁破坏时都有哪些特点？钢筋和混凝土是如何共同工作的？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结构由哪些功能要求？简述承载能力极限状态正常使用极限状态的概念？建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。

承载能力极限状态，即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。

正常使用极限状态，即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。

2.1混凝土的强度等级是根据什么确定的？混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值确定的。

我国新《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。

2.2根据约束原理如何加固该柱？根据约束原理，要提高混凝土的抗压强度，就要对混凝土的横向变形加以约束，从而限制混凝土内部微裂缝的发展。

因此，工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土，然后沿柱四周支模板，浇筑混凝土保护层，以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能，达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。

2.3混凝土的徐变？影响？因素？如何减小？结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。

第10章 疲劳强度的概念思考题10-1 什么是交变应力？举例说明。

答 随时间作周期性变化的应力称交变应力。

如下图所示的圆轴以角速度ω匀速转动，轴上一点A 的位置随时间变化，从A 到A ′，再到A ′′，再到A ′′′，又到A 处，如此循环往复。

轴上该点的正应力A σ也从0到，再到0，再到，又到0，产生拉压应力循环。

该点的应力即为交变应力。

+max σ−max σ10-2 疲劳失效有何特点？疲劳失效与静载失效有什么区别？疲劳失效时其断口分成几个区域？是如何形成的？答 （1）疲劳失效时的应力σ远低于危险应力u σ（静载荷下的强度指标）；需要经过一定的应力循环次数；构件（即使是塑性很好的材料）破坏前和破坏时无显著的塑性变形，呈现脆性断裂破坏特征。

（2）疲劳失效的最大工作应力σ远低于危险应力u σ；静载失效的最大工作应力σ为危险应力u σ。

（3）疲劳失效时其断口分成2个区域：光滑区域和颗粒状粗糙区域。

（4）构件在微观上，其内部组织是不均匀的。

在足够大的交变应力下，金属中受力较大或强度较弱的晶粒与晶界上将出现滑移带。

随着应力变化次数的增加，滑移加剧，滑移带开裂形成微观裂纹，简称“微裂纹”。

另外，构件内部初始缺陷或表面刻痕以及应力集中处，都可能最先产生微裂纹。

这些微裂纹便是疲劳失效的起源，简称“疲劳源”。

微裂纹随着应力交变次数的继续增加而不断扩展，形成了裸眼可见的宏观裂纹。

在裂纹的扩展过程中，由于应力交替变化，裂纹两表面的材料时而互相挤压、时而分离，这样就形成了断口表面的光滑区。

宏观裂纹继续扩展，致使构件的承载截面不断被削弱，类似在构件上形成尖锐的“切口”。

这种切口造成的应力集中，使局部区域内的应力达到很大数值。

最终在较低的应力水平下，由于累积损伤，致使构件在某一次载荷作用时突然断裂。

断口表面的颗粒状区域就是这种突然断裂造成的，所以疲劳失效的过程可以理解为裂纹产生、扩展直至构件断裂的一个过程。

10-3 什么是对称循环？什么是脉冲循环？ 答 对称循环是指最大应力与最小应力大小相等，正负号相反的应力循环。

混凝土结构原理思考题及习题集1绪论思考题0-1什么是混凝土结构？0-2什么是素混凝土结构？0-3什么是钢筋混凝土结构？0-4什么是型钢混凝土结构？0-5什么是预应力混凝土结构？0-6在素混凝土结构中配置一定型式和数量的钢材以后，结构的性能将发生什么样的变化？0-7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共同工作？0-8钢筋混凝土结构有哪些主要优点？0-9钢筋混凝土结构有哪些主要缺点？0-10人们正在采取哪些措施来克服钢筋混凝土结构的主要缺点？0-11混凝土结构是何时开始出现的？0-12近30年来，混凝土结构有哪些发展？第1章混凝土结构用材料的性能思考题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?1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?σ-曲线的特点。

1-5试述受压混凝土棱柱体一次加载的ε1-6混凝土的弹性模量是怎样测定的?1-7简述混凝土在三向受压情况下强度和变形的特点。

1-8影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?1-9混凝土的收缩和徐变有什么区别和联系?1-10收缩和徐变对普通混凝土结构和预应力混凝土结构有何影响?1-11钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的?1-l2“钢筋混凝土构件内，钢筋和混凝土随时都有粘结力。

”这一论述正确吗?简要解释说明。

1-13伸入支座的锚固长度越长，粘结强度是否越高?为什么?1-14《规范》与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(征求意见稿)中，钢筋和混凝土材料在材料强度取值方面有何差别?1-15公路桥涵工程中对钢筋和混凝土有何特殊要求?。

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。

学习好帮手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？学习好帮手答：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。