混凝土结构设计原理第七版课后答案

第一章 绪 论

问 答 题

1． 什么是混凝土结构？

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。 3． 钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？ 4． 混凝土结构有什么优缺点？

5． 房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？ 6． 简述混凝土结构设计方法的主要阶段。 7． 简述性能设计的主要步骤。

8． 简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。

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

第一章绪论

问答题

1．什么是混凝土结构？

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。

3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？

4．混凝土结构有什么优缺点？

5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？

6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段。

7．简述性能设计的主要步骤。

8．简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。

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

第2章-思考题

2.1混凝土立方体抗压强度fcu,k、轴心抗压强度标准值fck和抗拉强度标准值ftk是如何确定的？为什么fck低于fcu,k？ftk与fcu,k有何关系？fck与fcu,k有何关系？

答：混凝土立方体抗压强度fcu,k：以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）℃的温度和相对湿度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作为混凝土立方体抗压强度标准值。

轴心抗压强度标准值fck：以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。

轴心抗拉强度标准值ftk：以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）

为什么fck低于fcu,k：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件

混凝土结构设计原理试题库及其参考答案

一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“3”。每小题1分。）

第1章 钢筋和混凝土的力学性能

1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ ） 6．C20表示fcu=20N/mm。（ ）

7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ ）

11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ ）

12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ ）

第3章 轴心受力构

《混凝土结构设计原理》

第4章 受弯构件的正截面受弯承载力

4.1 混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下：当正截面处于非均匀受压时，cu ε的取值随混凝土强度等

级的不同而不同，即cu ε＝0.0033－0.5(f cu,k －50)×10-5，且当计算的cu ε值大于0.0033时，取为0.0033；当正截面处于轴心均匀受压时，cu ε取为0.002。

4.2 所谓“界限破坏”，是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时，受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达

到混凝土极限压应变时所发生的破坏。此时，受压区混凝土边缘纤维的应变c ε＝cu ε＝0.0033－0.5(f cu,k －50)×10-5，受拉钢筋的应变s ε＝y ε＝f y ／E s 。

4.3 因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据；第Ⅱ阶段可作

为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。

4.4 当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min

ρρρ≤≤时发生适筋

《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力

4.1

混凝土弯曲受压时的极限压应变?cu的取值如下：当正截面处于非均匀受压时，?cu的取值随混凝土强度等级的不同而不同，即?cu＝0.0033－0.5(fcu,k－50)×10-5，且当计算的?cu值大于0.0033时，取为0.0033；当正截面处于轴心均匀受压时，?cu取为0.002。

4.2

所谓“界限破坏”，是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时，受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。此时，受压区混凝土边缘纤维的应变?c＝?cu＝0.0033－0.5(fcu,k－50)×10-5，受拉钢筋的应变?s＝?y＝fy／Es。

4.3

因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据；第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；第Ⅲ阶段末(即Ⅲa阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa阶段的应力状态列出的。

4.4

当纵向受拉钢筋配筋率?满足?min当?????b时发生适筋破坏形态；当???min时发

一、主观题(共18道小题) 1. 如何减小梁弯曲裂缝宽度？

参考答案：减小钢筋应力，增加纵筋配筋率，合理布置钢筋，适当减小钢筋间距，采

用变形钢筋替代光圆钢筋，采用预应力构件

2. 最大裂缝宽度W

max

是指钢筋表面处的裂缝宽度，还是构件外表面处的裂缝宽度？

参考答案：指构件外表面处的裂缝宽度

3. 由缝宽度计算公式可知，混凝土保护层越大，裂缝宽度就越大，这是否说明小的混凝土

厚度对结构的耐久性更好？

参考答案：足够的混凝土保护层的质和量对耐久性有好处。

4. 试从W

max

参考答案：裂缝宽度与钢筋应力大致成正比，所以限制裂缝宽度就等于限制了钢筋应

力值，因此无法采用高强度钢筋。

5. 影响梁斜截面受剪承载力的因素有哪些？

参考答案：参见教材97-98页（新教材）或第71-71页（老教材）

6. 如何避免梁发生斜拉破坏、斜压破坏？

参考答案：参见教材关于斜截面抗剪承载力公式的上限和下限。截面限制条件防止斜

压破坏，合格的配箍率和箍筋间距防止斜拉破坏。

7.

某矩形截面简支梁，承受匀布荷载。C25混凝土，fc=11.9MPa，ft=1.27MPa，b=250mm，h=700mm，h0=640mm。只设置双肢Ф8-HRB335箍筋，fyv=300MPa

一、主观题(共18道小题) 1. 如何减小梁弯曲裂缝宽度？

参考答案：减小钢筋应力，增加纵筋配筋率，合理布置钢筋，适当减小钢筋间距，采

用变形钢筋替代光圆钢筋，采用预应力构件

2. 最大裂缝宽度W

max

是指钢筋表面处的裂缝宽度，还是构件外表面处的裂缝宽度？

参考答案：指构件外表面处的裂缝宽度

3. 由缝宽度计算公式可知，混凝土保护层越大，裂缝宽度就越大，这是否说明小的混凝土

厚度对结构的耐久性更好？

参考答案：足够的混凝土保护层的质和量对耐久性有好处。

4. 试从W

max

参考答案：裂缝宽度与钢筋应力大致成正比，所以限制裂缝宽度就等于限制了钢筋应

力值，因此无法采用高强度钢筋。

5. 影响梁斜截面受剪承载力的因素有哪些？

参考答案：参见教材97-98页（新教材）或第71-71页（老教材）

6. 如何避免梁发生斜拉破坏、斜压破坏？

参考答案：参见教材关于斜截面抗剪承载力公式的上限和下限。截面限制条件防止斜

压破坏，合格的配箍率和箍筋间距防止斜拉破坏。

7.

某矩形截面简支梁，承受匀布荷载。C25混凝土，fc=11.9MPa，ft=1.27MPa，b=250mm，h=700mm，h0=640mm。只设置双肢Ф8-HRB335箍筋，fyv=300MPa

《混凝土结构设计原理》

小结

第1章 绪论

（1）钢筋和混凝土共同工作的三个条件 钢筋与混凝土之间存在粘结力； 两种材料的温度线膨胀系数很接近； 混凝土对钢筋起保护作用。

（2）混凝土结构的优、缺点（与钢结构相比）。

第2章 材料性能

（1）钢筋的强度和变形

强度：屈服强度（条件屈服强度）：钢筋设计强度取值的依据

极限强度

变形：最大力下的总伸长率；延伸率；冷弯性能 分类：有明显流幅（软钢）；无明显流幅（硬钢） 预应力筋；普通钢筋 钢筋冷加工：力学性能变化 （2）混凝土的强度和变形 1）单轴受力强度

立方体抗压强度

轴心抗压强度

fc,m?0.88?c1?c2fcu,m

0.55f?0.88?0.395?f轴心抗拉强度 t,mc2cu

2）复杂受力强度

三轴强度：随侧向压力增大，纵向受压强度和变形能力提高 二轴受力强度： 剪压和剪拉强度：

3）受力变形

一次短期加载变形：应力-应变曲线的特点；峰值应变?0和

极限压缩应变?cu

徐变变形：定义；特点；徐变对结构的影响

重复加载变形：重复荷载作用下应力-应变曲线的特点；疲劳强度

4）

（第二版）结构设计原理课后习题答案

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fcu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