混凝土结构设计原理第五版第六章答案

《混凝土结构设计原理》

思考题及习题 （参考答案）

第3章 按近似概率理论的极限状态设计法

思 考 题

3.1 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性。它包含安

全性、适用性、耐久性三个功能要求。结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求；结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。

3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用，荷载则为“作用”中的一种，属于直接作

用，其特点是以力的形式出现的。影响结构可靠性的因素有：1）设计使用年限；2）设计、施工、使用及维护的条件；3）完成预定功能的能力。结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差，使得结构构件的抗力具有不确定的性质，所以抗力是一个随机变量。

3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定

状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态可分为两类，一类是承载能力极限状态，即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继

《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

《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

结构力学第六章 结构位移计算§6-1 §6-2 §6-3 §6-4 §6-5 §6-6 §6-7 §6-8 概 述 变形体系的虚功原理 位移计算的一般公式 单位荷载法

静定结构在荷载作用下的位移计算 图乘法 静定结构温度变化时的位移计算 静定结构支座移动时的位移计算 线弹性结构的互等定理退出 返回

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23:54

§6-1 概述

结构力学

一、结构的位移 (Displacement of Structures)

1. 结构的位移是指结构上的某一截面在荷载或其它 因素作用下由某一位置移动到另一位置，这个移动 的量就称为该截面的位移(线位移和角位移)。思考：变形与位移的差别？ 变形：结构在外部因素作用下发生的形状的变化。 两者之间的关系：有形变必有位移；有位移不一 定有形变。

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§6-1 概述2. 位移的分类A

结构力学

P

A

Ay 位移 A Ax

线位移转角位移

A A点线位移 Ax A点水平位移 Ay A点竖向位移 A截面转角退出 返回

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§6-1 概述C'CV CDV DV

《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 2012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

第6章

储能元件

本章重点6.16.2 6.3 电容元件

电感元件 电容、电感元件的串联与并联

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重点： 1. 电容元件的特性 2. 电感元件的特性 3. 电容、电感的串并联等效

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6.1 电容元件电容器 在外电源作用下，正负电极上分别 带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电 荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的 部件。 _q +q

U 注意 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。返 回 上 页 下 页

1. 定义电容元件

储存电能的两端元件。任何时 刻其储存的电荷 q 与其两端 的电压 u能用q~u 平面上的一 条曲线来描述。 q u o

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2.线性时不变电容元件任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压

u 成正比。q u 特性曲线是过原点的直线。电容 器的 电容 q

C

q u

tan o

u

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C

电路符号 +

+q u

-q -

单位

F (法拉), 常用 F,pF等表示。

1F=106 F

1 F =106pF

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3. 电容的电压 电流关系i+ C - 电容元件VCR 的微分形式

u

u、i 取关联 参考方向

i

dq dt

d Cu dt

C

du dt

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C +q + u -q -

i C

du dt

公共管理学

第六章 组织设计内容安排 组织与组织设计 部门化 集权与分权 组织设计的有机化 正式组织与非正式组织

公共管理学

CASE1: 制定得很好的计划，常常因为管理人员 没有适当的组织结构予以支持而落空。 而在某一时期是合适的组织结构， 可能 过了一两年以后就不再合适。

公共管理学

利兹夫妇在1971年建立了CMP出 版公司。

到1987年， 他们公司出版的10种 商业报纸和杂志都在各自的市场上占据 了领先地位。更令人兴奋的是，它们所 服务的市场(计算机、通讯技术、商务 旅行和健康保健)提供了公司成长的充 足机会。

公共管理学

他们最初为CMP设立的组织，将所有重 大的决策都集中在他们手中，但到1987年利 兹夫妇越来越难照看好公司。 比如，想要约见格里的人得早上8点就 在他办公室外排队等候。员工们越来越难得 到对日常的答复，而要求快速反应的重要决 策经常被耽误。对于当初设计的组织来说， CMP已经成长得太大了。

公共管理学

首先，他们将公司分解为可管理的单位(实质 上是在公司内建立半自主的公司),并分别配备一 名独立的经理掌管各单位。这些经理都被授予足 够的权力去经营和扩展他们各自的分部。 其次，利兹夫妇设立一个出版委员会负责监 管这些分部。利兹

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第六章 静电场中的导体与电介质

6 －1 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ）

（A） 升高 （B） 降低 （C） 不会发生变化 （D） 无法确定 分析与解 不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A）。 6 －2 将一带负电的物体M靠近一不带电的导体N，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N 的左端接地（如图所示），则（ ） （A） N上的负电荷入地 （B）N上的正电荷入地 （C） N上的所有电荷入地 （D）N上所有的感应电荷入地

分析与解 导体N 接地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N在哪一端接地无关。因而正确答案为（A）。

6 －3 如图所示将一个电量为q 的点电荷放在一个半径为R 的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d，参见附图。设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A）E?0,V?（B）E?q 4πε0dqq,V?

4πε0d24πε0d（

第6章

储能元件

本章重点6.16.2 6.3 电容元件

电感元件 电容、电感元件的串联与并联

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重点： 1. 电容元件的特性 2. 电感元件的特性 3. 电容、电感的串并联等效

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6.1 电容元件电容器 在外电源作用下，正负电极上分别 带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电 荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的 部件。 _q +q

U 注意 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。返 回 上 页 下 页

1. 定义电容元件

储存电能的两端元件。任何时 刻其储存的电荷 q 与其两端 的电压 u能用q~u 平面上的一 条曲线来描述。 q u o

f (u, q) 0

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2.线性时不变电容元件任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压

u 成正比。q u 特性曲线是过原点的直线。

q Cu

q C tan u

电容 器的 电容

q

o u

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C

电路符号 +

+q u

-q -

单位

F (法拉), 常用 F,pF等表示。

1F=106 F

1 F =106pF

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3. 电容的电压 电流关系i+ C - 电容元件VCR 的微分形式

u

u、i 取关联 参考方向

dq dCu du i C dt dt dt

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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