混凝土结构设计原理作业1

混凝土结构设计课程考试作业

一、设计说明

1、该设计为设计年限70年的民用住宅，采用框架结构，钢筋混凝土整体现浇单向板肋梁楼盖。

2、采用主梁纵向布置，次梁横向布置。其优点是：减小了主梁的截面高度，增大了室内净高。适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。

3、通过查阅建筑结构荷载规范，活载Q=2.5 kn/m².

4、材料选用C30商品混凝土，主筋采用HRB335级钢筋。

5、恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4.

6、采用20mm厚水泥砂浆面层，15mm厚混合砂浆天棚抹灰。

7、其结构层布置如下图所示：

图一结构布置图

8、计算尺寸：

板厚：h板=（1/35~1/40）L板=57.14~50<60mm。根据混凝土结构设计规范民用建筑单向楼板不应小于60mm，故取h=60mm。

次梁：h次=（1/12~1/18）L次=500~333.3mm，取h次=450mm。

b次=（1/2~1/3）h次=225~150mm，取b次=200mm。

主梁：h主=（1/8~1/14）L主=750~429mm，取h主=600mm。

b主=（1/2~1/3）h主=300~200mm，取b主=300mm。

二、板的计算

1、板荷载计算：取1米宽板带计算。

恒荷载标注值

20mm厚水泥

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

科大考试专用

αs——截面抵抗矩系数γs——截面内力臂系数(4)

M1 、M2——偏心受压构件对同一主轴组合弯矩设计值

Cm——构件端截面偏心距调节系数

εns——由二阶效应引起的临界截面弯矩增大系数

δc——偏心受压构件截面曲率修正系数

ea——附加偏心距ei——初始偏心距（5）

βc——混凝土强度影响系数（7）

Vc——剪扭共同作用下混凝土受剪承载力

Tc——剪扭共同作用下混凝土受扭承载力

Wt——受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩

βt——剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数

α——混凝土受剪承载力降低系数（8）

Bs——短期刚度

αE——钢筋与混凝土的弹性模量比

ψ——开裂截面的内力臂系数

δ——受压区边缘混凝土平均应变综合系数（9）

Chapter 1

钢筋与混凝土两种材料共同工作的基础：

①钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能协调变形，共同工作。粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。

②钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。钢材料为1.2×10-5，混凝土为（1.0~1.5）×10-5。使两者间的粘结力遭到破坏。

科大考试专用

③混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀和直接遭受火烧，提高了结构的耐久性和耐火性。

混凝土结构的优点：就

第一章 绪论

第二章 材料的物理力学性能

本章的意义和内容：钢筋与混凝土的物理力学性能以及二者共同工作的特性直接影响混凝土结构和构件的性能，也是混凝土结构计算理论和设计方法的基础。本章讲述了钢筋与混凝土的强度、变形性能，影响各种性能的因素，以及钢筋与混凝土之间的粘结性能等。

本章习题内容主要涉及：

混凝土的强度——影响混凝土强度的因素；立方体抗压强度（由此划分混凝土强度等级），轴心抗压强度，轴心抗拉强度；复合应力状态下的强度。

混凝土的变形——混凝土在一次短期加载下的应力应变关系；混凝土三向受压时的变形特点；混凝土的变形模量；混凝土的徐变、收缩，及它们对钢筋混凝土结构的影响。

钢筋——钢筋的强度、变形，钢筋的品种、级别及形式；钢筋的冷加工；钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求。

钢筋与混凝土之间的粘结力；钢筋的连接。

概 念 题

（一）填空题

1. 钢筋和混凝土两种材料组合在一起，之所以能有效地共同工作，是由于 、 以及混凝土对钢筋的保护层作用。

2. 混凝土强度等级为C30，即 为30Nmm，

混凝土结构设计原理课程设计 —现浇单向板肋梁楼盖设计

专 业： 工程管理 班 级： 四班 姓 名： 邓超 学 号： 12152679 指导教师： 王志美

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目 录

1、设计任务书-------------------------------------------------（1） 2、设计计算书-------------------------------------------------（2） 3、平面结构布置----------------------------------------------（2） 4、板的设计----------------------------------------------------（3） 5、次梁的设计-------------------------------------------------（6） 6、主梁的设计-------------------------------------------------（10） 7、关于计算书及图纸

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

混凝土结构基本设计原理

思考题与习题集

第1章 绪论

思考题

1．1钢筋混凝土结构有哪些优点和缺点？ 答：

混凝土结构有以下优点： (1) 材料利用合理； (2) 可模性好；

(3) 耐久性和耐火性较好；

(4) 现浇混凝土结构的整体性好； (5) 刚度大、阻尼大； (6) 易于就地取材。

混凝土结构有以下缺点： (1) 自重大； (2) 抗裂性差； (3) 承载力有限； (4) 施工复杂；

(5) 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。

1．2钢筋和混凝土是如何共同工作的？ 答：

钢筋和混凝土两种材料能够结合在一起共同工作，除了二者具有相近的线膨胀系数外，更主要的是由于混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力。保证钢筋不会从混凝土中拔出或压出，与混凝土更好地共同工作。粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体，是共同工作的基础。

1．3本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？ 答：

本课程主要包括内容有

材料物理力学性能、设计方法、钢筋混凝土基本构件包括受弯构件、受压构件、受扭构件、受拉构件、楼盖设计、（预应力混凝土基本构件主要为受拉构件和受弯构件）。 本课程要注意的问题