混凝土结构设计原理课件习题集

混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集1/21第一章绪论思考题钢筋混凝土构造有哪些优点、缺点？钢筋与混凝土两种物理力学性能不同的材料，为何能共同工作？学习本课程要留意哪些问题？其次章 混凝土构造材料的物理力学性能思考题混凝土的立方体抗压强度 fcu,k是如何确定的？与试块尺寸有什么关系？如已知边长 150mm 混凝土立方体试件抗压强度平均值fcu=20N/mm2，试估算以下混凝土强度的平均值：100mm棱柱体试件的抗压强度；构件的混凝土抗拉强度。绘制混凝土棱柱体试件在一次短期加荷下的应力－应变曲线，并指出fc、ε0、εmax等特征值。混凝土的割线模量、弹性模量有何区分？它们与弹性系数有何关系？什么叫混凝土的徐变、线性徐变、非线性徐变？混凝土的收缩和徐变有何本质区分？绘制有物理亏服点的钢筋的应力－应变曲线，并指出各阶段的特点与各转折点的应力名称。解释条件屈服强度、屈强比、伸长率？受拉钢筋锚固长度la与哪些因素有关，如何确定？受压钢筋锚固长度为何小于la，又有哪些要求？如何确定同一、非同一搭接区段，如何确定搭接长度，在同一接区段内的搭接钢筋面积有哪些要求？求？《标准》对机械连接接头和焊接接头分别提出了哪些要求？一对称配筋的钢筋混凝土构件，其支座之间的距离固定不变。试问由于混凝土的收缩，混凝土与钢筋中将产生哪些应力？第三章 按近似概率理论的极限状态设计法思考题构造设计的目地是什么？构造应满足哪些功能要求？构造的设计基准期是多少年？超过这个年限的构造是否不能再使用了？何谓构造的极限状态？构造的极限状态有几类？主要内容是什么？何谓构造的牢靠性与牢靠度？何谓构造上的作用、作用效应？何谓构造抗力？构造的功能函数是如何表达的？当功能函数Z＞0、Z＜0、Z＝0时，各表示什么状态？何谓牢靠指标β与失效概率Pf？两者之间的关系如何？何谓目标牢靠指标与构造安全等级？试说明材料强度平均值、标准值、设计值之间的关系。试说明荷载标准值与设计值之间的关系，荷载分项系数如何取值？承载力气极限状态表达式是什么？试说明表达式中各符号的意义？何谓可变荷载组合系数ψc、频遇系数ψf和准永久系数ψq，三者有何有同？论述在正常使用极限状态计算时，依据不同的设计要求，应承受哪些荷载组合？为满足构造的耐久要求，应实行什么措施？第四章 受弯构件的正截面受弯承载力思考题混凝土弯曲受压时的极限压应变εcu取为多少？什么叫“界限破坏”？“界限破坏”时的εcu和εs各等于多少？为什么要把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，它与建立正截面受弯承载力计算公式有何关系？什么叫少筋梁、适筋梁和超筋梁？在实际工程中为什么应避开承受少筋梁和超筋梁？什么叫配筋率，它对梁的正截面受弯承载力有何影响？Mu,max有何影响？双筋矩形截面受弯构件中，受压钢筋的抗压强度设计值是如何确定的？ 在什么状况下可承受双筋截面梁，双筋的根本计算公式为什么要有适用条件？x≥2a’,x<2a何计算？T形截面梁的受弯承载力计算公式与单筋矩形截面与双筋矩形梁的受弯承载力计算公式有何异同点？在正截面受弯承载力计算中，对于混凝土强度等级小于C50的构件C50习题一根钢筋混凝土简支梁，计算跨度为m26.5kN/m〔已考虑荷载分项系数，但不包括梁自重。混凝土强度等级为C20，承受HRB400钢筋。试确定梁的截面尺寸并计算受拉钢筋截面面积和选择钢筋。〔〕依据荷载大小初选截面尺寸b〔〕/〔〕此题的计算结果有多种答案。一钢筋混凝土梁0×m混凝土强度等级为5，采用热轧钢筋 HRB400。该梁在所计算截面中承受设计弯矩M=570kN·m，试分别用根本方程式和表格法计算所需受拉钢筋的截面面积，并画出该梁的截面配筋图，注明所选受力钢筋与其它构造钢筋的根数与直径。提示：受拉钢筋的截面面积估量较大，可能需要排成二排，因此在计算h0h0=800-60=740mm。所谓其它构造钢筋是指架立钢筋和沿截面侧边确定间隔设置的纵向构造钢筋。3-1计算所需受拉钢筋截面面积。ab个正方形受压区面积对应的受拉钢筋截面面积和这时截面所能担当的弯M*M*＜Mabab然后再依据推断出中和轴位置和受压区外形分别按相应的方法计算受拉钢筋的截面面积。试计算表中所给的五种状况截面所能担当的弯矩Mu，并分析提高混凝土强度等级、提高钢筋级别、加大截面高度和加大截面宽度这几种措施对提高截面抗弯力气的效果。其中那种措施效果较为显著，哪种措施效果不明显，并说明缘由。钢筋级序号状况梁高(mm)梁宽 (mm)1原状况级级别高度钢筋级序号状况梁高(mm)梁宽 (mm)1原状况级级别高度加大截面宽度500200940别级HRB335混凝土MuC202500200940HRB335C253500200940HRB400C204600200940HRB335C205500250940HRB335C20〔1〕试计算截面所需的受拉钢筋和受压钢筋的截面面积；〔2〕假设受压区已配置了HRB400〔3 20〕的受压钢筋〔am，试计算所需受拉钢筋的截面面积。h=h-60。0b×h=300×600mm，混凝土强度等C30HRB400212承受的弯矩设计值M=160kN·m时，试计算所需的受拉钢筋截面面积，并选择其直径与根数。某肋形楼盖次梁，截面尺寸如习题图3-2所示。翼缘计算宽度为b=1600mm，混凝土为C20，承受热轧钢筋HRB400，假设截面担当的弯f数。习题图4－1 习题图4－2 题图4－3T3-3为C30，承受热轧钢筋HRB400，当作用在截面中设计弯矩M=800kN·m时，试计算受拉钢筋的截面面积，并画梁的配筋图。第五章 受弯构件的斜截面承载力思考题试述剪跨比的概念与其对斜截面破坏的影响？梁上斜裂缝是怎样形成的？它发生在梁的什么区段？梁上斜裂缝有几种类型？有何特点？试述梁斜截面受剪破坏的三种形态与其破坏特征？试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型？影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些？在设计中承受什么措施来防止梁的斜压和斜拉破坏？TI形梁在不同荷载状况下斜截面受剪承载力计算公式？连续梁的受剪性能与简支梁相比有何不同？为什么它们可以承受同一混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集受剪承载力计算公式？计算梁斜截面受剪承载力时应取那些计算截面？什么是材料抵抗弯矩图？如何绘制？为什么要绘制？为了保证梁斜截面受弯承载力，对纵筋的弯起、锚固、截断以与箍筋的间距，有什么构造要求？习题一根如习题图习题图5－1所示的矩形截面简支梁，截面尺寸为b=250mm，h=550mm，混凝土强度等级为C20，纵向受拉钢筋为HRB400，箍筋HPB235。梁承受的均布荷载q=60kN·m〔已考虑了荷载225+222的纵向受拉钢筋，试分别按下述两种腹筋配置方式对梁进展斜截面抗剪强度计算：只配置箍筋〔并要求选定箍筋直径和间距；按构造要求沿梁长配置最低数量的箍筋后，试计算所需的弯起钢筋的排数与数量，并选定其直径和根数。提示：对本例中通过钢筋混凝土垫块支承在砖墙上的简支梁，其计算跨度l0可按下式取用l l0 n

a1.05ln其中ln为净跨，a为梁伸入支座的支承长度。但在进展抗剪强度验算时，应取支座内边缘处的剪力值。习题图5－1 习题图5－27/21混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集9/21h=500mm，计算简图如习题图习题图5－2所示。集中荷载P=90kN中γ=1.35，自重的荷载分项系数为γG=1.2C20，箍筋与弯起钢筋均为HRB335。试按以下两种腹筋布置方案进展斜截面抗剪强度计算：仅配置箍筋〔要求选定箍筋直径与间距；箍筋按双肢φ6@200配置，试计算所需的弯起钢筋用量，并确定每侧各须布置几排弯起钢筋和绘出腹筋配置草图。5－3 ln=5.3m，承受均布荷载。截面尺寸为0m0m,混凝土为05，假设沿梁全长配置双肢φ8@120剪力，和依据抗剪强度验算推算出这根梁所能担当的均布荷载〔指包括荷载分项系数在内的均布荷载。第六章 思考题轴心受压一般箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数φ如何确定？轴心受压一般箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同？简述偏心受压短柱的破坏形态？偏心受压构件如何分类？长柱的正截面受压破坏与短柱的破坏有何异同？什么是偏心受压长柱的二阶弯矩？偏心距增大系数η是如何推导的？怎样区分大、小偏心受压破坏的界限？矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力如何计算？矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载力如何计算？怎样进展不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的设计与计算？对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分？怎样进展对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的设计与计算？Nu－Mu的相关曲线？怎样计算双向偏心受压构件的正截面承载力？怎样计算偏心受压构件的斜截面受剪承载力？习题某层钢筋混凝土轴压柱，截面尺寸b×h=250×250mm，承受C20HRB400HPB235l0=4.9m，〔包括自重〕N=400kN。依据计算和构造要求，选配纵筋和箍筋。m。混凝土为0，纵向受力筋为热轧钢筋06，假设承受螺旋箍5φmsHRB400N=300kN，设计弯矩M=280kN·m。s试计算当承受非对称配筋时的As和A。假设受压钢筋已配置了4 8试计算A。s试计算当承受对称配筋时的As和A。s试比较上述三种状况的钢筋用量。mm，混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集计算长度l0=6.8mC20HRB400，在该柱M=160kN·m时，试计算所需的As和A,并绘出截面配筋图。sb=350mm，h=550mmass=a=40mml=5mC20ss 0HRB400N=1600kN,设计弯矩M=100kN·m时，试计算所需的As和A,并绘出截面配筋图。ss

s as受力钢筋承受HRB400。当水平把握截面中的每米长度内作用的设计轴向压力N=100kN，设计弯矩M=65kN·m时，试确定所需的As和A，选定〔提示：假定已给出，s4〕0m=a5m00，s为4 20，As

2 12+1

=4m。假设作用的设计轴向A s 0s力N=1800kNM。某钢筋混凝土偏心受压柱的截面为矩形，b=300mm，h=400mm，称配筋。该柱的把握截面中作用有以下两组设计内力：第一组：N=564kN，M=145kN·m其次组：N=325kN，M=142kN·m试先初步推断哪一内力最不利，再通过计算确定出两组内力作用下所需的受力钢筋面积，验证原推断是否正确。某厂房柱的下柱承受对称工字形截面，其几何尺寸如习题图6－1l0=9.3mC20HRB400，箍筋承受热轧钢筋HPB235。依据内力分析结果，该柱把握截面中作用有以下三组由不同的荷载状况求得的不利内力：第一组：N=500kN，M=350kN·m其次组：N=740kN，M=294kN·m试依据这三组内力确定当承受对称配筋时截面每侧所需的纵向受力钢AsA。s10/21混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集6－1第七章 思考题当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时，怎样计算其正截面的承载力？怎样区分偏心受拉构件所属的类型？怎样计算小偏心受拉构件的正截面承载力？大偏心受拉构件的正截面承载力计算中，xb为什么取与受弯构件一样？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？第八章 受扭构件的扭曲截面承载力思考题简述钢筋混凝土纯扭和剪扭构件的扭曲截面承载力的计算步骤？纵向钢筋与箍筋的配筋强度比ζ的含意是什么？起什么作用？有什么限制？在钢筋混凝土构件纯扭试验中，有少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏和11/21混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集1212/21局部超筋破坏，它们各有什么特点？在受扭计算中如何避开少筋破坏和超筋破坏？为满足受扭构件受扭承载力计算和构造规定要求，配置受扭纵筋与箍筋应当留意哪些问题？βt的物理意义是什么？其表达式表示了什么关系？此表达式的取值考虑了哪些因素？习题b×h=300×600mm，在跨度三分点处各担当由一根外伸悬臂梁传来的扭矩T=28kN·m和竖向荷载P=45kN。此外，该梁在左右两个三分之一跨内分别承受均布荷载q=98kN/m,该梁的弯矩图，剪力图和扭矩图如习题图8－1所示，假设混凝土强度等级为C30，钢筋：纵向筋为HRB400，箍筋为HPB235，试进展该梁设计。混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集13/218－1一根钢筋混凝土矩形截面悬臂梁，b×h=200×400mm，其混凝土强度等级为C25，受力纵筋为HRB400，箍筋为HPB235，假设在悬臂支座截面处作用设计弯矩M=56kN·m，设计剪力V=60kN和设计扭矩T=4kN·m，试确定该构件的配筋，并画出配筋图。第九章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝与混凝土构造的耐久性思考题何谓构件截面的弯曲刚度？它与材料力学中的刚度相比有何区分与特点？怎样建立受弯构件刚度计算公式？何谓“最小刚度原则”？试分析应用该原则的合理性？简述参数ψ、ρte的物理意义？简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理？最大裂缝宽度计算公式是怎样建立起来的？为什么不用裂缝宽度的平均值而用最大值作为评价指标？简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。三者不能同时满足时实行什么措施？在挠度和裂缝宽度验算公式中，怎样表达“按荷载标准组合并考虑荷载准永久组合影响”进展计算的？何谓混凝土构件截面的延性？其主要的表达方式与影响因素是什么？影响混凝土构造耐久性的主要因素是哪些？怎样进展耐久性概念设计？确定混凝土保护层最小厚度、构件变形和裂缝限值时考虑哪些因素？习题一根单筋矩形截面简支梁，b×h=200×500mm，由荷载标准值产生的跨中最大弯作Mk=85kN·m，混凝土强度等级为C25，在受拉区配置—排热轧钢筋〔46，混凝土保护层厚度m，验算裂缝宽度是否满足ωlim=0.2mm要求。一承受均布荷载的预制单筋矩形截面梁b×0×m纵向受拉钢筋承受热轧钢筋0〔3 ，梁的计算跨度，混凝土强度等级为C25，承受由荷载效应标准组合产生的跨中最大弯矩0限值为l 试验算此梁的挠度是否满足要求。0300预应力混凝土构件思考题为什么要对构件施加预应力？预应力构件最突出的优点是什么？对构件施加预应力是否影响构件的承载力气？预应力混凝土构件中对材料有何要求?为什么预应力混凝土构件可采用高强度钢筋和混凝土？何谓张拉把握应力？张拉把握应力的大小对构件的性能有何影响？为什么先张法构件预应力筋的张拉把握应力限值比后张法构件高？如何减小各项预应力损失？6.换算截面A0和净截面An的意义是什么？为什么计算施工阶段的混凝土应力时，先张法用A0，后张法用净截面An，而计算外荷载引起截面A0。以抗裂计算公式分析预应力混凝土构件抗裂比一般钢筋混凝土构件高的缘由。对允许消灭裂缝的预应力混凝土构件裂缝开展宽度的要求是否和普通钢筋混凝土构件一样？预应力的效果是如何表达的？为什么有些预应力混凝土受弯构件中要配A裂度有何影响？ p

？它对构件的强度、抗预应力筋是如何将其张拉力传给混凝土的？对构件端部的应力状态有何影响？全预应力混凝土与局部预应力混凝土有何异同？12如何进展预应力混凝土构件的施工阶段验算？如何计算预应力混凝土受弯构件的变形？对预应力构件有哪些构造要求？习 题混凝土构造设计原理课件习题集试设计24m跨折线预应力混凝土屋架下弦杆、根本设计条件如下：4-1材料：承受C40混凝土，预应力筋承受热处理钢筋45Si2Cr，非HRB400〔3〕内力：N=550kN，Nk=480kN，Nq=430kN〔1〕施工方法：承受后张法生产，预应力筋孔道承受充压橡皮管100%设计强度时张拉预应力筋。10－1〔5〕设计要求：确定钢筋数量；验算使用阶段正截面抗裂度；验算施工阶段混凝土抗压承载力；验算施工阶段锚固区局部承载力〔包括确定钢筋网的材料、规格、网片的间距与垫板尺寸等。6.9m条件如下：〔1〕构件与截面几何尺4-2材料：承受C30混凝土，承受消退应力钢丝〔刻痕〕φI5不配非预应力筋。荷载：20mm水泥砂浆地面面层，20mm活荷载q〔k

3.0kN/m2。座长度60m，承受两阶段升温养护体制，16/21混凝土构造设计原理课件习题集混凝土构造设计原理课件习题集19/21预应力筋承受一次张拉，混凝土达70%设计强度时，缓慢放松预应力筋。设计要求： 习题10－2计算所需钢筋面积；验算使用阶段正截面抗裂度；验算使用阶段的挠度。〔维持重心位置不变，然后按工形截面设计。折算方孔的宽、高为：2 3b 2 31

d h d32132什么是钢筋混凝土超静定构造的塑性内力重分布？什么是充分的内力重什么是钢筋混凝土超静定构造的塑性内力重分布？什么是充分的内力重分布？试画出图示各板在均布荷载作用下的塑性绞线位置。思考题第4题第十一章梁板构造思 考 题按弹性理论计算现浇单向板肋梁楼盖的内力时，为什么要使用折算荷载？按塑性理论计算内力时，为什么不消灭折算荷载？比较钢筋混凝土的塑性绞与抱负绞的异同。单向板和双向板中各需布置那些构造钢筋？其作用是什么？单向板的主梁、次梁，双向板的支承梁上的荷载是如何确定的？图示伸臂梁，承受恒载g，跨