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环亚集团结构设计原理第三版课后答案叶见曙

时间:2020-07-28 02:30

  结构设计原理第三版课后答案叶见曙结构设计原理 课后习题第7-9答案 篇一:结构设计原理第三版课后答 第七章7-2 试简述钢筋混凝土偏心受压构 件的破坏形态和破坏类型。 答:破坏形态: (1)受拉破坏—大偏心受压破坏, 当偏心距较大时,且受拉钢筋配筋率不 高时,偏心受压构件的破坏是受拉钢筋 先达到屈服强度,然后受压混凝土压 坏,临近破坏时有明显的预兆,裂缝显 著开展,构件的承载能力取决于受拉钢 筋的强度和数量。 (2)受压破坏—小偏心受压破坏, 小偏心受压构件的破坏一般是受压区 边缘混凝土的应变达到极限压应变,受 压区混凝土被压碎;同一侧的钢筋压应 力达到屈服强度,破坏前钢筋的横向变 形无明显急剧增长,正截面承载力取决 于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢 筋强度。 破坏类型:1)短柱破坏;2)长柱 破坏;3)细长柱破坏 7-3 由式(7-2)偏心距增大系数与 哪些因素有关? 可知,偏心距增大系数与构件的计算长度,偏心1400(e0/h0) 距,截面的有效高度,截面高度,荷载偏心率对截面曲率的影响系数,构 件长细比对截面曲率的影响系数。 7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压 构件的截面设计和截面复核中,如何判 断是大偏心受压还是小偏心受压? 答:截面设计时,当 e0 0.3h0时,按小偏心受压构件设计, e0 0.3h0时,按大偏心受压构件设计。 截面复核时,当 时,为小偏心受压.7-5 写出矩形截面偏心受压构件非 对称配筋的计算流程图和截面复核的 计算流程图 注意是流程图 7-6 查表得:fcd fsd280MPa, 542.8kN,MMd N542.8h600考虑偏心距增大系数。 as40mm,则h0 1.0h0560 l06000 1.0h600 0.01所以偏心距增大系数 1.07h1400 602/560(1)大小偏心受压的初步判断 644mm0.3h0,故可先按照大偏心受压来进行配 筋计算。 es 904mm(2)计算所需的纵向钢筋面积 0.56Nes Asfsd(h0 as)2,542.8 360mm2280 40)所以As 374mm2,取4 12的钢筋,As 452mm2 2377mm2280 根28的钢筋。 7-7 查表得:fcd fsd280MPa, 188kN,MMd 5,故应考N188h400虑偏心距增大系数。 as40mm,则h0 360mme0638 0.22.7 0.2 2.7 1.0h0360 1.0h400 所以偏心距增大系数 1.04h1400 638/360(1)大小偏心受压的初步判断 664mm0.3h0,故可先按照大偏心受压来进行配 筋计算。 es 824mmes 504mm(2)计算所需的纵向钢筋面积 As 942mm2 as)]fcdb 2[188 40)]79.8mm 2as9.2 1058mm2280 根22的钢筋,As 1140mm27-8 查表得:fcd fsd280MPa, 174kN,MMd 315mm,弯矩作用平面内的长细比0x 5,故应N174h450考虑偏心距增大系数。 as40mm,则h0 1.0h0410 1.0h450 所以偏心距增大系数 1.06h1400 334mmes 519mmes 149mm弯矩作用平面内截面承载力复核 (1)大小偏心受压的初步判断 xfcdbx(es 305mm(舍)代入整理得 138x 偏心受压。h0410 (2)求截面承载能力 2as80mm所以:截面 承载能力为 Nu 231.4kN满足承载能力要 垂直于弯矩作用平面的截面承载力复核 垂直弯矩作用平面的长细比 l0y 0.75300 满足承载力要求。 则得:Nu 308)]960.63kN7-9 解:{结构设计原理第三版课后答案 查表得:fcd fsd280MPa, 2909.5kN,MMd 结构设计原理课后题答案(叶见曙主编) 篇二:结构设计原理第三版课后答 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202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 150mm300mm的棱柱体为标准试 件,在202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,用符号fc 表示。 混凝土劈裂抗拉强度:我国交通部 部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规 程》(JTJ 053-94)规定,采用150mm立 方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗 拉强度测定,按照规定的试验方法操 作,则混凝土劈裂抗拉强度fts 按下式 计算:fts 0.637πAA。 混凝土抗拉强度:采用100100 500mm混凝土棱柱体轴心受拉试验, 破坏时试件在没有钢筋的中部截面被 拉断,其平均拉应力即为混凝土的轴心 抗拉强度,目前国内外常采用立方体或 圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂 抗拉强度值换算成轴心抗拉强度,换算 时应乘以换算系数0.9,即ft 0.9fts。1-3 混凝土轴心受压的应力—应变 曲线有何特点?影响混凝土轴心受压 应力—应变曲线有哪几个因素? 答:完整的混凝土轴心受拉曲线由 上升段OC、下降段CD 和收敛段DE 个阶段组成。上升段:当压应力 0.3fc左右 时,应力——应变关系接近直线fc后,随着压应力的增大, 应力——应变关系愈来愈偏离直线,任 一点的应变 可分为弹性应变和塑性 应变两部分,原有的混凝土内部微裂缝 发展,并在孔隙等薄弱处产生新的个别 裂缝。当应力达到0.8fc(B 点)左右后, 混凝土塑性变形显著增大,内部裂缝不 断延伸拓展,并有几条贯通,应力—— 应变曲线斜率急剧减小,如果不继续加 载,裂缝也会发展,即内部裂缝处于非 稳定发展阶段。当应力达到最大应力 点),应力应变曲线的斜率已接近于水平,试件表面出现不连续 的可见裂缝。 下降段:到达峰值应力点C 凝土的强度并不完全消失,随着应力的减小(卸载),应变仍然增加,曲线 下降坡度较陡,混凝土表面裂缝逐渐贯 点之后,应力下降的速率减慢,趋于残余应力。表面 纵缝把混凝土棱柱体分为若干个小柱, 外载力由裂缝处的摩擦咬合力及小柱 体的残余强度所承受。 影响混凝土轴心受压应力应变曲 线的主要因素:混凝土强度、应变速率、 测试技术和试验条件。 1-4 什么叫混凝土的徐变?影响徐 变有哪些主要原因? 答:在荷载的长期作用下,混凝土 的变形将随时间而增加,亦即在应力不 变的情况下,混凝土的应变随时间继续 增长,这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素: (1)混凝土在长期荷载作用下产 生的应力大小; (2)加荷时混凝土的龄期; (3)混凝土的组成成分和配合比; (4)养护及使用条件下的温度与 湿度。{结构设计原理第三版课后答案叶 1-5混凝土的徐变和收缩变形都是 随时间而增长的变形,两者有和不同之 答:徐变变形是在持久作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变;收缩 变形是混凝土在凝结和硬化的物理化 学过程中体积随时间推移而减小的现 象,是一种不受力情况下的自由变形。 1-7 什么是钢筋和混凝土之间粘结 应力和粘结强度?为保证钢筋和混凝 土之间有足够的粘结力要采取哪些措 答:(1)粘结应力:变形差(相对滑移)沿钢筋与混凝土接触面上产生的 剪应力; (2)粘结强度:实际工程中,通 常以拔出试验中粘结失效(钢筋被拔 出,或者混凝土被劈裂)时的最大平均 粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强 (3)主要措施:光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的 提高而提高,所以可以通过提高混凝土 强度等级来增加粘结力;水平位置钢 位钢筋的粘结强度低,所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力;多根钢 筋并排时,可调整钢筋之间的净距来增 强粘结力;增大混凝土保护层厚度 采用带肋钢筋。 第二章 2-1 桥梁结构的功能包括哪几方面 的内容?何谓结构的可靠性? 答:桥梁结构的功能由其使用要 求决定的,具体有如下四个方面: (1)桥梁结构应能承受在正常施 工和正常使用期间可能出现的各种荷 载、外加变形、约束变形等的作用; (2)桥梁结构在正常使用条件下 具有良好的工作性能,例如,不发生影 响正常使用的过大变形和局部损坏; (3)桥梁结构在正常使用和正常 维护条件下,在规定的时间内,具有足 够的耐久性,例如,不出现过大的裂缝 宽度,不发生由于混凝土保护层碳化导 致钢筋的修饰; (4)在偶然荷载(如地震、强风) 作用下或偶然事件(如爆炸)发生时和 发生后,桥梁结构仍能保持整体稳定 性,不发生倒塌。{结构设计原理第三版 课后答案叶见曙}. 结构的可靠性:指结构的安全 性、适用性和耐久性。 2-2 结构的设计基准期和使用寿命 有何区别? 答:设计基准期是指对结构进行可 靠度分析时,结合结构使用期,考虑各 种基本变量与时间的关系所取用的基 准时间参数,设计基准期可参考结构使 用寿命的要求适当选定,但二者不完全 等同。当结构的使用年限超过设计基准 期,表面它的失效概率可能会增大,不 能保证其目标可靠指标,但不等于结构 丧失了所要求的基本功能甚至报废。一 般来说,使用寿命长,设计基准期也可 以长一些,使用寿命短,设计基准期应 短一些。通常设计基准期应该小于寿命 2-3什么叫极限状态?我国《公路 桥规》规定了哪两类结构的极限状态? 答:极限状态 当整个结构或结构的一部分超过 某一特定状态而不能满足设计规定的 某一功能要求时,此特定状态成为该功 能的极限状态。 承载能力极限状态和正常使用 极限状态。环亚集团 2-4 试解释一下名词:作用、直接 作用、间接作用、抗力。 作用:是指使结构产生内力、变形、 应力和应变的所有原因; 直接作用:是指施加在结构上的集 中力和分布力; 间接作用:是指引起结构外加变形 和约束变形的原因; 抗力:是指结构构件承受内力和变 形的能力。 2-5 我国《公路桥规》规定了结构 设计哪三种状况? 答:持久状况、短暂状况和偶然状 2-6结构承载能力极限状态和正常 使用极限状态设计计算原则是什么? 我国《公路桥规》采用的是近似概 率极限状态设计法。 承载能力极限状态的计算以塑 性理论为基础,设计的原则是作用效应 最不利组合(基本组合)的设计值必须 小于或等于结构抗力设计值,即 0Sd 正常使用状态是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础,采用作用(或 荷载)的短期效应组合、长期效应组合 或短期效应组合并考虑长期效应组合 的影响,对构建的抗裂、裂缝宽度和挠 度进行验算,并使各项计算值不超过 《公路桥规》规定的各相应限值。设计 表达式为S C1.2-7 什么叫材料强度的标准值和设 材料强度标准值:是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分 布的0.05 分位值确定强度值,即取值原 则是在符合规定质量的材料强度实测 值的总体中,材料的强度的标准值应具 有不小于95%的保证率。 材料强度设计值:是材料强度标 准值除以材料性能分项系数后的值。 2-8 作用分为几类?什么叫作用的标准 值,可变作用的准永久值可变作用的频 答:作用分为永久作用(恒载)、可变作用和偶然作用三类; 作用的标准值:是结构和结构构件 设计时,采用的各种作用的基本代表 可变作用的准永久值:指在设计基准期间,可变作用超越的总时间约为 设计基准期一半的作用值。 可变作用频遇值:在设计基准期 间,可变作用超越的总时间为规定的较 小比率或超越次数为规定次数的作用。 它是指结构上较频繁出现的且量值较 大的荷载作用取值。 2-9 钢筋混凝土梁的支点截面处, 结构重力产生的剪力标准值VGk 187.01kN;汽车荷载产生的剪力标准值VQ1k 57.2kN;温度梯度作用产生的剪力标准值VQ3k 41.5kN,参照例题2-3,试进行正常使用极限状态设计时的作 用效应组合计算。 解:作用短期效应组合 汽车荷载不计冲击系数的汽车荷 载剪力标准值为: VQ1k VQ1k 219.97kNSsd 1mn作用长期效应组合 Sld 1mn第三章 3.1、试比较图3-4 和3-5,说明钢 筋混凝土板和钢筋混凝土梁钢筋布置 的特点。 板:单向板内主钢筋沿板的跨度方向布置在板的受拉区,钢筋数量由计算 决定。受力主钢筋的直径不宜小于 10mm(行车道板)或8mm(人行道板)。 近梁肋处的板内主钢筋,可沿板高中心 纵轴线)弯起,但通过支承而不 弯起的主钢筋,每米板宽内不应少于3 根,并不少于主钢筋截面积的1/4。 在简支板的跨中和连续梁的支点 处,板内主钢筋间距不大于200mm。 行车道板受力钢筋的最小混凝土 保护层厚度c 应不小于钢筋的公称直径 且同时满足附表1-8 的要求。 在板内应设置垂直于板受力钢筋 的分布钢筋,分布钢筋是在主筋上按一 定间距设置的横向钢筋,属于构造配置 钢筋,即其数量不通过计算,而是按照 设计规范规定选择的。 梁:梁内的钢筋常常采用骨架形 式,一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋 骨架两种形式。 梁内纵向受拉钢筋的数量由数量 决定。可选择的钢筋数量直径一般为 (12~32)mm,通常不得超过40mm。 在同一根梁内主钢筋宜用相同直径的 钢筋,当采用两种以上直径的钢筋时, 为了便于施工识别,直径间应相差2mm 以上。 3-2 什么叫受弯构件纵向受拉钢 筋的配筋率?配筋率的表达式中,h0 配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比 值(化为百分数表达)。h0 是指截面的 有效高度。 3-3 为什么钢筋要有足够的混凝土 保护层厚度?钢筋的最小混凝土保护 层厚度的选择应考虑哪些因素? 答:设置保护层是为了保护钢筋不 直接受到大气的侵蚀和其他环境因素 的作用,也是为了保证钢筋和混凝土有 良好的粘结。 影响因素:环境类别、构件形式、 钢筋布置。 结构设计原理题库及其参考答案1 篇三:结构设计原理第三版课后答 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 “”。每小题1 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。( 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。( 轴心受力构件承载力1.轴心受压构件纵向受压钢筋配 置越多越好。( 2.轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。( 3.实际工程中没有真正的轴心受压构件。( 4.轴心受压构件的长细比越大,稳定系数值越高。( 5.轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋容易压曲,所以钢筋的抗压强 度设计值最大取为400N/mm2。 6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力,又能提高柱的稳定性。 受弯构件正截面承载力1.混凝土保护层厚度越大越好。 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为b bfh03.板中的分布钢筋布置在受力钢 筋的下面。( 4.在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作 7.适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服,然后混凝土受压破 8.正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第阶段。( 9.适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度 的确定依据是平截面假定。( 受弯构件斜截面承载力1.梁截面两侧边缘的纵向受拉钢 筋是不可以弯起的。( 2.梁剪弯段区段内,如果剪力的作用比较明显,将会出现弯剪斜裂缝。 3.截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。( 4.在集中荷载作用下,连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁 的抗剪承载力。( 5.钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置,在钢筋的理论不需要点处截断。 受扭构件承载力1.钢筋混凝土构件在弯矩、剪力 和扭矩共同作用下的承载力计算时,其 所需要的箍筋由受弯构件斜截面承载 力计算所得的箍筋与纯剪构件承载力 计算所得箍筋叠加,且两种公式中均不 考虑剪扭的相互影响。( 2.《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件承载力计算采用的计算模式是 混凝土和钢筋均考虑相关关系。 3.在钢筋混凝土受扭构件设计时,《混凝土结构设计规范》要求,受扭纵 筋和箍筋的配筋强度比应不受限制。 偏心受力构件承载力1.小偏心受压破坏的的特点是, 混凝土先被压碎,远端钢筋没有受拉屈 2.轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的,但 是不是无限制的。( 4.对称配筋时,如果截面尺寸和形状相同,混凝土强度等级和钢筋级别 相同,但配筋数量不同,则在界限破坏时,它们的Nu 是相同的。( 5.钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远侧钢筋受拉屈服,随后近侧钢 6.界限破坏时,正截面受弯承载力达到最大值。( 7.偏压构件的抗弯承载力随着轴向力的增加而增加。( b,说明是小偏心受拉破坏。( 10.小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承 12.大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置。 钢筋混凝土构件的变形和裂缝 1.受弯构件的裂缝会一直发展, 直到构件的破坏。( 2.钢筋混凝土受弯构件两条裂缝之间的平均裂缝间距为1.0 倍的粘结应 3.裂缝的开展是由于混凝土的回缩,钢筋的伸长,导致混凝土与钢筋之 4.《混凝土结构设计规范》定义的裂缝宽度是指构件外表面上混凝土的 裂缝 宽度。( 5.当计算最大裂缝宽度超过允许值不大时,可以通过增加保护层厚度的 6.受弯构件截面弯曲刚度随着荷载增大而减小。( 7.受弯构件截面弯曲刚度随着时间的增加而减小。( 8.钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中荷载、材料强度都取设计值。 预应力混凝土构件1.在浇灌混凝土之前张拉钢筋的 方法称为先张法。( 2.预应力混凝土结构可以避免构件裂缝的过早出现。( ){结构 设计原理第三版课后答案叶见曙}. 3.预应力混凝土构件制作后可以 取下重复使用的称为锚具。( con张拉控制应力的确定是越大 越好。( 5.预应力钢筋应力松弛与张拉控制应力的大小有关,张拉控制应力越 6.混凝土预压前发生的预应力损失称为第一批预应力损失组合。 7.张拉控制应力只与张拉方法有关系。( 二、单选题(请把正确选项的字母代号填入题中括号内,每题2 1.与素混凝土梁相比,钢筋混凝上梁承载能力( B.提高许多;C.有所提高; D.不确定。 2.与素混凝土梁相比,钢筋混凝 土梁抵抗开裂的能力( 不确定。3.与素混凝土梁相比,适量配筋 的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的 能力( 均提高不多;4.钢筋混凝土梁在正常使用情况 A.通常是带裂缝工作的;B.一旦出现裂缝,裂缝贯通全截 C.一旦出现裂缝,沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽; D.通常是无裂缝的。 5.钢筋与混凝土能共同工作的主 要原因是( A.防火、防锈;B.混凝土对钢筋的握裹及保护; C.混凝土与钢筋有足够的粘结力, 两者线膨胀系数接近; D.钢筋抗拉而混凝土抗压。 钢筋和混凝土的力学性能1.混凝土若处于三向应力作用下, A.横向受拉,纵向受压,可提高抗压强度; B.横向受压,纵向受拉,可提高抗 压强度; C.三向受压会降低抗压强度; D.三向受压能提高抗压强度; 2.混凝土的弹性模量是指 A.原点弹性模量;B.切线模量;C.割线模量;D.变形模量; 3.混凝土强度等级由150mm立方 体抗压