混凝土結構中國建筑工業(yè)出版社課后習題答案

1、第1章緒論緒論思考題1.1鋼筋混凝土梁破壞時的特點是：受拉鋼筋屈服，受壓區(qū)混凝土被壓碎，破壞前變形較大，有明顯預兆，屬于延性破壞類型。在鋼筋混凝土結構中，利用混凝土的抗壓能力較強而抗拉能力很弱，鋼筋的抗拉能力很強的特點，用混凝土主要承受梁中和軸以上受壓區(qū)的壓力，鋼筋主要承受中和軸以下受拉區(qū)的拉力，即使受拉區(qū)的混凝土開裂后梁還能繼續(xù)承受相當大的荷載，直到受拉鋼筋達到屈服強度以后，荷載再略有增加，受壓區(qū)混凝土被壓碎，梁才破壞。由于混凝土硬化

2、后鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結力，且鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)十分接近，當溫度變化時，不致產(chǎn)生較大的溫度應力而破壞二者之間的粘結，從而保證了鋼筋和混凝土的協(xié)同工作。1.2鋼筋混凝土結構的優(yōu)點有：1）經(jīng)濟性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，維護費用低；4）整體性好，且通過合適的配筋，可獲得較好的延性；5）剛度大，阻尼大；6）就地取材。缺點有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承載力有限；4）施工復雜；

3、5）加固困難。1.3本課程主要內(nèi)容分為“混凝土結構設計原理”和“混凝土結構設計”兩部分。前者主要講述各種混凝土基本構件的受力性能、截面設計計算方法和構造等混凝土結構的基本理論，屬于專業(yè)基礎課內(nèi)容；后者主要講述梁板結構、單層廠房、多層和高層房屋、公路橋梁等的結構設計，屬于專業(yè)課內(nèi)容。學習本課程要注意以下問題：1）加強實驗、實踐性教學環(huán)節(jié)并注意擴大知識面；2）突出重點，并注意難點的學習；3）深刻理解重要的概念，熟練掌握設計計算的基本功，切忌

4、死記硬背。第2章混凝土結構材料的物理力學性能混凝土結構材料的物理力學性能思考題2.1①混凝土的立方體抗壓強度標準值fcuk是根據(jù)以邊長為150mm的立方體為標準試件，在(203)℃的溫度和相對濕度為90％以上的潮濕空氣中養(yǎng)護28d，按照標準試驗方法測得的具有95％保證率的立方體抗壓強度確定的。②混凝土的軸心抗壓強度標準值fck是根據(jù)以150mm150mm300mm的棱柱體為標準試件，在與立方體標準試件相同的養(yǎng)護條件下，按照棱柱體試件試驗

5、測得的具有95％保證率的抗壓強度確定的。③混凝土的軸心抗拉強度標準值ftk是采用直接軸心抗拉試驗直接測試或通過圓柱體或立方體的劈裂試驗間接測試，測得的具有95％保證率的軸心抗拉強度。④由于棱柱體標準試件比立方體標準試件的高度大，試驗機壓板與試件之間的摩擦力對棱柱體試件高度中部的橫向變形的約束影響比對立方體試件的小，所以棱柱體試件的抗壓強度比立方體的強度值小，故fck低于fcuk。⑤軸心抗拉強度標準值ftk與立方體抗壓強度標準值fcuk之

6、間的關系為：。⑥245.055.0kcutk)645.11(395.088.0??????ff軸心抗壓強度標準值fck與立方體抗壓強度標準值fcuk之間的關系為：。kcu21ck88.0ff???2.2混凝土的強度等級是根據(jù)立方體抗壓強度標準值確定的。我國新《規(guī)范》規(guī)定的混凝土強度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14個等級。2.3根據(jù)約束原理，要提高

7、混凝土的抗壓強度，就要對混凝土的橫向變形加以約束，從而限制混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展。因此，工程上通常采用沿方形鋼筋混凝土短柱高度方向環(huán)向設置密排矩形箍筋的方法來約束混凝土，然后沿柱四周支模板，澆筑混凝土保護層，以此改善鋼筋混凝土短柱的受力性能，達到提高混凝土的抗壓強度和延性的目的。2.4單向受力狀態(tài)下，混凝土的強度與水泥強度等級、水灰比有很大關系，骨料的性質(zhì)、混凝土的級配、混凝土成型方法、硬化時的環(huán)境條件及混凝土的齡期也不同程度地影響混凝

8、土的強度?；炷凛S心受壓應力—應變曲線包括上升段和下降段兩個部分。上升段可分為三段，從加載至比例極限點A為第1階段，此時，混凝土的變形主要是彈性變形，應力—應變關系接近直線；超過A點進入第2階段，至臨界點B，此階段為混凝土裂縫穩(wěn)定擴展階段；此后直至峰點C為第3階段，此階段為裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定階段，峰點C相應的峰值應力通常作為混凝土棱柱體的抗壓強度fc，相應的峰值應變一般0?在0.0015～0.0025之間波動，通常取0.002。下降段

9、亦可分為三段，在峰點C以后，裂縫迅速發(fā)展，內(nèi)2的粘結力。影響鋼筋與混凝土粘結強度的主要因素有：混凝土強度、保護層厚度及鋼筋凈間距、橫向配筋及側(cè)向壓應力、鋼筋表面形狀以及澆筑混凝土時鋼筋的位置等。保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結力的構造措施有：1）對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度；2）為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護層最小厚度的要求；3）在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應加密箍筋；4）為了

10、保證足夠的粘結在鋼筋端部應設置彎鉤。此外，對高度較大的混凝土構件應分層澆注或二次澆搗，另外，對于銹蝕鋼筋，一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。第3章按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法思考題3.1結構在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力稱為結構的可靠性。它包含安全性、適用性、耐久性三個功能要求。結構超過承載能力極限狀態(tài)后就不能滿足安全性的要求；結構超過正常使用極限狀態(tài)后就不能保證適用性和耐久性的功能要求。

11、建筑結構安全等級是根據(jù)建筑結構破壞時可能產(chǎn)生的后果嚴重與否來劃分的。3.2所有能使結構產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因統(tǒng)稱為作用，荷載則為“作用”中的一種，屬于直接作用，其特點是以力的形式出現(xiàn)的。影響結構可靠性的因素有：1）設計使用年限；2）設計、施工、使用及維護的條件；3）完成預定功能的能力。結構構件的抗力與構件的幾何尺寸、配筋情況、混凝土和鋼筋的強度等級等因素有關。由于材料強度的離散性、構件截面尺寸的施工誤差及簡化計算時由于近似處理某些系數(shù)的誤

12、差，使得結構構件的抗力具有不確定的性質(zhì)，所以抗力是一個隨機變量。3.3整個結構或構件的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。結構的極限狀態(tài)可分為兩類，一類是承載能力極限狀態(tài)，即結構或構件達到最大承載能力或者達到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。另一類是正常使用極限狀態(tài)，即結構或構件達到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限值的狀態(tài)。3.4建筑結構應該滿足安全性、適用性和耐久性的功能要求。結構的設計工作

13、壽命是指設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期，它可按《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》確定，業(yè)主可提出要求，經(jīng)主管部門批準，也可按業(yè)主的要求確定。結構超過其設計工作壽命并不意味著不能再使用，只是其完成預定功能的能力越來越差了。3.5正態(tài)分布概率密度曲線主要有平均值μ和標準差σ兩個數(shù)字特征。μ越大，表示曲線離縱軸越遠；σ越大，表示數(shù)據(jù)越分散，曲線扁而平；反之，則數(shù)據(jù)越集中，曲線高而窄。正態(tài)分布概率密度曲線的主要特點是

14、曲線呈鐘形，并以x=μ為對稱軸呈對稱分布，峰點橫座標為平均值μ，峰點兩側(cè)μσ處各有一個反彎點，且曲線以x軸為漸近線。3.6P(x＞x0)=1－P(x≤x0)=1－。???0)(xdxxf3.7保證結構可靠的概率稱為保證率，如95%、97.73%。結構的可靠度就是結構可靠性的概率度量。結構的可靠指標β＝μzσz，它和失效概率一樣可作為衡量結構可靠度的一個指標。我國《建筑結構設計統(tǒng)一標準》定義結構可靠度是結構在設計工作壽命內(nèi)，在正常條件下，

15、完成預定功能的概率。3.8設R表示結構構件抗力，S表示荷載效應，Z＝R－S就是結構的功能函數(shù)。整個結構或構件的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)就是該功能的極限狀態(tài)。Z＞0表示結構處于可靠狀態(tài)；Z＜0表示結構處于失效(破壞)狀態(tài)；Z＝0表示結構達到極限狀態(tài)。3.9Z＝R－S＜0(即構件失效)出現(xiàn)的概率即為失效概率pf，可靠概率ps＝1－pf，目標可靠指標就是使結構在按承載能力極限狀態(tài)設計時其完成預定功能