混凝土結構設計原理
第一章鋼筋混凝土的力學效能
1、 鋼和硬鋼的應力—應變曲線有什麼不同，其抗拉設計值fy各取曲線上何處的應力值作為依據？
答：軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋，其應力—應變曲線上有明顯的屈服點，應取屈服強度作為鋼筋抗拉設計值fy的依據。
硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋，其應力—應變曲線上無明顯的屈服點，應取殘餘應變為0.2%時所對應的應力σ0.2作為鋼筋抗拉設計值fy的依據。
2、 鋼筋冷加工的目的是什麼？冷加工的方法有哪幾種？各種方法對強度有何影響？
答：冷加工的目的是提高鋼筋的強度，減少鋼筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷彎、冷軋、冷軋扭加工等。
這幾種方法對鋼筋的強度都有一定的提高，
3、我國用於鋼筋混凝土結構的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強度分為幾個等級？用什麼符號表示？
答：我國用於鋼筋混凝土結構的鋼筋有4種：熱軋鋼筋、鋼鉸絲、消除預應力鋼絲、熱處理鋼筋。
我國的熱軋鋼筋分為hpb235、hrb335、hrb400和rrb400三個等級，即、、三個等級，符號分別為 ( r ) 。
。4、 什麼叫混凝土徐變？線形徐變和非線形徐變？混凝土的收縮和徐變有什麼本質區別？
答：混凝土在長期荷載作用下，應力不變，變形也會隨時間增長，這種現象稱為混凝土的徐變。
當持續應力σc 0.5fc 時，徐變大小與持續應力大小呈線性關係，這種徐變稱為線性徐變。當持續應力σc 0.
5fc 時，徐變與持續應力不再呈線性關係，這種徐變稱為非線性徐變。
混凝土的收縮是一種非受力變形，它與徐變的本質區別是收縮時混凝土不受力，而徐變是受力變形。
第二章混凝土結構基本計算原則
1． 結構構件的極限狀態是指什麼？
答：整個結構或構件超過某一特定狀態時（如達極限承載能力、失穩、變形過大、裂縫過寬等）就不能滿足設計規定的某一功能要求，這種特定狀態就稱為該功能的極限狀態。
按功能要求，結構極限狀態可分為：承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。
2．結構抗力是指什麼？包括哪些因素？
答：結構抗力是指整個結構或構件所能承受內力和變形的能力。
包括的因素的有：材料的強度、構件的幾何特性。
3．什麼是結構構件延性破壞？什麼是脆性破壞？在可靠指標上是如何體現它們的不同？
答：結構構件發生破壞前有預兆，可及時採取彌補措施的稱為延性破壞；結構發生破壞是突然性的，難以補救的稱為脆性破壞。
延性破壞的目標可靠指標可定得低些，脆性破壞的目標可靠指標定得高些。
第三章鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算
1．在外荷載作用下，受彎構件任一截面上存在哪些內力？受彎構件有哪兩種可能的破壞?破壞時主裂縫的方向如何？
答：在外荷載作用下，受彎構件的截面產生彎矩和剪力。受彎構件的破壞有兩種可能:
一是可能沿正截面破壞，即沿彎矩最大截面的受拉區出現正裂縫 [圖3—1(a)]；二是可能沿斜截面破壞，即沿剪力最大或彎矩和剪力都比較大的截面出現斜裂縫[圖3—1(b)]。
圖3-1 受彎構件兩種可能的破壞
（a）沿正截面破壞；（b）沿斜截面破壞
2．適筋梁從載入到破壞經歷哪幾個階段？各階段的主要特徵是什麼？每個階段是哪個極限狀態的計算依據？
答：適筋梁的破壞經歷三個階段：第ⅰ階段為截面開裂前階段，這一階段末ⅰa，受拉邊緣混凝土達到其抗拉極限應變時，相應的應力達到其抗拉強度，對應的截面應力狀態作為抗裂驗算的依據；第ⅱ階段為從截面開裂到受拉區縱筋開始屈服ⅱa的階段，也就是梁的正常使用階段，其對應的應力狀態作為變形和裂縫寬度驗算的依據；第ⅲ階段為破壞階段，這一階段末ⅲa，受壓區邊緣混凝土達到其極限壓應變，對應的截面應力狀態作為受彎構件正截面承載力計算的依據。
3．什麼是配筋率？配筋量對梁的正截面承載力有何影響？
答：配筋率是指縱向受力鋼筋截面面積與截面有效面積的百分比，即
式中——梁的截面寬度；
——梁截面的有效高度，取受力鋼筋截面重心至受壓邊緣的距離；
——縱向受力鋼筋截面面積；
——梁的截面配筋率。
當材料強度及截面形式選定以後，根據的大小，梁正截面的破壞形式可以分為下面三種型別：適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞。
4．什麼是最小配筋率，最小配筋率是根據什麼原則確定的?
答：為了防止將構件設計成少筋構件，要求構件的配筋面積。不得小於按最小配筋率所確定的鋼筋面積。即要求：
《規範》規定，受彎構件受拉鋼筋的最小配筋率。按構件全截面面積扣除位於受壓邊的翼緣面積後的截面面積計算。對於常用的矩形截面、t形截面和i形截面，其最小配筋率要求的計算如圖3—2。
《規範》規定：對受彎構件，取0.2％和0.45ft／fy中的較大值。
最小配筋率的數值是根據鋼筋混凝土受彎構件的破壞彎矩等於同樣截面的素混凝土受彎構件的破壞彎矩確定的。
5．在什麼情況下可採用雙筋截面？其計算應力圖形如何確定？其基本計算公式與單筋截面有和不同？在雙筋截面中受壓鋼筋起什麼作用？其適應條件除了滿足之外為什麼還要滿足？
答：（1）雙筋截面主要應用於下面幾種情況：① 截面承受的彎矩設計值很大，超過了單筋矩形截面適筋梁所能承擔的最大彎矩，而構件的截面尺寸及混凝土強度等級大都受到限制而不能增大和提高；② 結構或構件承受某種交變作用，使構件同一截面上的彎矩可能變號；③ 因某種原因在構件截面的受壓區已經布置了一定數量的受力鋼筋。
（2）其計算應力圖形與單筋截面相比，只是在受壓區多了受壓鋼筋項。
（3）雙筋矩形截面基本計算公式：
合力公式
力矩公式
與單筋截面相比，右邊均多了受壓鋼筋項。
（4）在雙筋截面中受壓區鋼筋起協助受壓的作用。
（5）對於雙筋矩形截面中，只要能滿足的條件，構件破壞時受壓鋼筋一般均能達到其抗壓強度設計值。
習題1、一鋼筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸為b=300mm，h=600mm，混凝土強度等級c35，鋼筋為hrb400，彎矩設計值m=200kn.m，環境類別為一類。試計算受拉鋼筋截面的面積as。
解：對於c20：
由於環境類別為一類，對c20梁：
對hrb335：
則： ① 向as取矩求x：
滿足要求。
2 由合力公式求as：
③ 按計算配筋：
查附表1.18可知，應選用418
實配鋼筋面積為
2、有一混凝土簡支梁，計算跨度，承受均布荷載，其中永久荷載標準值為（不包括梁自重）。可變荷載標準值為，採用c30混凝土，hrb335鋼筋，環境類別為二（a）類。試確定梁的截面尺寸和縱向受拉鋼筋面積。
（鋼筋混凝容重為，結構重要性係數取1.0）。
解：對c30
對hrb335：
取由於環境類別為二（a）類，對c30梁：，考慮一排鋼筋，
由向as取矩求x：
滿足要求。
由合力公式求as：
查附表1.18可知，選用320，實配鋼筋面積為
3、已知矩形梁的截面尺寸b=200mm，h=450mm，受拉鋼筋為320，混凝土強度等級為c20，承受的彎矩設計值m=70kn.m，環境類別為一類，試計算此截面的正截面承載力是否足夠？
解：對c20：
對hrb335：
由於環境類別為一類，對c20梁：
則：查表可知
（1）由合力公式：
滿足要求。
（2）向as取矩：
正截面承載力足夠。
4、某鋼筋混凝土簡支梁截面尺寸，跨中最大彎矩設計值，混凝土強度等級，採用鋼筋配筋。受壓區已配好218受壓鋼筋。環境類別為一類。求截面所需配置的受拉鋼筋面積。
解：：：
：218，
由於環境類別為一類，對c20梁：，
受拉鋼筋按一排考慮：
（1）由雙筋向取矩公式求：
滿足要求。
（2）因為，故由雙筋合力公式求：
受拉鋼筋選用425，
5、某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸，混凝土強度等級，採用鋼筋配筋。受拉鋼筋為420，受壓鋼筋為218。承受彎矩設計值,環境類別為一類，求驗算梁的正截面承載力是否足夠。
解：但則所以正截面承載力不夠。
6、某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸，混凝土強度等級，採用鋼筋配筋。受拉鋼筋為425，受壓鋼筋為216，環境類別為二（a）類，試計算該梁所能承擔的極限彎矩。
解：7、某t形截面梁，。混凝土強度等級，採用鋼筋配筋。承受彎矩設計值,環境類別為一類。求受拉鋼筋所需截面面積。
解：：： 考慮布置兩排：
屬第二類t形截面
受拉鋼筋選用822，
第五章鋼筋混凝土受壓構件承載力計算
思考題1．軸心受壓短柱的破壞與長柱有何區別?其原因是什麼?影響的主要因素有哪些?
答：對於軸心受壓短柱，不論受壓鋼筋在構件破壞時是否屈服，構件最終承載力都是由混凝土被壓碎來控制的。臨近破壞時，短柱四周出現明顯的縱向裂縫。
箍筋間的縱向鋼筋發生壓曲外鼓，呈燈籠狀[圖5—1(a)]，以混凝土壓碎而告破壞。
對於軸心受壓長柱，破壞時受壓一側產生縱向裂縫，箍筋之間的縱向鋼筋向外凸出，構件高度中部混凝土被壓碎。另一側混凝土則被拉裂，在構件高度中部產生一水平裂縫[圖5—1 (b)]。
（a）軸心受壓短柱b）軸心受壓長柱
圖5-1 軸心受壓柱的破壞形態
原因是由於各種因素造成的初始偏心的影響，使構件產生側向撓度，因而在構件的各個截面上將產生附加彎矩m=ny，此彎矩對短柱影響不大，而對細長柱，附加彎矩產生的側向撓度，將加大原來的初始偏心矩，隨著荷載的增加，側向撓度和附加彎矩將不斷增大，這樣相互影響的結果，使長柱在軸力和彎矩共同作用下發生破壞。
影響的主要因素是構件的長細比,為柱的計算長度,為截面最小迴轉半徑.
習題1 已知正方形截面軸心受壓柱計算長度l0=12 m，承受軸向力設計值n=2000 kn，採用混凝土強度等級為c45．鋼筋為hrb335級，試確定截面尺寸和縱向鋼筋截面面積。
混凝土結構設計原理作業答案
第一章鋼筋混凝土的力學效能 1 鋼和硬鋼的應力 應變曲線有什麼不同，其抗拉設計值fy各取曲線上何處的應力值作為依據？答 軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋，其應力 應變曲線上有明顯的屈服點，應取屈服強度作為鋼筋抗拉設計值fy的依據。硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋，其應力 應變曲線上無明顯的屈服點，應取殘餘應變為0...
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混凝土結構設計原理作業講評1
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