混凝土结构设计原理课后习题及参考答案(编辑修改稿)

混凝土结构设计原理课后习题及参考答案(编辑修改稿)内容摘要：

mm； C． 100mm； D． 250 mm； 10．混凝土强度等级是由（ ）确定的。 A． kcuf , ； B． ckf ； C． cmf ； D． tkf ； 11．边长为 100mm 的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数（ ）。 A． ； B． ； C． ； D． ； 12．cccE 39。 指的是混凝土的（ ）。 A. 弹性模量 ； 混凝土结构设计原理课后习题答案 15 B. 割线模量 ； C. 切线模量 ； D. 原点切线模量； 第二章 钢筋和混凝土的 力学性能 选 择 题 参 考 答 案 1． D 2． A 3． B 4． C 5． A 6． B 7． D 8． B 9． A 10． A 11． C 12． B 第三章 轴心受力构件承载力 计 算 题 混凝土结构设计原理课后习题答案 16 1．某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值 N=2650kN，计算长度 mHl  ，混凝土强度等级为 C30（ fc=），钢筋用 HRB400级（ 239。 /360 mmNf y  ），环境类别为一类。 确定柱截面积尺寸及纵筋面积。 2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱 ,轴向压力设计值 N=2100kN,楼层高 H=，计算长度 l0=，混凝土用 C30（ fc=），钢筋用HRB335 级（ 239。 /300 mmNfy ），环境类别为一类。 确定该柱截面尺寸及纵筋面积。 3．某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度 ml  ，截面尺寸为 300mm179。 300mm，柱内配有 4 16 纵筋（ 239。 /300 mmNfy ），混凝土强度等级为 C30（ fc=），环境类别为一类。 柱承载轴心压力设计值 N=900kN，试核算该柱是否安全。 4．某大楼底层门厅现浇钢筋混凝土内柱，承受轴心压力设计值 N=2749kN，计算高度 ml  ，根据建筑设计要求，柱得截面为圆形，直径mmdc 400。 混凝土强度等级为 C30（ 2/ mmNf c  ），纵筋采用 HRB400 级钢筋（ 2/360 mmNf y  ），箍筋采用 HRB335 级钢筋（ 2/300 mmNf y  ），环境类别为一类， 试确定柱的配筋。 5．已知某公共建筑门厅底层现浇钢筋混凝土框架内柱，承受轴向压力 N=2850kN，从基础顶面到二屋楼面的高度为 ，支承条件系数。 混凝土选用 C35（ fc=），纵筋用 HRB400（ 239。 /360 mmNfy ），箍筋用 HRB335（ fy=300N/mm2）。 按建筑设计要求柱截面采用圆形，其直径不大于400mm，环境类别为一类。 试进行该柱配筋计算。 6．某桥下现浇钢筋混凝土轴心受压柱，底墙固定，上端铰支，柱高 ，支承条件系数 ，承受轴压力设计 值 900kN，采用 C20 混凝土（ 2/ mmNfcd  ），和 R235 钢筋（ 239。 /195 mmNf sd  ），环境类别为一类。 试问： （ 1） 试设计轴心受压柱。 （ 2） 若采用《混凝土结构设计规范》，采用 C20 混凝土 fc=，钢筋 HRB335（ fy=300N/mm2），试设计轴心受压柱，比较两者差异。 第三章 轴心受力构件承载力 计算题参考答案 混凝土结构设计原理课后习题答案 17 1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值 N=2650kN，计算长度 mHl  ，混凝 土强度等级为 C30（ fc=），钢筋用 HRB400级（ 239。 /360 mmNf y  ），环境类别为一类。 确定柱截面积尺寸及纵筋面积。 解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为 400mm179。 400mm 由 9400/3600/0 bl ，查表得  根据轴心受压承载力公式确定 39。 sA 2339。 39。 1906) 102650(360 1)(1 mmAfNfA cys   %% 1 9 0 6 39。 m i n39。 39。   AA s ，对称配筋截面每一侧配筋率 也满足 %的构造要求。 选 ， 239。 1964mmAs  设计面积与计算面积误差 % 0619 0619 64  5%，满足要求。 2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱 ,轴向压力设计值 N=2100kN,楼层高 H=，计算长度 l0=，混凝土用 C30（ fc=），钢筋用HRB335 级（ 239。 /300 mmNfy ），环境类别为一类。 确定该柱截面尺寸及纵筋面积。 [解 ] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为 400mm179。 400mm 长细比 bl ，查表  根据轴心受压承载力公式确定 39。 sA 239。 39。 1801) 2 1 0 0 0 0 0(3001)(1 mmAfNfA cys   混凝土结构设计原理课后习题答案 18 %% 1 8 0 1 39。 m in39。 39。   AA s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足 %的构造要求。 选 6 20， 239。 1884mmAs  设计面积与计算面积误差 %180118011884 5%，满足要求。 3．某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度 ml  ，截面尺寸为 300mm179。 300mm，柱内配有 4 16 纵筋（ 239。 /300 mmNfy ），混凝土强度等级为 C30（ fc=），环境类别为一类。 柱承载轴心压力设计值 N=900kN，试核算该柱是否安全。 解： （ 1）求  则 bl ， 由表得  （ 2）求 uN 满足要求）(9001265)()(kNkNAfAfN sycu  4．某大楼底层门厅现浇钢筋混凝土内柱，承受轴心压力设计值 N=2749kN，计算高度 ml  ，根据建筑设计要求，柱得截面为圆形，直径mmdc 400。 混凝土强度等级为 C30（ 2/ mmNf c  ），纵筋采用 HRB400 级钢筋（ 2/360 mmNf y  ）， 箍筋采用 HRB335 级钢筋（ 2/300 mmNf y  ），环境类别为一类，试确定柱的配筋。 解 （ 1）判别是否可采用螺旋箍筋柱 0 04 0 6 00 cdl ，可设计成螺旋箍筋柱 （ 2）求 sA 混凝土结构设计原理课后习题答案 19 222 1 2 5 6 8 04 4 0 01 4 mmdA c   假定  ，则 mmA s  选用 ， 23142mmAs 。 （ 3）求 0ssA 混凝土保护层厚度为 30mm，则 mmd c o r 3 4 0604 0 0  22 908034 mmA c o r  由承载力极限公式得 230 )( 1027492)( mmfAfAfNAysyc o rcss  20 mmAA sss  （满足要求） （ 4）确定螺旋箍筋直径和间距 假定螺旋箍筋直径 d=8mm，则单根螺旋箍筋截面面积 21 mmAss  ，可得 mmA Ads ss ssc o r 1   取 s=50mm,40mm≤ s≤ 80mm， mmds c o r 683 4  (满足构造要求 ) 混凝土结构设计原理课后习题答案 20 （ 5）复核混凝土保护层是否过早脱落 按 dl 查表得  NkNNAfAf syc  37753 7 7 5 3 6 8)()(  （满足要求） 5． 已知某公共建筑门厅底层现浇钢筋混凝土框架内柱，承受轴向压力 N=2850kN，从基础顶面到二屋楼面的高度为 ，支承条件系数。 混凝土选用 C35（ fc=），纵筋用 HRB400（ 239。 /360 mmNfy ），箍筋用 HRB335（ fy=300N/mm2）。 按建筑设计要求柱截面采用圆形，其直径不大于400mm，环境类别为一类。 试进行该柱配筋计算。 [解 ]（ 1）先按配有纵筋和箍筋柱计算 柱子计算长度按《规范》规定取 ，则 l0==179。 = 计算稳定系数  值，因 l0/d=4000/350= 查表 61 得  = 取园截面直径为 350mm,圆形柱混凝 土截面面积为 222 9 6 1 6 34 3 5 mmdA   由承载力公式求得 239。 39。 4 9 8 73609 6 1 6 2 8 5 0 0 0 mmfAfNAycs   求配筋率 5 6 1 6 34 9 8 739。 39。  AA S 配筋率太大，因 l0/d＜ 12，若混凝土强度等级不再提高，则可采用螺旋箍筋以提高柱的承载能力。 具体计算如下。 混凝土结构设计原理课后习题答案 21 （ 2）按配有纵筋和螺旋箍筋柱计算 假定纵筋配筋率按 39。  计算，则 mmAA s 28 8596 16 39。  选用 ，相应的 39。 sA =3142mm2。 取混凝土保护层厚度为 30mm, 混凝土的核芯截面面积为 dcor=35060=290mm ysyc orcsso fAfAfNA2)( 39。 39。  215 5 53002 )31 4 236066 0 ( 6 66 66 mm  因 Asso＞ 39。 sA （ =179。 3142=786mm2），满足构造要求。 假定螺旋箍筋直径为 10mm，则单肢箍筋截面面积 Ast1=。 螺旋箍筋间距 mmA Ads sso stc o r 461 5 5 5   取用 s=45mm，满足大于 40mm 及小于 80mm， 同时小于及等于 =179。 290=58mm 的要求。 由承载力计算公式得： Asso= 21 5 8 845 mmAd stc o r  NAfAfAfN ssoysyc o rc28 68 06 4) 01 ()2( 39。 39。   实际纵筋配筋率 %3%96163314239。 39。  ssAA，故 混凝土结构设计原理课后习题答案 22 NAfAAfN sysc2 2 494 0 2]3 1 42360)3 1 429 6 163([]39。 )39。 ([ 39。   2 8 6 8 0 6 43 3 7 4 1 0 32 2 4 9 4 0 N N 故该柱能承受 , KNN  满足设计要求。 6．某桥下现浇钢筋混凝土轴心受压柱，底墙固定， 上端铰支，柱高 ，支承条件系数 ，承受轴压力设计值 900kN，采用 C20 混凝土（ 2/ mmNfcd  ），和 R235 钢筋（ 239。 /195 mmNf sd  ），环境类别为一类。 试问： （ 1） 试设计轴心受压柱。 （ 2） 若采用《混凝土结构设计规范》，采用 C20 混凝土 fc=，钢筋 HRB335（ fy=300N/mm2），试设计轴心受压柱，比较两者差异。 （ 1）解： 已知： 10 ， kNNd 900 ， 2/ mmNfcd  ， 239。 /195 mmNf sd  1）确定截面尺寸 在设计时有三个未知量。 即： AAs, 39。  ，现设 % ，暂取 1 ，由轴心受压构件正截面承载力公式可得 2339。 0 8 2 5 1 1)(109001)1(mmfffNAcdsdcdd  选方形截面，其边长为 mmmmb 29989686 2  ，取 b=300mm， A=90000mm2。 2）计算截面配筋 一端固定一端铰接柱： 0l = =179。 6500mm=4550mm， 0l /b=4550mm/300mm ，查表得 。 则截面所需配筋为 混凝土结构设计原理课后习题答案 23 22222339。 39。 039。 151690000/195 /sdcdsdds    配 4φ 22（ 239。 1519mmAs  ）， % ，满足要求。 箍筋按构造要求选φ 8@200。 (2) 若采用《混凝土结构设计规范》，采用 C20 混凝土 fc=，钢筋 HRB335（ fy=300N/mm2）。 采用方形截面 300 300mm ，则 , 0 04 5 5 00 bl 故不必配置螺旋箍筋。