《混凝土结构设计原理》课后答案1(最新版)

作业一参考答案1．混凝土立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值与混凝土强度等级的概念。答：（1）混凝土标准立方体的抗压强度，我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定：边长为150mm的标准立方体试件在标准条件（温度20±3℃，相对温度≥90%）下养护28天后，以标准试验方法(中心加载，加载速度为0.3～1.0N/mm2/s)，试件上、下表面不涂润滑剂，连续加载直至试件破坏，测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度fck，单位N/mm2。AFfckfck——混凝土立方体试件抗压强度；F——试件破坏荷载；A——试件承压面积。（2）我国《混凝土结构设计规范》规定，立方体抗压强度标准值系指按上述标准方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。（3）混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，根据立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80十四个等级。7.简述混凝土轴心抗压强度。2.简述混凝土在单轴短期加载下的应力~应变关系特点。随着混凝土强度的提高，该曲线有何变化？答：一般用标准棱柱体或圆柱体试件测定混凝土受压时的应力~应变曲线。轴心受压混凝土典型的应力应变曲线如图,各个特征阶段的特点如下：混凝土轴心受压时的应力~应变曲线1）应力σ≤0.3fcsh当荷载较小时，即σ≤0.3fcsh，曲线近似是直线（图中OA段），A点相当于混凝土的比例极限点。此阶段中混凝土的变形主要取决于骨料和水泥石的弹性变形。2）应力0.3fcsh＜σ≤0.8fcsh随着荷载的增加，当应力约为(0.3～0.8)fcsh，曲线明显偏离直线（AB段），应变增长比应力快，混凝土表现出越来越明显的弹塑性。此阶段中混凝土内部微裂缝虽有所发展，但处于稳定状态，故B点称为临界应力点，相对应的应力可作为混凝土长期受压强度。3）应力0.8fcsh＜σ≤1.0fcsh随着荷载进一步增加，当应力约为(0.8～1.0)fcsh，曲线进一步弯曲，应变增长速度进一步加快，表明混凝土的应力增量不大，而塑性变形却相当大。此阶段试件中积蓄的弹性应变能始终保持大于裂缝发展所需要的能量，进入裂缝发展的不稳定状态直至C点达到曲线峰值，C点应力为极限强度fcsh，相应的峰值应变为ε0≈0.002。4）超过峰值应力后超过C点以后，曲线进入下降段，试件的承载力随应变增长逐渐减小，平均应力强度下降，曲率最大点E称为“收敛点”，即极限应变点。之后主裂缝已很宽，结构内聚力已几乎耗尽，混凝土失去继续承载的能力。随着混凝土强度的提高，上升段（OC）曲线形状基本不变，ε0略有增大；下降段（CE）曲线变陡，εcu明显降低，说明混凝土随强度的提高而变脆。3.简述混凝土三轴受压强度的概念。答：三轴受压试验是侧向等压σ2=σ3=σr的三轴受压，即所谓常规三轴。试验时先通过液体静压力对混凝土圆柱体施加径向等压应力，然后对试件施加纵向压应力直到破坏。在这种受力状态下，试件由于侧压限制，其内部裂缝的产生和发展受到阻碍，因此当侧向压力增大时，破坏时的轴向抗压强度相应地增大，同时混凝土的应变也相应地增大，如下图所示。根据试验结果分析，三轴受力时混凝土纵向抗压强度为fcc′=fc′+βσr式中：fcc′——混凝土三轴受压时沿圆柱体纵轴的轴心抗压强度；fc′——混凝土的单轴圆柱体轴心抗压强度；β——系数，一般普通混凝土取4；σr——侧向压应力。4.荷载效应组合练习题某钢筋混凝土简支梁，计算跨度l0＝4m，在跨中作用有集中永久荷载Gk=10kN，同时承受均布荷载标准值gk=8kN/m，qk=6kN/m，可变荷载的组合值系数ψc=0.7，准永久值系数ψq＝0.4。试求按承载能力极限状态设计时梁跨中截面的弯矩设计值M，以及在正常使用极限状态下荷载效应的标准组合弯矩值Mk和荷载效应的准永久组合弯矩值Mq。解：mk268484410842200NlglGMkkGkmk128468220NlqMkQk（1）求梁跨中截面的弯矩设计值M以可变荷载为控制：mk484.12.1NMMMQkGk以永久荷载为控制：mk86.467.04.135.1NMMMQkGk最后取大者，即M=48kN·m（2）荷载效应的标准组合弯矩值Mkmk38NMMMQkGkk（3）荷载效应的准永久组合弯矩值Mqmk8.30NMMMQkqGkq