結(jié)構(gòu)設(shè)計原理復(fù)習(xí)資料

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理復(fù)習(xí)資料第一篇 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第一章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的物理力學(xué)性能 三、復(fù)習(xí)題 （一）填空題1、在鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的作用是 替混凝土受拉 或 協(xié)助混凝土受壓 。2、混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)有 混凝土的立方體強(qiáng)度 、 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 和 混凝土抗拉強(qiáng)度 。3、混凝土的變形可分為兩類： 受力變形 和 體積變形 。4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用的鋼筋，不僅要 強(qiáng)度高 ，而且要具有良好的 塑性 、 可焊性 ，同時還要求與混凝土有較好的 粘結(jié)性能 。5、影響鋼筋與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的因素很多，其中主要為 混凝土強(qiáng)度 、 澆筑位置 、 保護(hù)層厚度 及 鋼筋凈間距 。6、鋼筋和混凝土這兩

2、種力學(xué)性能不同的材料能夠有效地結(jié)合在一起共同工作，其主要原因是： 鋼筋和混凝土之間具有良好的粘結(jié)力 、 鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)接近 和 混凝土對鋼筋起保護(hù)作用 。7、混凝土的變形可分為混凝土的 受力變形 和混凝土的 體積變形 。其中混凝土的徐變屬于混凝土的 受力 變形，混凝土的收縮和膨脹屬于混凝土的 體積 變形。（二）判斷題1、素混凝土的承載能力是由混凝土的抗壓強(qiáng)度控制的?！尽?、混凝土強(qiáng)度愈高，應(yīng)力應(yīng)變曲線下降愈劇烈，延性就愈好。【】3、線性徐變在加荷初期增長很快，一般在兩年左右趨以穩(wěn)定，三年左右徐變即告基本終止?！尽?、水泥的用量愈多，水灰比較大，收縮就越小?！尽?、鋼筋中含碳量愈高

3、，鋼筋的強(qiáng)度愈高，但鋼筋的塑性和可焊性就愈差?！尽浚ㄈ┟~解釋1、混凝土的立方體強(qiáng)度我國公路橋規(guī)規(guī)定以每邊邊長為150mm的立方體試件，在202的溫度和相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天，依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗方法測得的抗壓極限強(qiáng)度值（以MPa計）作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，用符號表示。2、混凝土的徐變在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長，這種現(xiàn)象被稱為混凝土的徐變。3、混凝土的收縮混凝土在空氣中結(jié)硬時體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。第二章 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計計算的原則。 三、復(fù)習(xí)題 （一）填空題1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，就是

4、要使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的時間內(nèi)能夠在具有足夠 可靠性 性的前提下，完成 全部功能 的要求。2、結(jié)構(gòu)能夠滿足各項功能要求而良好地工作，稱為結(jié)構(gòu) 可靠 ，反之則稱為 失效 ，結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)是處于可靠還是失效的標(biāo)志用 極限狀態(tài) 來衡量。3、國際上一般將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為三類： 承載能力極限狀態(tài) 、 正常使用極限狀態(tài) 和 “破壞一安全”極限狀態(tài) 。4、正常使用極限狀態(tài)的計算，是以彈性理論或塑性理論為基礎(chǔ)，主要進(jìn)行以下三個方面的驗算： 應(yīng)力計算 、 裂縫寬度驗算 和 變形驗算 。5、公路橋涵設(shè)計中所采用的荷載有如下幾類： 永久荷載 、 可變荷載 和 偶然荷載 。6、結(jié)構(gòu)的 安全性 、 適用性 和 耐久性

5、 通稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。7、作用是指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的所有原因，它分為 直接 作用和 間接 作用兩種。 直接作用 是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力如汽車、人群、結(jié)構(gòu)自重等， 間接作用 是指引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，如地震、基礎(chǔ)不均勻沉降、混凝土收縮、溫度變化等。8、結(jié)構(gòu)上的作用按其隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性分為三類： 永久作用（恒載） 、可變作用 和 偶然作用 。9、我國公路橋規(guī)根據(jù)橋梁在施工和使用過程中面臨的不同情況，規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計的三種狀況： 持久 狀況、 短暫 狀況和 偶然 狀況。10、公路橋規(guī)根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行了強(qiáng)度等級的劃分，稱為混凝土強(qiáng)度等級

6、并冠以符號C來表示，規(guī)定公路橋梁受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級有13級，即C20C80，中間以5MPa進(jìn)級。C50以下為普通強(qiáng)度混凝土，C50及以上混凝土為高強(qiáng)度混凝土。公路橋規(guī)規(guī)定受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)按下列規(guī)定采用：鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C20 ，用HRB400、KL400級鋼筋配筋時，不應(yīng)低于 C25 ；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于 C40 。11、結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，針對不同設(shè)計目的所采用的各種作用規(guī)定值即稱為作用代表值。作用代表值包括作用 標(biāo)準(zhǔn)值 、 準(zhǔn)永久值 和 頻遇值 。（二）名詞解釋1、結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。2、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)當(dāng)整個結(jié)構(gòu)

7、或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。第三章 受彎構(gòu)件正截面承載力計算 二、復(fù)習(xí)題 （一）填空題1、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件常用的截面型式有 矩形 、 T形 和 箱形 等。2、只在梁（板）的受拉區(qū)配置縱向受拉鋼筋，此種構(gòu)件稱為 單筋受彎構(gòu)件 ；如果同時在截面受壓區(qū)也配置受力鋼筋，則此種構(gòu)件稱為 雙筋受彎構(gòu)件 。3、梁內(nèi)的鋼筋有 縱向受拉鋼筋（主鋼筋） 、 彎起鋼筋 或 斜鋼筋 、 箍筋 、 架立鋼筋 和 水平縱向鋼筋 等。4、梁內(nèi)的鋼筋常常采用骨架形式，一般分為 綁扎鋼筋骨架 和 焊接鋼筋骨架 兩種形式。5、鋼筋混凝土構(gòu)件破壞有兩種類型：

8、 塑性破壞 和 脆性破壞 。6、受彎構(gòu)件正截面承載力計算的截面設(shè)計是根據(jù)截面上的 計算彎矩 ，選定 材料 、確定 截面尺寸 和 配筋 的計算。7、受壓鋼筋的存在可以提高截面的 延性 ，并可減少長期荷載作用下的 變形 。8、將空心板截面換算成等效的工字形截面的方法，是根據(jù) 面積 、 慣性矩 和 形心位置 不變的原則。9、T形截面按受壓區(qū)高度的不同可分為兩類： 第一類T形截面 和 第二類T形截面 。10、工字形、箱形截面以及空心板截面，在正截面承載力計算中均按 T形截面 來處理。（二）判斷題1、判斷一個截面在計算時是否屬于T形截面，不是看截面本身形狀，而是要看其翼緣板是否參加抗壓作用。【】2、當(dāng)梁

9、截面承受異號彎矩作用時，可以采用單筋截面?！尽?、少筋梁破壞是屬于塑性破壞?！尽?、水平縱向鋼筋其作用主要是在梁側(cè)面發(fā)生裂縫后，可以減少混凝土裂縫寬度。【】5、當(dāng)承受正彎矩時，分布鋼筋應(yīng)放置在受力鋼筋的上側(cè)?！尽浚ㄈ┟~解釋1、控制截面所謂控制截面，在等截面構(gòu)件中是指計算彎矩（荷載效應(yīng)）最大的截面；在變截面構(gòu)件中則是指截面尺寸相對較小，而計算彎矩相對較大的截面。2、最大配筋率當(dāng)配筋率增大到使鋼筋屈服彎矩約等于梁破壞時的彎矩時，受拉鋼筋屈服與壓區(qū)混凝土壓碎幾乎同時發(fā)生，這種破壞稱為平衡破壞或界限破壞，相應(yīng)的配筋率稱為最大配筋率。3、最小配筋率當(dāng)配筋率減少，混凝土的開裂彎矩等于拉區(qū)鋼筋屈服時的彎

10、矩時，裂縫一旦出現(xiàn)，應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度，這時的配筋率稱為最小配筋率。備注：最小配筋率是少筋梁與適筋梁的界限。當(dāng)梁的配筋率由逐漸減小，梁的工作特性也從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐漸向素混凝土結(jié)構(gòu)過渡，所以，可按采用最小配筋率的鋼筋混凝土梁在破壞時，正截面承載力等于同樣截面尺寸、同樣材料的素混凝土梁正截面開裂彎矩標(biāo)準(zhǔn)值的原則確定。（五）計算題1、已知一鋼筋混凝土單筋矩形截面梁，截面尺寸bh=250mm500mm（h0=455mm），截面處彎矩組合設(shè)計值Md=115KNm，采用C20混凝土（）和HRB335級鋼筋（）。類環(huán)境條件，安全等級為二級（），。計算所需要的受拉鋼筋的截面面積。解：本題為單筋矩形截面梁截

11、面設(shè)計類型題，請按照以下三個步驟進(jìn)行計算：第一步：計算截面抵抗矩系數(shù)第二步：計算混凝土受壓區(qū)相對高度其中：=0.2%于是，所需要的受拉鋼筋的截面面積=1054mm22、已知一鋼筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸限定為bh=200mm400mm，采用C20混凝土（）和HRB335級鋼筋（，），彎矩組合設(shè)計值Md=80KNm。類環(huán)境條件，安全等級為一級（），。試進(jìn)行配筋計算。解：本題為雙筋矩形截面梁截面設(shè)計的第一種類型題，請按照以下步驟進(jìn)行計算：說明：在不允許增加梁的截面尺寸和提高混凝土強(qiáng)度等級的情況下，如單筋梁出現(xiàn)超筋，則可采用按雙筋梁進(jìn)行設(shè)計。受壓鋼筋按一層布置，假設(shè)；受拉鋼筋按二層布置，假設(shè)，h0

12、=400-65=335mm，彎矩計算值為。第一步：驗算是否需要采用雙筋截面。單筋矩形截面的最大正截面承載力為=9.220033520.56(1-0.50.56)=83.26KNm88 KNm故需要采用雙筋截面。第二步：首先計算單筋梁部分，讓單筋梁充分發(fā)揮作用（即令），求受壓鋼筋的面積 第三步：根據(jù)平衡條件，求受拉鋼筋的截面面積于是，受拉區(qū)所需要的受拉鋼筋總面積是1289mm2。 受壓區(qū)所需要的受壓鋼筋總面積是56.4mm2。3、已知一鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，其截面尺寸為bh=200mm400mm，采用C30混凝土（）和HRB335級鋼筋（，），承受的彎矩組合設(shè)計值，受壓區(qū)已經(jīng)配置了2根直徑為

13、16mm的受壓鋼筋。類環(huán)境條件，安全等級為二級（），。試求受拉鋼筋的面積。解：本題為雙筋矩形截面梁截面設(shè)計的第二種類型題，請按照以下步驟進(jìn)行計算：受壓鋼筋按一層布置，；受拉鋼筋按二層布置，假設(shè)，h0=400-65=335mm，彎矩計算值為。第一步：計算單筋矩形截面的最大正截面承載力為=13.820033520.56(1-0.50.56)=124.89KNm150 KNm故需要采用雙筋截面。第二步：首先計算“鋼筋”梁部分（又稱第二部分截面），求受拉鋼筋的截面面積第三步：計算單筋梁部分（實質(zhì)上為單筋矩形截面截面設(shè)計），求受拉鋼筋截面面積于是，所需要的受拉鋼筋的總面積為4、已知翼緣位于受壓區(qū)的鋼筋混

14、凝土單筋T形簡支梁，其截面尺寸bh=160mm1000mm，承受的跨中截面彎矩組合設(shè)計值，采用C25混凝土（）和HRB335級鋼筋（，），類環(huán)境條件，安全等級為一級（），。求受拉鋼筋截面面積。解：本題為第二類T形截面截面設(shè)計類型題，請按照以下步驟進(jìn)行計算。設(shè)T形截面受拉鋼筋為兩排，取，則。第一步：判別T形截面的類型。 故屬于第二類T形截面。第二步：首先計算“翼緣”梁部分（也稱第二部分截面），求受拉鋼筋面積。第三步：計算單筋梁部分（實質(zhì)上為單筋矩形截面截面設(shè)計），求受拉鋼筋截面面積 時，截面為 小偏心受壓 破壞。3、鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件按長細(xì)比可分為 短柱 、 長柱 和 細(xì)長柱 。4、實際工程

15、中最常遇到的是長柱，由于最終破壞是材料破壞，因此，在設(shè)計計算中需考慮由于構(gòu)件側(cè)向撓度而引起的 二階彎矩 的影響。5、試驗研究表明，鋼筋混凝土圓形截面偏心受壓構(gòu)件的破壞，最終表現(xiàn)為 受壓區(qū)混凝土壓碎 。（二）判斷題1、在鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件中，布置有縱向受力鋼筋和箍筋。對于圓形截面，縱向受力鋼筋常采用沿周邊均勻配筋的方式。【】2、偏心受壓構(gòu)件在荷載作用下，構(gòu)件截面上只存在軸心壓力?！尽?、大偏心受壓破壞又稱為受壓破壞?！尽?、小偏心受壓構(gòu)件破壞時，受壓鋼筋和受拉鋼筋同時屈服?！尽?、當(dāng)縱向偏心壓力偏心距很小時，構(gòu)件截面將全部受壓，中性軸會位于截面以外?！尽?本章學(xué)習(xí)重點：對稱配筋矩形截面偏心受

16、壓構(gòu)件截面設(shè)計（1）大、小偏心受壓構(gòu)件的判別若，為大偏心受壓構(gòu)件；若，為小偏心受壓構(gòu)件。（2）大偏心受壓構(gòu)件（）的計算當(dāng) 式中：當(dāng)5，需要考慮偏心距增大系數(shù)的影響。設(shè)，。3.81，取1，取偏心距增大系數(shù)按照下式計算：首先，判斷偏心受壓構(gòu)件的類別。故可按大偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計。其次，求所需縱向受拉鋼筋的面積。于是，所需縱向受拉鋼筋的面積為： =1513mm2圓形截面偏心受壓構(gòu)件的承載力計算基本公式如下：第九章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計算 二、復(fù)習(xí)題 （一）填空題1、對于所有的鋼筋混凝土構(gòu)件都要求進(jìn)行強(qiáng)度計算，而對某些構(gòu)件，還要根據(jù)使用條件進(jìn)行 正常使用階段 計算。2、對于鋼筋混凝土

17、受彎構(gòu)件，公路橋規(guī)規(guī)定必須進(jìn)行使用階段的 變形 和 彎曲裂縫最大裂縫寬度 驗算。3、在進(jìn)行施工階段驗算時，應(yīng)根據(jù) 可能出現(xiàn)的施工荷載 進(jìn)行內(nèi)力組合。4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，按其產(chǎn)生的原因可分為以下幾類： 由荷載效應(yīng)引起的裂縫 、 由外加變形或約束變形引起的裂縫 和 鋼筋銹蝕裂縫 。5、裂縫寬度的三種計算理論法： 粘結(jié)滑移理論法 、 無滑移理論 和 綜合理論 。6、對于結(jié)構(gòu)重力引起的變形是長期性的變形，一般采用 設(shè)置預(yù)拱度 來加以消除。7、影響裂縫寬度的主要因素有： 鋼筋應(yīng)力 、 鋼筋直徑 、 配筋率 、 保護(hù)層厚度 、鋼筋外形 、 荷載作用性質(zhì) 和 構(gòu)件受力性質(zhì) 等。 （二）判斷題1、在使用

18、階段，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是不帶裂縫工作的?！尽?、對于鋼筋混凝土構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫寬度，主要是在設(shè)計計算和構(gòu)造上加以控制?！尽?、設(shè)置預(yù)拱度的目的是為了線型美觀?！尽浚ㄈ┖喆痤}1、簡述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在使用階段計算的特點？答：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)是取構(gòu)件破壞階段，而使用階段一般是指梁帶裂縫工作階段。在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計中，其強(qiáng)度計算決定了構(gòu)件設(shè)計尺寸、材料、配筋量及鋼筋布置，以保證截面承載能力要大于荷載效應(yīng)；計算方法分截面設(shè)計和截面復(fù)核兩種方法。使用階段計算是按照構(gòu)件使用條件對已設(shè)計的構(gòu)件進(jìn)行計算，以保證在使用情況下的應(yīng)力、裂縫和變形小于正常使用極限狀態(tài)的限值

19、，這種計算稱為“驗算”。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計算必須滿足荷載效應(yīng)小于等于截面承載能力，其中荷載效應(yīng)為所考慮荷載組合系的效應(yīng)值，且承載能力要考慮材料安全系數(shù)及工作條件系數(shù)。2、簡述設(shè)置預(yù)拱度的目的及如何設(shè)置預(yù)拱度？答：設(shè)置預(yù)拱度的目的是為了消除結(jié)構(gòu)重力這個長期荷載引起的變形，另外，希望構(gòu)件在平時無靜活載作用時保持一定的拱度。公路橋規(guī)規(guī)定：當(dāng)由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合并考慮作用（或荷載）長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度不超過（為計算跨徑）時，可不設(shè)預(yù)拱度；當(dāng)不符合上述規(guī)定時則應(yīng)設(shè)預(yù)拱度。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件預(yù)拱度值按結(jié)構(gòu)自重和可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。第二篇 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)第十二章

20、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及其材料 二、復(fù)習(xí)題 （一）填空題1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用中存在如下兩個問題： 需要帶裂縫工作 和 無法充分利用高強(qiáng)材料的強(qiáng)度 。2、將配筋混凝土按預(yù)加應(yīng)力的大小可劃分為如下四級： 全預(yù)應(yīng)力 、 有限預(yù)應(yīng)力 、 部分預(yù)應(yīng)力 和 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 。3、預(yù)加應(yīng)力的主要方法有 先張法 和 后張法 。4、后張法主要是靠 工作錨具 來傳遞和保持預(yù)加應(yīng)力的；先張法則主要是靠 粘結(jié)力 來傳遞并保持預(yù)加應(yīng)力的。5、錨具的型式繁多，按其傳力錨固的受力原理，可分為： 依靠摩阻力錨固的錨具 、 依靠承壓錨固的錨具 和 依靠粘結(jié)力錨固的錨具 。6、夾片錨具體系主要作為錨固 鋼絞線筋束 之

21、用。7、國內(nèi)橋梁構(gòu)件預(yù)留孔道所用的制孔器主要有兩種： 抽拔橡膠管 和 螺旋金屬波紋管 。8、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土，不僅要求高強(qiáng)度，而且還要求能 快硬 、 早強(qiáng) ，以便能及早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工進(jìn)度，提高設(shè)備、模板等利用率。9、影響混凝土徐變值大小的主要因素有 荷載集度 、 持荷時間 、 混凝土的品質(zhì) 與 加載齡期 以及 構(gòu)件尺寸 和 工作環(huán)境 等。10、國內(nèi)常用的預(yù)應(yīng)力筋有： 冷拉熱軋鋼筋 、 熱處理鋼筋 、 高強(qiáng)度鋼絲 、 鋼絞線 、 冷拔低碳鋼絲 。 （二）名詞解釋1、預(yù)應(yīng)力混凝土所謂預(yù)應(yīng)力混凝土，就是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個合適程度的配筋混凝土。2、預(yù)應(yīng)力度公路橋規(guī)將預(yù)應(yīng)力度定義為由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩的比值。3、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由配置預(yù)應(yīng)力鋼筋再通過張拉或其他方法建立預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，就稱為