自考結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)、試題及答案匯總

1、自考結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)、試題及答案匯總結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理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)性能一、學(xué)習(xí)目的本章介紹了鋼筋混凝土的基本概念，分別從強(qiáng)度、 變形等方面闡述了組成鋼筋混凝土材料的混凝土和鋼筋的特性，并對鋼筋與混凝土共同作用機(jī)理作了簡要說明。學(xué)習(xí)本章的目的是使讀者認(rèn)識(shí)并熟悉鋼筋混凝土材料，了解它們的工作性能，能在工作中正確的使用它們。本課程的主要內(nèi)容取材于我國現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ JTJ D60-2004）、公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D61-2005 ）、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG D62-2004 ）、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTJ

2、 025-86 ）。習(xí)慣上將上述設(shè)計(jì)規(guī)范統(tǒng)稱為公路橋規(guī)。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)在本章的學(xué)習(xí)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：（ 1）混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)有哪些，以及獲得它們的方法；（ 2）混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，彈性模量的取值方法； （ 3）混凝土收縮、徐變的概念及特性； （4）兩類鋼材的變形及強(qiáng)度特征； （ 5）錨固長度的意義； （ 6）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對混凝土與鋼筋的基本要求。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4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用的鋼筋，

3、不僅要性 ，同時(shí)還要求與混凝土有較好的粘結(jié)性能和 體積變形。強(qiáng)度高，而且要具有良好的。塑性、可焊5、影響鋼筋與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的因素很多，其中主要為置 、 保護(hù)層厚度及 鋼筋凈間距?；炷翉?qiáng)度、 澆筑位6、鋼筋和混凝土這兩種力學(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。【×】2、

4、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。【】4、水泥的用量愈多， 水灰比較大， 收縮就越小。 【×】5、鋼筋中含碳量愈高，鋼筋的強(qiáng)度愈高， 但鋼筋的塑性和可焊性就愈差。 【】（三）名詞解釋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 20± 2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(yàn)方法測得的抗壓極限強(qiáng)度值（以 MPa計(jì)）作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度， 用符號(hào) f cu表示。2、混凝土的徐變在荷載

5、的長期作用下，混凝土的變形將隨時(shí)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(shí)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(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。（四）簡答題1、簡述混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的三個(gè)階段？答：在上升段，當(dāng)應(yīng)力小于0.3 倍的棱柱體強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近直線變化，混凝土處于彈性工作階段。在應(yīng)力大于等于0.3 倍的棱柱體強(qiáng)度后，隨著應(yīng)力增大，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系愈來愈偏離直線，任一點(diǎn)的應(yīng)變可分為彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變兩部分。原有的混凝土內(nèi)部微裂縫發(fā)展，并在孔隙等薄弱處產(chǎn)生新的個(gè)別的微裂縫。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到0.8 倍的棱柱體強(qiáng)度后，混凝土塑性變形顯著增大， 內(nèi)部微

6、裂縫不斷延伸擴(kuò)展， 并有幾條貫通， 應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率急劇減小。 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到棱柱體強(qiáng)度時(shí)， 應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率已接近于水平， 試件表面出現(xiàn)不連續(xù)的常見裂縫。在下降段，到達(dá)峰值應(yīng)力后，混凝土的強(qiáng)度并不完全消失，隨著應(yīng)力的減少，應(yīng)變?nèi)匀辉黾?，曲線下降坡度較陡，混凝土表面裂縫逐漸貫通。在收斂段，在反彎點(diǎn)之后，應(yīng)力下降的速度減慢，趨向于穩(wěn)定的殘余應(yīng)力。表面縱向裂縫把混凝土棱柱體分成若干個(gè)小柱， 荷載由裂縫處的摩擦咬合力及小柱體的殘余強(qiáng)度所承受。2、簡述混凝土發(fā)生徐變的原因？答：在長期荷載作用下，混凝土凝膠體中的水份逐漸壓出，水泥石逐漸粘性流動(dòng)，微細(xì)空隙逐漸閉合，細(xì)晶體內(nèi)部逐漸滑動(dòng)，微細(xì)裂縫逐漸發(fā)生等各種

7、因素的綜合結(jié)果。第二章結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則一、學(xué)習(xí)目的本章主要介紹了關(guān)于公路橋規(guī) 的計(jì)算原則， 即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算原則，這是公路橋涵設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則。計(jì)算理論發(fā)展階段： 以彈性理論為基礎(chǔ)的容許應(yīng)力計(jì)算法考慮鋼筋混凝土塑性性能的破壞階段計(jì)算法半經(jīng)驗(yàn)、半概率的 “三系數(shù)” 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 （荷載系數(shù)、 材料系數(shù)、工作條件系數(shù)） 以結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（又分為三個(gè)水準(zhǔn)：水準(zhǔn)半概率設(shè)計(jì)法，水準(zhǔn)近似概率設(shè)計(jì)方法，水準(zhǔn)全概率設(shè)計(jì)法）。公路橋規(guī) 采用的是以結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)的近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，其概率反映在荷載組合與材料取值等方面。學(xué)習(xí)本章的目的是為了

8、使讀者了解設(shè)計(jì)規(guī)范的要求及原則。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)為設(shè)計(jì)方法的演變過程， 從容許應(yīng)力法到考慮塑性性能的破壞階段計(jì)算方法到極限狀態(tài)法； 兩類極限狀態(tài)的基本含義； 材料強(qiáng)度取值的方法， 特別注意個(gè)類強(qiáng)度的區(qū)別與聯(lián)系；結(jié)合公路橋規(guī)了解荷載分類及荷載組合的形式。三、復(fù)習(xí)題（一）填空題1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，就是要使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的時(shí)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(xiàng)功能要求而良好地工作，稱為結(jié)構(gòu)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)可靠 ，反之則稱為來衡量。失效，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

9、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(jì)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(gè)方面的驗(yàn)算：應(yīng)力計(jì)算、 裂縫寬度驗(yàn)算和 變形驗(yàn)算。5、公路橋涵設(shè)計(jì)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(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性分為三類：永久

10、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(jì)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(jí)的劃分，稱為混凝土強(qiáng)度等級(jí)并冠以符號(hào)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(jí)有13 級(jí)，即C20 C80，中間以5MPa進(jìn)級(jí)。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(jí)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(jí)鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng)低于 C25 ；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于 C40 。11

11、、結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，針對不同設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)結(jié)構(gòu)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(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，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(jì)算一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算是全書的重點(diǎn)之一。首先必須掌握受彎構(gòu)件正截面三個(gè)工作階段各自的特點(diǎn)，以及不同配筋條件下的破壞形態(tài)，弄清max 、 min 的力學(xué)意義。單筋矩形、 雙筋矩形、 T 形截面正截面承載力計(jì)算都應(yīng)以掌

12、握計(jì)算圖式為重點(diǎn)，三者的基本計(jì)算公式、 區(qū)別與聯(lián)系均表現(xiàn)在計(jì)算圖式中。計(jì)算方法上應(yīng)以靈活運(yùn)用基本公式為前提，同時(shí)注意基本公式的適用條件。構(gòu)造與計(jì)算同等重要，必須結(jié)合例題與習(xí)題掌握梁（板）構(gòu)造的一些基本內(nèi)容，如配筋原則、凈保護(hù)層、最小凈距等概念。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)件稱為時(shí)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單筋受彎構(gòu)件；如果同?；蛐变摻?、箍筋、

13、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：塑性破壞和 脆性破壞。6、受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的截面設(shè)計(jì)是根據(jù)截面上的計(jì)算彎矩，選定材料、確定截面尺寸和 配筋的計(jì)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 T10、工字形、箱形截面以及空心板截面，在正截面承載力計(jì)算中均按T 形截面形截面。來處理。（二）判斷題1、判斷一個(gè)截面在計(jì)算時(shí)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

14、否參加抗壓作用。【】2、當(dāng)梁截面承受異號(hào)彎矩作用時(shí)，可以采用單筋截面。 【×】3、少筋梁破壞是屬于塑性破壞?！?#215;】4、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?！尽?、當(dāng)承受正彎矩時(shí)， 分布鋼筋應(yīng)放置在受力鋼筋的上側(cè)?！?#215;】（三）名詞解釋1、控制截面所謂控制截面，在等截面構(gòu)件中是指計(jì)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(jì)算彎矩相對較大的截面。2、最大配筋率max 當(dāng)配筋率增大到使鋼筋屈服彎矩約等于梁破壞時(shí)的彎矩時(shí)，受拉鋼筋屈服與壓區(qū)混凝土壓碎幾乎同時(shí)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

15、大配筋率。3、最小配筋率min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(shí)的彎矩時(shí)，裂縫一旦出現(xiàn)，應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度，這時(shí)的配筋率稱為最小配筋率。備注：最小配筋率min是少筋梁與適筋梁的界限。當(dāng)梁的配筋率由min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，min可按采用最小配筋率min的鋼筋混凝土梁在破壞時(shí)，正截面承載力M u 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。（四）簡答題1、設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件時(shí)，一般應(yīng)滿足哪兩方面的要求？答：由于彎矩的作用，構(gòu)件可能沿某個(gè)正截面（與梁的縱軸線或板的中面正交時(shí)的面）發(fā)生破壞， 故需進(jìn)行正截面承載力計(jì)

16、算；由于彎矩和剪力的共同作用，構(gòu)件可能沿剪壓區(qū)段內(nèi)的某個(gè)斜截面發(fā)生破壞，故還需進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算。2、簡述分布鋼筋的作用？答：分布鋼筋的作用是將板面上的荷載作用更均勻的傳布給受力鋼筋，同時(shí)在施工中可以固定受力鋼筋的位置，而且用它來分擔(dān)混凝土收縮和溫度變化引起的應(yīng)力。3、簡述受彎構(gòu)件正截面工作的三個(gè)階段？答：在第一階段梁沒有裂縫，在第二階段梁帶裂縫工作，在第三階段裂縫急劇開展，縱向受力鋼筋應(yīng)力維持在屈服強(qiáng)度不變。4、簡述鋼筋混凝土梁的受力特點(diǎn)？答：鋼筋混凝土梁的截面正應(yīng)力狀態(tài)隨著荷載的增大不僅有數(shù)量上的變化，而且有性質(zhì)上的改變， 即應(yīng)力分布圖形的改變。不同的受力階段， 中和軸的位置及內(nèi)力偶臂是

17、不同的。因此，無論壓區(qū)混凝土的應(yīng)力或是縱向受拉鋼筋的應(yīng)力， 不像彈性勻質(zhì)材料梁那樣完全與彎矩成比例。梁的大部分工作階段中，受拉區(qū)混凝土已開裂。隨著裂縫的開展，壓區(qū)混凝土塑性變形的發(fā)展， 以及粘結(jié)力的逐漸破壞， 均使梁的剛度不斷降低。 因此梁的撓度、轉(zhuǎn)角與彎矩的關(guān)系也不完全服從彈性勻質(zhì)梁所具有的比例關(guān)系。5、簡述適筋梁、超筋梁、少筋梁的破壞特征？答：適筋梁的破壞特征是：受拉區(qū)鋼筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，其應(yīng)力保持不變而產(chǎn)生顯著的塑性伸長， 直到受壓邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限壓應(yīng)變時(shí)， 受壓區(qū)出現(xiàn)縱向水平裂縫，隨之壓碎而破壞。這種梁破壞前，梁的裂縫急劇開展，撓度較大，梁截面產(chǎn)生較大的塑性變形，因而

18、有明顯的破壞預(yù)兆。超筋梁的破壞特征是；破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土被壓壞，而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力遠(yuǎn)未達(dá)到屈服強(qiáng)度。破壞前梁的撓度及截面曲率曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，拉區(qū)的裂縫開展不寬，延伸不高，破壞是突然的，沒有明顯的預(yù)兆。少筋梁的破壞特征是：梁拉區(qū)混凝土一開裂，受拉鋼筋達(dá)到屈服，并迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅二進(jìn)入強(qiáng)化階段， 梁僅出現(xiàn)一條集中裂縫， 不僅寬度較大， 而且沿梁高延伸很高，此時(shí)受壓區(qū)混凝土還未壓壞，裂縫寬度已很寬，撓度過大，鋼筋甚至被拉斷。破壞很突然，少筋梁在橋梁工程中不允許采用。（五）計(jì)算題1、已知一鋼筋混凝土單筋矩形截面梁，截面尺寸 b×h=250mm × 500mm（ h0=455mm

19、），截面處彎矩組合設(shè)計(jì)值M d=115KN ·m，采用 C20 混凝土（ fcd9.2MPa，ftd1.06MPa ）和 HRB335 級(jí)鋼筋（fsd 280MPa ）。類環(huán)境條件，安全等級(jí)為二級(jí)（0 1.0 ），b 0.56 。計(jì)算所需要的受拉鋼筋的截面面積As 。解：本題為單筋矩形截面梁截面設(shè)計(jì)類型題，請按照以下三個(gè)步驟進(jìn)行計(jì)算：第一步：計(jì)算截面抵抗矩系數(shù)ss0M d1.0 115 1060.242fcd bh029.2 250 4552第二步：計(jì)算混凝土受壓區(qū)相對高度112 s1120.2420.282 < b0.56第三步：求受拉鋼筋的截面面積AsAsbh0f cd0.

20、2822504559.21054 mm2f sd280As10540.927% >minbh0250455其中：min = max 45ftd,0.2= max 451.06=0.2%fsd,0.2280于是，所需要的受拉鋼筋的截面面積As =1054mm 22、已知一鋼筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸限定為b× h=200mm × 400mm ，采用 C20混凝土（fcd9.2ftd 1.06M P aHRB335 級(jí) 鋼 筋 （fsd280M P aM P a，） 和，fsd/280MPa ），彎矩組合設(shè)計(jì)值M d=80KN · m。類環(huán)境條件，安全等級(jí)為一

21、級(jí)（ 01.1 ）， b0.56。試進(jìn)行配筋計(jì)算。解：本題為雙筋矩形截面梁截面設(shè)計(jì)的第一種類型題，請按照以下步驟進(jìn)行計(jì)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(jí)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(jì)。受壓鋼筋按一層布置，假設(shè)as'35mm；受拉鋼筋按二層布置，假設(shè)as65mm ，h0=400-65=335mm ，彎矩計(jì)算值為 M0M d 1.1 8088KNm 。第一步：驗(yàn)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Mfbh2(10.52× (1-0.5× 0.56)=83.26KN · m<88ucdbb) =

22、9.2 × 200 × 335 × 0.560KN· m故需要采用雙筋截面。第二步：首先計(jì)算單筋梁部分，讓單筋梁充分發(fā)揮作用（即令b ），求受壓鋼筋的面積 As'As'M f cd bh02b (1 0.5 b )88 1069.2 20033520.56(1 0.5 0.56)56.4mm2fsd' (h0as')280(33535)第三步：根據(jù)平衡條件，求受拉鋼筋的截面面積AsAsfcd bx fsd' As/9.2 200 0.56 335 280 56.41289mm2f sd280于是，受拉區(qū)所需要的受拉

23、鋼筋總面積是1289mm 2。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b× h=200mm ×400mm ，采用 C30混 凝 土 （ f cd 13.8M P a，ftd 1.39M P a） 和 HRB335級(jí) 鋼 筋 （ fsd 280M P a，fsd/280MPa ），承受的彎矩組合設(shè)計(jì)值 M d 150KNm ，受壓區(qū)已經(jīng)配置了 2 根直徑為 16mm 的受壓鋼筋。類環(huán)境條件，安全等級(jí)為二級(jí)（01.0 ）， b 0.56 。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(jì)的第二種類型題，請按照以下步驟進(jìn)行

24、計(jì)算：受壓鋼筋按一層布置，as'35mm ；受拉鋼筋按二層布置，假設(shè)as 65mm ，h0=400-65=335mm ，彎矩計(jì)算值為0 M d1.0150150KNm 。第一步：計(jì)算單筋矩形截面的最大正截面承載力為M uf cdbh02b (1 0.5 b ) =13.8× 200× 3352× 0.56× (1-0.5×0.56)=124.89KN·m<150 KN·m故需要采用雙筋截面。第二步：首先計(jì)算“鋼筋”梁部分（又稱第二部分截面），求受拉鋼筋的截面面積As2'/28024162As2fsd A

25、S2f sd280402mm第三步： 計(jì)算單筋梁部分 （實(shí)質(zhì)上為單筋矩形截面截面設(shè)計(jì)），求受拉鋼筋截面面積As10 (M dM d 2 )1.0150106280402(33535)sfcd bh0213.820033520.375112s112 0.3750.5<B0.56As1bh0fcd0.5200335 13.81651mm2fsd280于是，所需要的受拉鋼筋的總面積為AsAs1As216514022053mm24、已知翼緣位于受壓區(qū)的鋼筋混凝土單筋T 形簡支梁，其截面尺寸b× h=160mm ×1000mm， b'h'mmmmff160011

26、0，承受的跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值M d 1800KNm ，采用C25 混凝土（ fcd11.5MPa，ftd1.23MPa ）和 HRB335 級(jí)鋼筋（ f sd280MPa ， f sd/280MPa ），類環(huán)境條件，安全等級(jí)為一級(jí)（01.1 ），b 0.56 。求受拉鋼筋截面面積 As 。解：本題為第二類T 形截面截面設(shè)計(jì)類型題，請按照以下步驟進(jìn)行計(jì)算。設(shè) T 形截面受拉鋼筋為兩排，取as80mm，則 h01000 80920mm 。第一步：判別T 形截面的類型。' 'h'f110(9201101750.76KNmf cdbf hf (h0) 11.5 1600)2

27、2< 0 M d 1.1 1800 1980KN m故屬于第二類T 形截面。第二步：首先計(jì)算“翼緣”梁部分（也稱第二部分截面），求受拉鋼筋面積As2 。As2f cd (bf'b)hf/11.5 (1600 160) 1102fsd2806505.7mm第三步： 計(jì)算單筋梁部分 （實(shí)質(zhì)上為單筋矩形截面截面設(shè)計(jì)），求受拉鋼筋截面面積As10 (M dM d 2 )1.0180010611.5(1600160)110(920110)s20.144fcd bh0211.5 160 9202112s11 20.1440.156 <B0.56As1bh0fcd0.1561609201

28、1.5943.13mm2fsd280于是，所需要的受拉鋼筋的總面積為AsAs1As2943.136505.77448.83mm2第四章受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解簡支梁剪彎區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，斜截面可能出現(xiàn)的破壞形態(tài)及影響斜截面抗剪承載力的主要因素，掌握斜截面抗剪承載力計(jì)算圖式及其計(jì)算原理，能運(yùn)用公路橋規(guī) 公式并進(jìn)行腹筋設(shè)計(jì)，進(jìn)而結(jié)合前面幾章所學(xué)的內(nèi)容能完整地設(shè)計(jì)各類截面的鋼筋混凝土簡支梁。二、復(fù)習(xí)題（一）填空題1、一般把箍筋和彎起（斜）鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋 ，把配有縱向受力鋼筋和腹筋的梁稱為有腹筋梁，而把僅有縱向受力鋼筋而不設(shè)腹筋的梁稱為無腹筋梁。2、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件

29、沿斜截面的主要破壞形態(tài)有斜壓破壞、 斜拉破壞和 剪壓破壞等。3、影響有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有：拉鋼筋配筋率、 配箍率和箍筋強(qiáng)度。剪跨比、 混凝土強(qiáng)度、 縱向受4、鋼筋混凝土梁沿斜截面的主要破壞形態(tài)有斜壓破壞、斜拉破壞和剪壓破壞等。在設(shè)計(jì)時(shí)， 對于斜壓和斜拉破壞， 一般是采用 截面限制條件 和 一定的構(gòu)造措施 予以避免， 對于常見的剪壓破壞形態(tài)， 梁的斜截面抗剪能力變化幅度較大， 故必須進(jìn)行斜截面抗剪承載力的計(jì)算。公路橋規(guī)規(guī)定，對于配有腹筋的鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力的計(jì)算采用下屬半經(jīng)驗(yàn)半理論的公式：0VdVu123 (0.45 10 3 )bh0(20.6 p)f cu ,ksv

30、f sv(0.7510 3 ) fsdAsb sin s5、對于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的等高度鋼筋混凝土簡支梁進(jìn)行全梁承載能力校核，就是進(jìn)一步檢查梁沿長度上的截面的 正截面抗彎承載力 、斜截面抗剪承載力 和 斜截面抗彎承載力 是否滿足要求。（二）判斷題1、在斜裂縫出現(xiàn)前，箍筋中的應(yīng)力就很大，斜裂縫出現(xiàn)后，與斜裂縫相交的箍筋中的應(yīng)力突然減小，起到抵抗梁剪切破壞的作用?！?#215;】2、箍筋能把剪力直接傳遞到支座上?！?#215;】3、配置箍筋是提高梁抗剪承載力的有效措施?！尽?、梁的抗剪承載力隨彎筋面積的加大而提高，兩者呈線性關(guān)系。 【】5、彎筋不宜單獨(dú)使用， 而總是與箍筋聯(lián)合使用?！尽?、試驗(yàn)表明，梁的

31、抗剪能力隨縱向鋼筋配筋率的提高而減小。 【×】7、連續(xù)梁的抗剪承載力比相同廣義剪跨比的簡支梁抗剪承載力要低?！尽浚ㄈ┟~解釋1、剪跨比 m 剪跨比m 是一個(gè)無量綱常數(shù)，用 mMM 和 V來表示，此處Vh0分別為剪壓區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力，h0 為截面有效高度。2、抵抗彎矩圖抵抗彎矩圖又稱材料圖，就是沿梁長各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖，即表示個(gè)正截面所具有的抗彎承載力。（四）簡答題1、對于無腹筋梁，斜裂縫出現(xiàn)后，梁內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)有哪些變化？答：斜裂縫出現(xiàn)前，剪力由梁全截面抵抗。但斜裂縫出現(xiàn)后，剪力僅由剪壓面抵抗，后者的面積遠(yuǎn)小于前者。 所以斜裂縫出現(xiàn)后

32、， 剪壓區(qū)的剪應(yīng)力顯著增大；同時(shí)，剪壓區(qū)的壓應(yīng)力也要增大。這是斜裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力重分布的一個(gè)表現(xiàn)。斜裂縫出現(xiàn)前，截面縱筋拉應(yīng)力由截面處的彎矩所決定，其值較小。在斜裂縫出現(xiàn)后，截面處的縱筋拉應(yīng)力則由剪壓面處彎矩決定。 后者遠(yuǎn)大于前者， 故縱筋拉應(yīng)力顯著增大， 這是應(yīng)力重分布的另一個(gè)表現(xiàn)。2、簡述無腹筋簡支梁沿斜截面破壞的三種主要形態(tài)？答：斜拉破壞：在荷載作用下，梁的剪跨段產(chǎn)生由梁底豎直裂縫沿主壓應(yīng)力軌跡線向上延伸發(fā)展而成斜裂縫。其中有一條主要斜裂縫（又稱臨界斜裂縫）很快形成，并迅速伸展至荷載墊板邊緣而使混凝土裂通， 梁被撕裂成兩部分而喪失承載力， 同時(shí)，沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞

33、發(fā)生突然，破壞面較整齊，無壓碎現(xiàn)象。剪壓破壞：梁在彎剪區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫，隨著荷載的增大，陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫，其中一條發(fā)展成為臨界裂縫。 臨界斜裂縫出現(xiàn)后， 梁還能繼續(xù)增加荷載， 斜裂縫伸展至荷載墊板下， 直到斜裂縫頂端（剪壓區(qū)）的混凝土在正應(yīng)力、剪應(yīng)力和荷載引起的豎向局部壓應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞，破壞處可見到很多平行的斜向短裂縫和混凝土碎渣。斜壓破壞：當(dāng)剪跨比較小時(shí)，首先是加載點(diǎn)和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫，然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫， 梁腹被分割成若干傾斜的小柱體。 隨著荷載的增大， 梁腹發(fā)生類似混凝土棱柱體被壓壞的情況，即破壞時(shí)斜裂縫多而密，但沒有主裂縫。3、在斜裂縫出現(xiàn)后，腹筋的

34、作用表現(xiàn)在哪些方面？答：把開裂拱體向上拉住，使沿縱向鋼筋的撕裂裂縫不發(fā)生，從而使縱筋的銷栓作用得以發(fā)揮， 這樣，開裂拱體就能更多地傳遞主壓應(yīng)力； 腹筋將開裂拱體傳遞過來的主壓應(yīng)力傳到基本拱體上斷面尺寸較大還有潛力的部位上去， 這就減輕了基本拱體上拱頂所承壓的應(yīng)里， 從而提高了梁的抗剪承載力； 腹筋能有效地減小斜裂縫開展寬度， 從而提高了斜截面上的骨料咬合力。第五章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)本章簡要介紹了鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞特征和公路橋規(guī) 關(guān)于受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算公式及其適用條件。并舉例說明了公路橋規(guī)關(guān)于彎、扭、剪復(fù)合受力時(shí)所采用的簡單“疊加” 方法。對本章的要求僅限于會(huì)用公路橋規(guī) 的承

35、載力計(jì)算公式及設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)、復(fù)核受彎構(gòu)件。二、復(fù)習(xí)題（一）填空題1、鋼筋混凝土構(gòu)件抗扭性能的兩個(gè)重要衡量指標(biāo)是：構(gòu)件的開裂扭矩和 構(gòu)件的破壞扭矩。2、在純扭作用下，構(gòu)件的裂縫總是與構(gòu)件縱軸成45 度 方向發(fā)展。3、矩形截面鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的開裂扭矩，只能近似地采用理想塑性材料的剪應(yīng)力圖形進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)通過試驗(yàn)來加以校正。4、實(shí)際工程中通常都采用由箍筋 和 縱向鋼筋組成的空間骨架來承擔(dān)扭矩，并盡可能地在保證必要的保護(hù)層厚度下，沿截面周邊布置鋼筋，以增強(qiáng)抗扭能力。5、在抗扭鋼筋骨架中，箍筋的作用是直接抵抗主拉應(yīng)力，限制裂縫的發(fā)展；縱筋用來平衡構(gòu)件中的縱向分力，且在斜裂縫處縱筋可產(chǎn)生銷栓作用，抵抗

36、部分扭矩并可抑制斜裂縫的開展。6、極限扭矩和抗扭剛度的大小在很大程度上取決于抗扭鋼筋的數(shù)量。7、根據(jù)抗扭配筋率的多少，鋼筋混凝土矩形截面受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)一般可分為以下幾種： 少筋破壞 、 適筋破壞 、 超筋破壞 和 部分超筋破壞 。8、 縱筋的數(shù)量、強(qiáng)度和 箍筋的數(shù)量、強(qiáng)度的比例對抗扭強(qiáng)度有一定的影響。9、 T 形、形截面可看成是由簡單矩形截面所組成的復(fù)雜截面，每個(gè)矩形截面所受的扭矩，可根據(jù)各自的 抗扭剛度 按正比例進(jìn)行分配。10、由于箱形截面具有 抗扭剛度大 、 能承受異號(hào)彎矩 且 底部平整美觀 等優(yōu)點(diǎn)，因此在連續(xù)梁橋、曲線梁橋和城市高架橋中得以廣泛采用。公路橋規(guī)規(guī)定，矩形截面構(gòu)件抗扭承載

37、力計(jì)算公式如下：0TdTu0.35 ftdWtfsv Asv1 Acor1.2Sv（二）判斷題1、對于彎、剪扭共同作用下的構(gòu)件配筋計(jì)算，采取先按彎矩、剪力、扭矩各自單獨(dú)作用下進(jìn)行配筋計(jì)算，然后按縱筋和箍筋進(jìn)行疊加進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的方法?！尽?、 T 形截面可以看成是由簡單矩形截面所組成的復(fù)雜截面，受扭時(shí)各個(gè)矩形截面的扭轉(zhuǎn)角不同。【×】3、當(dāng)扭剪比較大時(shí)， 出現(xiàn)剪型破壞。 【×】4、對不同的配筋強(qiáng)度比，少筋和適筋， 適筋和超筋的界限位置相同。 【×】5、鋼筋混凝土受扭構(gòu)件在開裂前鋼筋中的應(yīng)力較小，鋼筋對開裂扭矩的影響不大，可以忽略鋼筋對開裂扭矩的影響?！尽?、抗扭鋼筋越

38、少， 裂縫出現(xiàn)引起的鋼筋的應(yīng)力突變就越小。【×】（三）簡答題1、簡述受扭構(gòu)件的幾種破壞形態(tài)？答：少筋破壞：當(dāng)抗扭鋼筋數(shù)量過少時(shí)，在構(gòu)件受扭開裂后，由于鋼筋沒有足夠的能力承受混凝土開裂后卸給它的那部分外扭矩。因而構(gòu)件立即破壞，其破壞性質(zhì)與素混凝土構(gòu)件無異。適筋破壞：在正常配筋的條件下，隨著外扭矩的不斷增加，抗扭箍筋和縱筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度， 然后主裂縫迅速開展，最后促使混凝土受壓面被壓碎，構(gòu)件破壞。這種破壞的發(fā)生是延續(xù)的、可預(yù)見的，與受彎構(gòu)件適筋梁相類似。超筋破壞：當(dāng)抗扭鋼筋配置過多，或混凝土強(qiáng)度過低時(shí)，隨著外扭矩的增加，構(gòu)件混凝土先被壓碎， 從而導(dǎo)致構(gòu)件破壞，而此時(shí)抗扭箍筋和縱筋還均未

39、達(dá)到屈服強(qiáng)度。這種破壞的特征與受彎構(gòu)件超筋梁相類似，屬于脆性破壞的范疇。在設(shè)計(jì)時(shí)必須予以避免。部分超筋破壞：當(dāng)抗扭箍筋或縱筋中的一種配置過多時(shí)，構(gòu)件破壞只有部分縱筋或箍筋屈服，而另一部分抗扭鋼筋（箍筋或縱筋）尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度。這種破壞具有一定的脆性破壞性質(zhì)。2、簡述彎、剪、扭構(gòu)件的配筋計(jì)算方法？答：在彎矩、剪力和扭矩共同作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件的受力狀態(tài)十分復(fù)雜，目前多采用簡化計(jì)算方法。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50010-2002 ）規(guī)定當(dāng)構(gòu)件承受的扭矩小于開裂扭矩的 1/4 時(shí)，可以忽略扭矩的影響，按彎、剪共同作用構(gòu)件計(jì)算；當(dāng)構(gòu)件承受的剪力小于無腹筋時(shí)構(gòu)件抗剪承載力的 1/2 時(shí)，可忽

40、略剪力的影響，按彎、扭共同作用構(gòu)件計(jì)算。對于彎、剪、扭共同作用下的構(gòu)件配筋計(jì)算，采取先按彎矩、剪力和扭矩各自“單獨(dú)”作用進(jìn)行配筋計(jì)算，然后再把各種相應(yīng)配筋按縱筋和箍筋進(jìn)行疊加進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的方法。第六章軸心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)本章介紹了普通箍筋柱與螺旋箍筋柱的承載力計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求。本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)在螺旋箍筋柱方面，特別要注意公路橋規(guī)對螺旋箍筋柱計(jì)算的有關(guān)規(guī)定。二、復(fù)習(xí)題（一）填空題1、鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分為兩種：筋柱和 螺旋箍筋柱。2、普通箍筋的作用是：防止縱向鋼筋局部壓屈、并與縱向鋼筋形成鋼筋骨架，便于施工。普通箍3、螺旋筋的作用是

41、使截面中間部分（核心）混凝土成為約束混凝土，從而提高構(gòu)件的強(qiáng)度和延性。4、按照構(gòu)件的長細(xì)比不同，軸心受壓構(gòu)件可分為短柱和 長柱 兩種。5、在長柱破壞前，橫向撓度增加得很快，使長柱的破壞來得比較突然，導(dǎo)致失穩(wěn)破壞 。6、縱向彎曲系數(shù)主要與構(gòu)件的長細(xì)比有關(guān)。公路橋規(guī)規(guī)定配有縱向受力鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式如下：0 NdNu0.9 ( fcd Afsd' As' )公路橋規(guī)規(guī)定配有縱向受力鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式如下：0 NdNu0.9( fcd Acorkfsd Asofsd' As' )（二）判斷題1、長柱的承載能力

42、要大于相同截面、配筋、材料的短柱的承載能力。 【×】2、在軸心受壓構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)中，縱向受壓鋼筋的配筋率越大越好。 【×】3、相同截面的螺旋箍筋柱比普通箍筋柱的承載力高?！尽浚ㄈ┟~解釋1、縱向彎曲系數(shù)對于鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件，把長柱失穩(wěn)破壞時(shí)的臨界壓力與短柱壓壞時(shí)的軸心壓力的比值稱為縱向彎曲系數(shù)。（四）簡答題1、軸心受壓構(gòu)件的承載力主要由混凝土負(fù)擔(dān)，設(shè)置縱向鋼筋的目的是什么？答：協(xié)助混凝土承受壓力，減小構(gòu)件截面尺寸；承受可能存在的不大的彎矩；防止構(gòu)件的突然脆性破壞。第七章偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)本章重點(diǎn)介紹了矩形截面和圓形截面偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力

43、計(jì)算。對 T形、I 形截面的偏心受壓構(gòu)件計(jì)算原理與矩形截面相似。箱形截面偏心受壓構(gòu)件可按I 形截面計(jì)算。對矩形截面偏心受壓構(gòu)件，應(yīng)重點(diǎn)掌握其計(jì)算圖式、基本計(jì)算公式及適用條件，同時(shí)應(yīng)注意以下問題： 矩形截面偏心受壓與受彎的異同；大小偏心受壓的判別，截面設(shè)計(jì)時(shí)與截面復(fù)核時(shí)的判別方法是完全不同的；小偏心受壓時(shí)，As 達(dá)不到 fsd' ，甚至可能是壓應(yīng)力；偏心距很小時(shí)， 應(yīng)注意縱向力作用點(diǎn)遠(yuǎn)側(cè)破壞的可能性； 承載力復(fù)核時(shí)要考慮彎矩作用面與其垂直面兩種情況，特別注意二個(gè)方向的長細(xì)比可能不同。對圓形截面偏心受壓構(gòu)件，應(yīng)掌握其計(jì)算的基本假定，了解計(jì)算原理及計(jì)算圖式，能運(yùn)用試算法進(jìn)行截面設(shè)計(jì)與截面復(fù)核

44、。二、復(fù)習(xí)題（一）填空題1、鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件隨著偏心距的大小及縱向鋼筋配筋情況不同，有以下兩種主要破壞形態(tài)：大偏心受壓破壞（受拉破壞）和 小偏心受壓破壞（受壓破壞）。2、可用受壓區(qū)界限高度或 受壓區(qū)高度界限系數(shù)來判別兩種不同偏心受壓破壞形態(tài)，當(dāng)b 時(shí)，截面為 大偏心受壓 破壞；當(dāng)> b 時(shí)，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(shí)際工程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(jì)計(jì)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(yàn)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?！尽?、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。 【×】3、大偏心受壓破壞又稱為受壓破壞?！?#215;】4、小偏心受壓構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋和受拉鋼筋同時(shí)屈服?！?#215;】5、當(dāng)縱向偏心壓力偏心距很小時(shí)，構(gòu)件截面將全部受壓，中性軸會(huì)位于截面以外?！尽浚ㄈ┖喆痤}1、簡述小偏心受壓構(gòu)件的破壞特征？答：小偏心受壓構(gòu)件的破壞特征一般是首先受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，受壓區(qū)混凝土被壓碎； 同一側(cè)的鋼筋壓應(yīng)力