復習資料-結構設計原理

1、復習資料一構造設計原理 一、填空題1、在鋼筋混凝土構件中鋼筋的作 用是替混凝土受拉 或協(xié)助混 凝土受壓2、混凝土的強度指標有 混凝土的 立方體強度、混凝土軸心擠壓強度 和混凝土抗拉強度3、混凝土的變形可分為兩類：受力變形和體積變形4、影響鋼筋與混凝土之間粘結強度的因素很多，其中主要為 混凝 土強度、澆筑位置、保護層厚度及 鋼筋凈間距等5、構造設計的目的，就是要使用 所設計的構造，在規(guī)定的時間內能 夠在具有足夠可靠性的前提下, 完成全部功能的要求。6、構造能夠滿足各項功能要求而 良好地工作，稱為構造可靠，反之那么稱為失效，構造工作狀態(tài) 是可靠還是失效的標志用極限狀態(tài)來衡量。7、國際上一般將構造的

2、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)、破壞 -平安極限8、正常使用極限狀態(tài)的計算，是以彈性理論或塑性理論為根底， 主 要進展以下三個方面的驗算：應力 計算、裂縫寬度驗算、變形驗算9、公路橋涵設計中所采用的荷載 有如下幾類：永久荷載、可變荷載、 偶然荷載10、只在梁板的受拉區(qū)配置縱 向受拉鋼筋，此種構件稱為單筋受彎構件；如果同時在截面受壓 區(qū)也配置受力鋼筋，那么此種構件 稱為雙筋受彎構件 。11、梁內的鋼筋有 縱向受折鋼筋 主鋼筋、彎起鋼筋 或 斜鋼筋、箍筋、架立鋼筋、水平縱向鋼筋12、梁內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。13、鋼筋混凝

3、土構件破壞有兩種類 型：塑性破壞和脆性破壞14、受壓鋼筋的存在可以提高截面 的延性，并可減小長期荷載作用 下的變形15、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16、工字形、箱形截面以及空心板 截面，在正截面強度計算中均可按 T形截面來處理。17、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18、鋼筋混凝土沿斜截面的主要破 壞形態(tài)有斜壓破壞、斜拉破壞和 剪壓破壞等19、影響有腹筋梁斜截面抗剪能力 的主要因素有剪跨比、混凝土強 且、縱向受拉鋼筋配筋率 和箍筋 數(shù)量及強度等20、對于斜壓和斜拉破壞，一般是 采用 截面限制條件

4、和 一定的構 造措施予以解決。21、鋼筋混凝土構件抗扭性能的兩 個重要衡量指標是：構件的開裂扭矩和構件的破壞扭矩22、在純扭作用下，構件的裂縫總 是與構件縱軸成 45度 方向開展。 23、矩形截面受扭構件的開裂扭 矩，只能近似地采用塑性材料的 應力圖形進展計算，同時通過試驗來加以校正。24、實際工程中通常都采用由也L和 縱向鋼筋 組成的空間骨架 來承當扭矩，并盡可能地在保證必 要的保護層厚度下，沿截面周邊布 置鋼筋，以增強抗扭能力25、在抗扭鋼筋骨架中，箍筋的作 用是直接抵抗主拉應力，限制裂 縫的開展；縱筋用來平衡構件中的 縱向分力。26、根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

5、數(shù)量。27、根據(jù)配筋率的多少，鋼筋混凝 土矩形截面受扭構件的破壞形態(tài) 一般可分為以下幾種：少筋破壞、 適筋破壞、超筋破壞和局部超筋28、T形截面可看成是由簡單矩形 截面所組成的復雜截面， 每個矩形 截面所受的扭矩，可根據(jù)各自的 抗扭剛度 按正比例進展分配。29、鋼筋混凝土軸心受壓構件按照 箍筋的功能和配置方式的不同可 分為兩種：普通箍筋柱和螺旋箍筋 jgo30、按照構件的長細比不同，軸心 受壓構件可分為短柱和長柱兩種。31、在長柱破壞前，橫向撓度增加 得很快，使長柱的破壞來得比擬突 然，導致失穩(wěn)破壞。32、縱向彎曲系數(shù)主要與構件的 長細比有關。33、鋼筋混凝土偏心受壓構件隨著 偏心距的大小及縱

6、向鋼筋配筋情 況不同，有以下兩種主要破壞形 態(tài)：大偏心受壓破壞和/J、偏心受壓 破壞。34、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)。35、鋼筋混凝土偏心受壓構件按長 細比可分為短柱、長柱和細長 柱。36、實際工程中常遇到的是長柱， 由于最終破壞是材料破壞，因此， 在設計計算中需考慮由于構件側 向撓度而引起的二階彎矩的影響。37、試驗研究說明，鋼筋混凝土圓 形截面偏心受壓構件的破壞，最終 表現(xiàn)為受壓區(qū)混凝土壓碎。38、當縱向拉力作用線與構件截面 形心軸線重合時，此構件為軸心受拉構件 。39、當縱向拉力作用線偏構件截面 形心軸線時，或者構件上既作用有 拉力，同

7、時又作用有彎矩時，那么 為偏心受拉構件 。40、可對受拉構件施加一定的 應力，以改善受拉構件的抗裂性41、對于所有的鋼筋混凝土構件都 要求進展強度計算，而對某些構 件，還要根據(jù)使用條件進展正常使用階段計算。42、對于鋼筋混凝土受彎構件，？公路橋規(guī)？規(guī)定必須進展使用階段 的變形和彎曲裂縫最大裂縫寬 度一驗算。43、在進展施工階段驗算時，應根 據(jù) 可能出現(xiàn)的施工荷載進展內力組合。44、鋼筋混凝土構造的裂縫，按其 產(chǎn)生的原因可分為以下幾類： 由 荷載效應引起的裂縫，由外加變形或約束變形引起的裂縫 和鋼 筋銹蝕裂縫 。45、裂縫寬度的三種計算理論法： 粘結滑移理論、無滑移理論和互 合理論。46、對于構

8、造重力引起的變形是長 期性的變形，一般采用設置預拱劈來加以消除。47、將加筋混凝土按預加應力的大 小可劃分為也下四級全預應力、有限預應力、局部預應力和普通 鋼筋混凝土構造48、預加應力的主要方法有：上張法和后張法49、后張法是靠工作錨具來傳弟 和保持預加應力的， 先張法那么是 靠粘結力來傳遞并保持預加應 力的。50、錨具的形式繁多，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、依靠粘結力錨固原錨具51、夾片錨具體系主要作為錨固 鋼絞線筋束之用。52、國內橋梁構件預留孔道所用的 制孔器主要有兩種：抽拔橡膠管與螺旋金屬波紋管53、影響混凝土徐變值大小的主要 因素有

9、荷載集度、持荷時間、混 凝土的品質與加載齡期、以及構件 尺寸和工作環(huán)境等。54、國內常用的預應力筋有：上拉熱軋鋼筋、熱處理鋼筋、高強度 鋼絲、鋼絞線、冷拔低碳鋼絲55、預應力混凝土構件應力計算的 內容包括：混凝土正應力、剪應力與主應力以及鋼筋的應力 56、主拉應力的驗算實際上是斜截面抗裂性的驗算。57、預應力混凝土梁的抵抗彎矩是 由根本不變的 預加力與隨外彎 變化而變化的 內力偶臂的乘積 所組成。58、從理論上講，雙預應力混凝土 梁在全部恒載作用下，梁截面可能 處于無正應力,而梁截面的抗力 僅用于抵抗彎矩。59、培工材料的共同特點是：抗壓強度大、抗拉、抗剪性能較差 60、科主要有 普通粘土磚、

10、灰砂 性硅酸鹽醇 幾類。61、工程上依據(jù)石料的開采方法、 形狀、尺寸和外表粗糙程度不同， 分為片石、塊石、粗料石62、砂漿的物理力學性能指標是砂 漿的強度、和易性、保水性63、磚、石及混凝土構造的設計方 法是屬于半概率極限狀態(tài)設計法。64、偏心受壓打工構件承載能力必 須考慮縱向力偏心距的影響。65、鋼材選用的原那么應該是既能 使構造平安可靠地滿足要求，又要盡最大可能節(jié)約鋼材、降低造 價66、高強螺栓主要是靠被連接構件 接觸面之間的 摩擦力 來傳遞內 力。67、高強螺栓連接有兩種類型：_ 擦型高強螺栓 、承壓型高強螺栓 68、組合梁的溫度應力主要來自 鋼梁和混凝土溫度的差異。二、判斷題1、素混凝

11、土的承載能力是由混凝 土的抗壓強度控制的。x 2、混凝土強度愈高，應力應變曲 線下降愈劇烈，延性就愈好。X3、水泥的用量越多，水灰比擬大， 收縮就越小。x4、鋼筋中含碳量愈高，鋼筋的強 度愈高，但鋼筋的塑性和可焊性就 愈差。V5、當梁截面承受異號彎矩時，可 以采用單筋截面。X6、少筋梁破壞是屬于塑性破壞。 x7、水平縱向鋼筋其作用主要是在 梁側面發(fā)生裂縫后，可以減小混凝 土裂縫寬度。V8、當承受正彎矩時，分布鋼筋應 放置在受力鋼筋的上側。V 9、箍筋能把剪力直接傳遞到支座 上。x10、配置箍筋是提高梁抗剪承載力 的有效措施。V11、梁的抗剪承載力隨彎筋面積的 加大而提高，兩都呈線性關系。V12

12、、彎筋不宜單獨使用，而總是與 箍筋聯(lián)合使用。V13、試驗說明，梁的抗剪能力隨縱 向鋼筋配筋率的提高而減小。X14、連續(xù)梁的抗剪強度比一樣廣義 剪跨比的簡支梁抗剪強度要低。V15、T形截面可以看成是由簡單矩 形截面所組成的復雜截面，受扭時各個矩形截面的扭轉角不同。X16、當扭剪比擬大時，出現(xiàn)剪型破 壞。X17、對不同的配筋強度比，少筋和 適筋，適筋和超筋的界限位置一 樣。x18、抗扭鋼筋越少，裂縫出現(xiàn)引起 的鋼筋的應力突變就越小。x19、在軸心受壓構件配筋設計中， 縱向受壓鋼筋的配筋率越大越好。 x20、一樣截面的螺旋箍筋柱比普通 箍筋柱的承載能力高。V21、在鋼筋混凝土偏心受壓構件 中，布置有

13、縱向受力鋼筋和箍筋。 對于圓形截面，縱向受力鋼筋常采 用沿截面周邊均勻配筋的方式。V22、偏心受壓構件在荷載作用下， 構件截面上只存在軸心壓力。X23、大偏心受壓破壞又稱為受壓破 壞。X24、小偏心受壓構件破壞時，受壓 鋼筋和受拉鋼筋同時屈服。X25、當縱向偏小壓力偏心距很小 時，構件截面將全部受壓，中性軸 全位于截面以外。 V26、張拉控制應力一般宜定在鋼筋 的比例極限之下。V27、先張法構件預應力鋼筋的兩 端，一般不設置永久性錨具。V28、主桁架是桁架梁橋的主要承重 構造，它帥上、下弦桿和腹桿組成。29、由于節(jié)點剛性的影響，隨著桁 架桿件截面高度的增大， 桿件中的 次應力將減小。X30、綴

14、條與構件的連接，應盡量使 中心線交匯于一點，以防止偏心。三、名詞解釋1、構造的可靠度：構造在規(guī)定的 時間內，在規(guī)定的條件下，完成預 定功能的概率。2、極限狀態(tài)：當整個構造或構造 的一局部超過某一特定狀態(tài)而不 能滿足設計規(guī)定的某一功能要求 時，那么此特定狀態(tài)稱這該功能的 極限狀態(tài)。3、控制截面：所謂控制截面，在 等截面構件中是指計算彎矩荷載 效應最大的截面；在變截面構件 中那么是指截面尺寸相對較小，而計算彎矩相對較大的截面。4、最大配筋率：當配筋率增大到 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， 相應的 配筋率稱為最

15、大配筋率。5、最小配筋率：當配筋率減少， 混凝土的開裂彎矩等于拉區(qū)鋼筋 屈服時的彎矩時，裂縫一旦出現(xiàn)， 應力立即到達屈服強度，這時的配 筋率稱為最小配筋率。6、剪跨比：剪跨比是一個無量綱 常數(shù)，用 m=M/Qh來表示，此處 M 和Q分別為剪彎區(qū)段中某個豎直截 面的彎矩和剪力，ho為截面有效高 度。7、縱向彎曲系數(shù)：對于鋼筋混凝 土軸心受壓構件，把長柱失穩(wěn)破壞 時的臨界壓力與短柱壓壞時的軸 心壓力的比值稱為縱向彎曲系數(shù)。8、偏心距：偏心壓力的作用點離 構件截面形心的距離稱為偏心距。9、預應力混凝土 ：所謂預應力混 凝土，就是事先人為地在混凝土或 鋼筋混凝土中引入內部應力，且數(shù)值和分布恰好能將使用

16、荷載產(chǎn)生 的應力抵消到一個適宜程度的混 凝土。10、預應力度：？公路橋規(guī)？將預應 力度定義為由預加應力大小確定 的消壓彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩 的比值。11、預應力損失：設計預應力混凝 土受彎構件時，需要事先根據(jù)承受 外荷載情況，估定其預加應力的大 小，但是，由于施工因素、材料性 能和環(huán)境條件等影響， 鋼筋中預拉 應力將要逐漸減少，這種減少的應 力就稱為預應力損失。12、無粘結預應力混凝土梁：是指 配置主筋為無粘結預應力鋼筋的 后張法預應力混凝土梁。13、無粘結預應力鋼筋：是指由單 根或多根高強鋼絲、鋼絞線或粗鋼 筋，沿其全長涂有專用防腐油脂涂 料層和外包層，使之與周圍混凝土 不建立粘結力，張拉

17、時可沿縱向發(fā) 相對滑動的預應力鋼筋。14、砂漿的和易性：指砂漿在自身 與外力作用下的流動性程度， 實際 上反映了砂漿的可塑性。15、砂漿的保水性：指砂漿在運輸 和砌筑過程中保持其均勻程度的 能力，它直接影響砌體的砌筑質 量。16、焊接應力：鋼構造在焊接過程 中，由于構件局部受到高溫作用， 焊縫冷卻時收縮又不一致，從而在 構件內部引起內應力和初變形，這種內應力稱為焊接應力。17、總體失穩(wěn)：當荷載增加到某一 數(shù)值，梁不能再繼續(xù)保持其原來的 穩(wěn)定平衡狀態(tài)，在這種情況下，即 使受到非常小的干擾力，也會使梁 發(fā)生顯著的側向彎曲和扭轉，而且當這種干擾力消失之后，它也不能 再恢復原來的位置和形狀，通常將這種

18、彎扭屈曲現(xiàn)象稱為梁的總體 失穩(wěn)。四、簡答題1、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 膠體中水分逐漸逐漸壓出，水泥石逐漸粘性流動，微細空隙逐漸閉 合，細晶體內部逐漸滑動，微細裂 縫逐漸發(fā)生等各種因素的綜合結 果。2、現(xiàn)行？公路橋規(guī)？規(guī)定了六種荷 載效應組合，簡述其中常見的三 種？答：組合I:根本可變荷載平板 掛車或履帶車除外的一種或幾種 與永久荷載的一種或幾種相組合。組合II :根本可變荷載平板掛車 或履帶車除外的一種或幾種與永 久荷載的一種或幾種與其它可變 荷載的一種或幾種相組合。組合III :平板掛車或履帶車與構造 重力、預應力、土的重力及土側壓 力中的一種或幾種組合。3

19、、設計受彎構件時，一般應滿足 哪兩方面的要求？答：a.由于彎矩的作用，構件可能 沿某個正截面與梁的縱軸線或板 的中面正交時的面發(fā)生破壞，故需 進展正截面強度計算。b.由于彎矩 和剪力的共同作用，構件可能沿剪 壓區(qū)段內的某個斜截面發(fā)生破壞， 故還需進展斜截面強度計算。4、簡述分布鋼筋的作用？答：分布鋼筋的作用是將板面上的 荷載作用更均勻地傳布給受力鋼 筋，同時在施工中可以固定受力鋼 筋位置，而且用它來分擔混凝土收 縮和溫度變化引起的應力。5、簡述受彎構件正截面工作的三 個階段？答：在第一階段沒有裂縫，在第二 階段梁帶裂縫工作，在第三階段裂 縫急劇開展，縱向受力鋼筋應力維 持在屈服強度不變。6、軸

20、心受壓構件的承載力主要由 混凝土負擔，設置縱向鋼筋的目的 是什么？答：協(xié)助混凝土承受壓力，減少構 件截面尺寸；承受可能存在的不大 的彎矩；防止構件的突然脆性破 壞。7、簡述小偏心受壓構件的破壞特 征？答：小偏心受壓構件的破壞特征一 般是首先受壓邊緣混凝土的壓變 到達極限壓應變，受壓區(qū)混凝土被 壓碎；同一側的鋼筋壓應力到達屈 服強度，而另一側鋼筋，不管受拉 還是受壓，其應力均達不到屈服強 度；破壞前，構件橫向變形無明顯 的急劇增長。其正截面承載力取決 于受壓區(qū)混凝土強度和受壓鋼筋 強度。8、簡述形成受拉破壞和受壓破壞 的條件？答：形成受拉破壞的條件是偏心距 較大且受拉鋼筋量不多的情況這 類構件稱

21、之為大偏心受壓構件；形成受壓破壞的條件是偏心距較小， 或偏心距較大而受拉鋼筋數(shù)量過 多的情況，這類構件稱之為小偏心 受壓構件。9、簡述設置預拱度的目的，及如 何設置預拱度？答：設置預拱度的目的是為了消除 構造重力這個長期荷載引起的變 形，另外，希望構件在平時無靜活 載作用時保持一定的拱度。當構造 重力和汽車荷載不計沖擊力產(chǎn) 生的最大豎向撓度， 不超過計算跨 徑的1/1600時，可不設預拱度， 超過就要設預拱度。預拱度的設置 應為相當于半個靜活載所引起的 撓度。10、簡述預應力混凝土構造的優(yōu)缺 點？答：優(yōu)點：提高了構件的抗裂度和 剛度；可以節(jié)省材料，減少自重； 可以減小混凝土梁的豎向剪力和 主拉

22、應力；構造質量平安可靠；預 應力可做為構造構件連接的手段， 促進了橋梁構造新體系與施工方 法的開展。缺點：工藝較復雜，對施工質量要 求甚高，因而需要配備一支技術較 熟練的專業(yè)隊伍；需要有一定的專 門設備；預應力反拱度不易控制； 預應力混凝土構造的開工費用較 大，對于跨徑小、構件數(shù)量少的工 程，本錢較高。11、為了獲得強度高和收縮、徐變 小混凝土，應采取哪些措施？ 答：為了獲得強度高和收縮、徐變 小混凝土，應盡可能地采取高標號 水泥，減少水泥用量，降低水灰比， 選用優(yōu)質堅硬的骨料， 并注意采取 以下措施：嚴格控制水灰比；注意 選用高標號水泥；注意選用優(yōu)質活 性摻合料；加強振搗與養(yǎng)護。12、簡述預

23、應力鋼束的布置原那 么？答：a.鋼束的布置，應使其重心線 不超出束界范圍。大局部鋼束在靠 近支點時，均須逐步彎起； b.鋼束彎起的角度，應與所承受的 剪力變化規(guī)律相配合；c.鋼束的布置應符合構造要求，這對保證構件的耐久性和滿足設計、 施工的具體要求都是必不可少的。13、鋼構造和其它材料的構造相比 有哪些特點？答：鋼材輕而強度高；鋼材的塑性 和韌性好；鋼材材質均勻；鋼材具 有可焊性；鋼構造制造簡便，施工 方便，工業(yè)化程度高；鋼材耐腐蝕 性差；鋼構造的耐熱性好，但防火 性差。14簡述鋼管混凝土的根本原理？ 答：鋼管混凝土的根本原理是借助 鋼管對核心混凝土的套箍約束 強化作用，使核心混凝土處于三向

24、受壓狀態(tài)，從而便核心混凝土具有 更高的抗壓強度和變形能力，同 時，又借助于內填混凝土增強鋼管 管壁的局部穩(wěn)定性。五、計算題1、已知單筋矩形截面尺 寸b 25cm, h 50cm;受彎構件承受計算彎矩M j 100kN ?m,所用 混凝土標號25號，II級鋼。計算所需的受拉鋼筋截面面積。解：查表得：fcd 11.5MPaftd 1.23MPa fsd 280MPa假設as 40mm則：h0 500 40 460mmx根據(jù)公式 3 14: 0Mdfcdbx(h0 )2(22 Mh00 d83.13mm min竺叫竺3% 0.198%而且2%bh0 250 460fsd280所以計算的按照計算的 鋼

25、筋配筋既不超筋，也 不少筋，屬于適筋梁。2、已知矩形截面梁，截 面尺寸b 20cm, h 45cm;受彎構件承受計算彎矩M j 168kN?m,采用25號混凝土和U級鋼筋。求鋼筋截面面 積(ASAs)解：查表得：fcd11.5MPa ftd 1.23MPafsd 280MPa fsd280MPa,假設 as 40mm as 40mm則：h045040 410mm令x bh00.56 410 229.6mm 代入公式3 34x0Mdfcdbx(h0-)2f s d(h0 as)9229.6160 102 11.5 200 229.6(410 9-6)280 (410 40)2 116.9mm代入公式 3 332002.9mmfcdbx fsdAs11.5 200