结构设计原理复习题

思考题与习题————绪论一、简答题1-1.1 什么是混凝土结构？以混凝土为主的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

1-1.2 钢筋混凝土结构有哪些主要优点？有哪些主要缺点？如何克服这些缺点？①在钢筋混凝土结构中，混凝土强度是随时间而不断增长的，同时钢筋被混凝土所包裹而不致锈蚀，所以耐久性较好。

②钢筋混凝土结构即可以整体现浇也可以预制装配，并且可以根据需要浇筑成各种构件形状和截面尺寸。

③钢筋混凝土结构所用的原材料中，砂石所占的比例大，就地取材方便，可以降低成本。

缺点：相对于钢结构，其截面尺寸大，自重大，抗裂性能差，施工受季节影响较大，补休或拆除困难。

1-1.3 学习混凝土结构课程时应注意那些特点？二、填空题1-2.1 混凝土结构是_______________、__________________和___________________的总称。

1-2.2 钢筋和混凝土的物理、力学性能不同，它们能够结合在一起共同工作的主要原因是_____________和__________________。

思考题与习题（材料）一、简答题2-1.1 混凝土结构中使用的钢筋主要有哪些种类？根据钢筋的力学性能，钢筋可以分为哪两种类型？其屈服强度如何取值?2-1.2 有明显屈服点钢筋和没有明显屈服点钢筋的应力~应变曲线有什么不同？2-1.3 钢筋的冷加工方法有哪几种? 冷拉和冷拔后的力学性能有何变化？《结构规范》是否主张继续推广应用冷加工钢筋，为什么？2-1.4 什么是钢筋的应力松弛？2-1.5 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要求强度高，而且要具有良好的塑形和可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。

2-1.6 混凝土的强度等级是如何确定的？我国《规范》规定的混凝土强度等级有哪些？2-1.7 混凝土的立方体抗压强度平均值m cu,f 、轴心抗压强度平均值m c,f 和轴心抗拉强度平均值m t,f 是如何确定的？为什么m c,f 低于m cu,f ？m c,f 与m cu,f 有何关系？m t,f 与m cu,f 有何关系？2-1.8 混凝土的受压破坏机理是什么？根据破坏机理，提高混凝土强度可采取什么方法？2-1.9 混凝土的单轴抗压强度与哪些因素有关？混凝土轴心受压应力–应变曲线有何特点？2-1.10 混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的？各有什么用途？2-1.11 混凝土受拉应力–应变曲线有何特点？极限拉应变是多少？2-1.12什么是混凝土的徐变？徐变的规律是什么？徐变对钢筋混凝土构件有何影响？影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐变？2-1.13 什么是混凝土的收缩？收缩有什么规律？与哪些因素有关？混凝土收缩对钢筋混凝土构件有什么影响？如何减少收缩？2-1.14 影响钢筋与混凝土粘结性能的主要因素有哪些? 为保证钢筋与混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些主要措施？2-1.15 在哪些情况下可以对钢筋的基本锚固长度进行修正？2-1.16 钢筋的连接应遵循哪些基本设计原则？2-1.17 何谓搭接连接区？如何求搭接连接区的长度？在搭接连接区内钢筋的接头面积百分率应满足什么条件？二、填空题2-2.1 钢筋的变形性能用_________和_________两个基指标表示。

2-2.2 根据《结构规范》，钢筋混凝土和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋宜选用_________和_________钢筋，预应力混凝土结构中的预应力钢筋宜选用_________和_________。

2-2.3 混凝土的峰值压应变随混凝土强度等级的提高而_______，极限压应变值随混凝土强度等级的提高而_______。

2-2.4 钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度愈_________、直径愈_________、混凝土的强度愈_________，则需要的钢筋锚固长度就愈长。

2-2.5 钢筋混凝土构件的砼强度等级为C30，使用HRB335钢筋，直径为20mm，此钢筋的最小锚固长度是_________ mm。

2-2.6 钢筋的绑扎连接是通过_ ________实现传力；钢筋的机械连接是通过_ _ ________实现传力；钢筋的焊接是通过__ _______实现传力。

思考题与习题（设计计算原则）一、简答题3-1.1 什么是极限状态，结构的极限状态有哪几类？3-1.2 什么是结构的设计状况，包括哪几种，各需进行何种极限状态设计？3-1.3 什么是结构的设计使用年限，与结构使用寿命有何不同？3-1.4 “作用”与“荷载”有何区别?“荷载效应”与“荷载作用产生的内力”有何区别?3-1.5 若以结构荷载效应S和结构抗力R作为两个基本随机变量，如何表达其极限状态方程式？3-1.6 若荷载效应S和结构抗力R均服从正态分布，写出其均值和标准差与可靠指标的关系式。

3-1.7 试述结构可靠度、失效概率、可靠指标之间的关系。

3-1.8 试说明可变荷载的标准值与准永久值、组合值之间的关系。

3-1.9 试说明钢筋和混凝土的标准值、平均值和设计值之间的关系。

3-1.10 结构的安全等级在承载力极限状态设计表达式中是如何体现的？3-1.11 结构承载能力极限承载力设计需要考虑哪些组合，写出表达式？3-1.12 结构正常使用极限承载力设计需要考虑哪些组合，写出表达式？3-1.13 什么是混凝土结构的耐久性？其主要影响因素有哪些？《结构规范》规定了哪些措施来提高混凝土结构的耐久性。

二、选择题3-2.1 结构或构件承载能力极限状态设计时，在安全级别相同时，延性破坏和脆性破坏的目标可靠指标的关系为（）。

（A）两者相等（B）延性破坏时目标可靠指标大于脆性破坏时目标可靠指标（C）延性破坏时目标可靠指标小于脆性破坏时目标可靠指标3-2.2 结构的设计使用年限与结构使用寿命的关系为（）。

(A) 两者等同（B ）结构的设计使用年限大于结构使用寿命（C ）结构的设计使用年限小于结构使用寿命3-2.3 结构的安全等级越高，其失效概率就（ ）。

(A) 越大 （B ）越小 （C ）两者无关三、填空题3-3.1 结构的功能要求包括___________、___________和___________。

3-3.2 结构可靠性是指结构在___________内，在___________下，完成预定___________的概率。

3-3.3 结构可靠度是对结构可靠性的___________度量。

3-3.4 结构转变为机动体系表明其超过了___________极限状态。

3-3.5 按随时间的变异分类，结构上的作用可划分为___________、___________和___________。

3-3.6 影响结构设计目标可靠指标的因素为___________和___________。

3-3.7 材料分项系数反映了材料强度离散程度对结构构件___________的影响。

3-3.8 结构重要性系数的大小取决于___________和___________。

3-3.9 一类环境中，设计使用年限为100年的结构混凝土最低混凝土强度等级：钢筋混凝土结构为_______，预应力混凝土结构为_______。

四、习题3-4.1钢筋混凝土雨篷板的挑出长度8.0 l m ，板宽2.4m ，板厚在其根部为70mm ，在悬臂端面为50mm ，如图3.4。

作用在板上的荷载除防水层自重、板自重和板下抹灰自重外，在板的悬臂端的任意点处还作用有施工检修P k =1.2kN 。

结构的安全等级为二级。

试求该雨篷板在根部截面弯矩设计值。

提示：查《荷载规范》，防水砂浆自重为20kN/m 3，混凝土自重为25kN/m 3，抹灰自重为17kN/m 3。

3-4.2 求习题3-1中，分别按标准组合和准永组合计算雨篷板在根 图3.4 习题3-1图部截面的弯矩值M 。

提示：查《荷载规范》，荷载准永久组合不考虑施工检修荷载。

思考题与习题（受弯构件正截面）一、简答题4-1.1 适筋梁从开始加载到正截面承载力破坏经历了哪几个阶段？各阶段截面上应变~应力分布、裂缝开展、中和轴位置、梁的跨中挠度的变化规律如何？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪种极限状态设计的基础？4-1.2 适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何不同？4-1.3 什么是界限破坏？界限破坏时的界限相对受压区高度ξb与什么有关？ξb与最大配筋率ρmax有何关系？4-1.4 适筋梁正截面承载力计算中，如何假定钢筋和混凝土材料的应力？4-1.5 单筋矩形截面承载力公式是如何建立的？为什么要规定其适用条件？4-1.6 αs、γs和ξ的物理意义是什么？试说明其相互关系及变化规律。

4-1.7 钢筋混凝土梁若配筋率不同，即ρ<ρmin，ρmin<ρ<ρmax，ρ=ρmax，ρ>ρmax，试回答下列问题：（1）它们属于何种破坏？破坏现象有何区别？（2）哪些截面能写出极限承载力受压区高度x的计算式？哪些截面则不能？（3）破坏时钢筋应力各等于多少？（4）破坏时截面承载力M u各等于多少？4-1.8 根据矩形截面承载力计算公式，分析提高混凝土强度等级、提高钢筋级别、加大截面宽度和高度对提高承载力的作用？哪种最有效、最经济？4-1.9 在正截面承载力计算中，对于混凝土强度等级小于C50的构件和混凝土强度等级等于及大于C50的构件，其计算有什么区别?4-1.10 复核单筋矩形截面承载力时，若ξ＞ξb，如何计算其承载力?4-1.11 在双筋截面中受压钢筋起什么作用？为何一般情况下采用双筋截面受弯构件不经济？在什么条件下可采用双筋截面梁？4-1.12 为什么在双筋矩形截面承载力计算中必须满足x≥2a's的条件？当双筋矩形截面出现x＜2a's时应当如何计算？4-1.13 在矩形截面弯矩设计值、截面尺寸、混凝土强度等级和钢筋级别已知的条件下，如何判别应设计成单筋还是双筋？4-1.14 设计双筋截面，A s及A's均未知时，x应如何取值？当A's已知时，应当如何求A s？4-1.15 T形截面翼缘计算宽度为什么是有限的？取值与什么有关？4-1.16 根据中和轴位置不同，T形截面的承载力计算有哪几种情况？截面设计和承载复核时应如何鉴别？4-1.17 第I类T形截面为什么可以按宽度为b f 的矩形截面计算？如何计算其最小配筋面积？4-1.18 T形截面承载力计算公式与单筋矩形截面及双筋矩形截面承载力计算公式有何异同点？二、选择题4-2.1 混凝土保护层厚度是指( )。

(A) 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离(B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离(C) 受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离4-2.2 单筋矩形超筋梁正截面破坏承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是( )。