结构设计原理课程设计完整版
结构设计原理课程设计
设计题目：预应力混凝土等截面简支
空心板设计（先张法）
班级：6班
姓名：于祥敏
学号：44090629
指导老师：张弘强
目录
一、设计资料 (2)
二、主梁截面形式及尺寸 (2)
三、主梁内力计算 (3)
四、荷载组合 (3)
五、空心板换算成等效工字梁 (3)
六、全截面几何特性 (4)
七、钢筋面积的估算及布置 (5)
八、主梁截面几何特性 (7)
九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9)
十、应力损失估算 (10)
十一、钢筋有效应力验算 (13)
十二、应力验算 (13)
十三、抗裂性验算 (19)
十四、变形计算 (21)
预应力混凝土等截面简支空心板设计
一、设计资料
1、标跨m 16，计算跨径m 2.15
2、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ
3、环境：Ｉ类，相对湿度%75
4、材料：
预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71?标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1?=
非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值
MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2?=
箍筋：335H R B 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值
MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2?=
混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3?=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值
MPa f td 83.1=
5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁
6、施工方法：先张法
二、主梁截面形式及尺寸（mm ）
主梁截面图（单位mm ）
三、主梁的内力计算结果
一期恒载：跨中m KN M d ?=220 0=d V 支点：0=M KN V 70=
二期恒载：跨中m KN M d ?=100 0=d V
支点：0=M KN V 40=
汽车荷载：跨中m KN M d ?=220
KN V d 0.20= 支点：0=M KN V 150=
人群： 跨中m KN M d ?=70 KN V d 0.8= 支点：0=M KN V 22=
四、进行荷载组合
五、空心板换算成等效工字梁
上翼板厚度：12021
1=-=k f h y h ι
下翼板厚度：1202
1
2'=-=k f h y h
腹板厚度：280=-=k f b b b
等效工字梁如下图所示：
六、全截面几何特性计算
（1）受压翼缘有效宽度'f b 计算
①计算跨径的31，即mm l 50673)102.15(3=?= ②相邻两梁的平均间距mm 880
③mm h b b f h 17201201202280122'=?+?+=++ 取三者中的最小者，因此受压翼缘有效宽度mm b f 880'= （2）全截面几何特性的计算
在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式如下： 全截面面积：∑=i A A 全截面重心至梁顶距离：A
y A y i
i i ∑=
式中：i A －分块面积；
i y －分块面积重心至梁顶边的距离； 截面分块示意图：
主梁全截面几何特性如下：
其中：i I －分块面积i A 对其自身重心轴的惯性矩 x I －分块面积i A 对全截面重心轴的惯性矩
七、钢筋面积估算及钢束布置
（1）预应力钢筋面积估算
按作用短期效应组合下正截面抗裂性要求，估算预应力钢筋数量。
对于A 类部分预应力混凝土构件，根据跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面有效预加力为：
W
e A
f W M N p tk
s pe +-≥
17.0 其中：
s M 为正常使用极限状态下按作用短期效应组合计算的弯矩值，由表1可知：m KN M M M M Qs G G s ?=++=++=54422410022021；
设预应力钢筋截面重心距截面下缘mm a p 60=，则预应力钢筋的合力作用点至截面重心轴的距离mm a y e p b p 27060330=-=-=；
钢筋估算时，截面性质近似取用全截面的性质来计算，由表2可知，跨中截面全截面面积2328800mm A =；
全截面对抗裂验算边缘（即下缘）的弹性抵抗矩为
3710
10267.5330
10738.1mm y I W b ?=?==；
tk f 为C50混凝土抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=；
因此，有效预加力合力为：
N W
e A
f W M N p
tk s pe
677610037.110267.5270328800165.27.0)10267.5()10544(17.0?=?+?-??=+
-≥
预应力钢筋的张拉控制应力为MPa f pk con 1395186075.075.0=?==σ，预应力损失按张拉控制应力的20%估算，则需要预应力钢筋的面积为
26
9291395
8.010037.1)2.01(mm N A con
pe p =??=-=
σ 因此，采用24.157φ的钢绞线，则预应力钢筋的面积229299801407mm mm A p ?=?=，满足条件。
(2)非预应力钢筋面积估算及布置
在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来估算非预应力钢筋数量。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边的距离为mm a 60=，则有
mm a h h 600606600=-=-=
先假定为第一类T 梁，则有
)2(0'0x h x b f M r f cd d -=即)2600(8804.22107960.16x
x -???=??
解得：mm x 6.71=＜mm h f 120'=（另一解不符合题意，舍去） 因此确为第一类T 梁。 由p pd s sd f cd A f A f x b f +='可知：
2'535330
980
12606.718804.22mm f A f x b f A pd
s
sd f cd p =?-??=
-=
采用3根直径为16mm 的HRB400钢筋，其面积2603mm A s = 将预应力钢筋和非预应力钢筋布置成一排，钢筋布置图如下：
保护层厚度：???==mm
mm
d mm c 30168.50 ，符合要求
钢筋净距：mm S n 5.66924
.1574.183760=?-?-=?
?
?=mm mm d 3016 ，符合要求。 八、主梁截面几何特性计算
查表可知，对于混凝土、预应力钢筋、普通钢筋，其弹性模量分别为
MPa E c 41045.3?=、MPa E p 51095.1?=、MPa E s 5100.2?=
（1）预加应力阶段梁的几何特性
此阶段，混凝土强度达到ck f %80，此时，MPa E c 4'1025.3?= 则有钢筋换算系数如下：
61025.31095.145''
=??==c p
Ep
E E α
15.610
25.3100.24
5
''
=??==c s Es E E α
（2）使用阶段梁的几何特性 钢筋换算系数如下：
652.51045.31095.145=??==c p
Ep
E E α 797.51045.3100.24
5
=??==c s Es E E α
其中：ou y ，ob y ――构件全截面换算截面的重心到上下缘的距离
ou W ，ob W ――构件全截面换算截面对上下缘的截面抵抗矩
p e ――为预应力钢筋重心到换算截面重心的距离，p ou p a y h e --=，对于预应力阶段6.263=p e mm ，对于使用阶段02.264=p e mm
九、持久状况截面承载能力极限状态计算
（1）正截面承载能力计算
一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载能力计算 ①求受压区高度x
先按第一类T 型截面梁计算混凝土受压区高度x ，即：p pd s sd f cd A f A f x b f +=' 则有mm b f A f A f x f
cd p
pd s sd 7.72880
4.22980
1260603330'=??+?=
+=
＜mm h f 120'=
受压区全部在翼板内，说明确为第一类T 型截面 ②正截面承载能力计算
由预应力钢筋和非预应力钢筋布置图可知，预应力钢筋和非预应力钢筋布置成一排，合力作用点到截面底缘的距离mm a 60=，mm a h h 600606600=-=-=，正截面的承载能力：
)2(0'x h x b f M f cd u -=610)2
7
.72600(7.728804.22-?-???=
m KN ?=7.807＞m KN M r d ?=7960 因此跨中截面正截面承载力满足要求。 （2）斜截面承载能力计算 ①斜截面抗剪承载力计算
根据公式进行截面抗剪强度上、下限复核，即：
023)1050.0(bh f td α-?≤d V r 0≤0,3)1051.0(bh f k cu -?
首先，检验上限值——截面尺寸检查
60028050)1051.0()1051.0(30,3????=?--bh f k cu
KN 8.605=＞KN V r d 1.3840=
其次，检验下限值——是否需要计算配置箍筋
60028083.125.1)1050.0()1050.0(3023?????=?--bh f td α
KN 15.192=＜KN V r d 1.3840=
由此可知，截面尺寸符合设计要求，但必须按照计算配置箍筋。 斜截面抗剪承载能力按下式计算，即：
pd cs d V V V r +≤0
式中：sv sv k cu cs f f P bh V ρααα,03321)6.02()1045.0(+?=-
∑-?=p pd pd pd A f V θsin )1075.0(3
其中，1α——异号弯矩影响系数，0.11=α；
2α——预应力提高系数，25.12=α； 3α——受压翼缘的影响系数，1.13=α；
942.0600
280603
9801001001000
=?+?
=+?
==bh A A P p s ρ
闭合箍筋选用双肢直径为12mm 的HRB335钢筋，MPa f sv 280=，间距mm S v 100=，箍筋截面面积22.2261.1132mm A sv =?=，则有
0081.0100
2802
.226=?==
v sv sv bs A ρ 因此，sv sv k cu cs f f P bh V ρααα,03321)6.02()1045.0(+?=-
280
0081.050)942.06.02(600280)1045.0(1.125.10.13????+???????=- ＝KN 7.666
因为预应力钢筋布置为直线型，因此有0=p θ，则有0=pd V
KN V V pd cs 7.666=+＞KN V r d 1.3840=
由上可知，支点处截面满足斜截面抗剪要求。 ②斜截面抗弯承载能力
由于预应力混凝土空心板的施工方法采用直线配筋的先张法，即使预应力钢筋在梁端微弯起，一般角度缓和，斜截面抗弯强度一般不控制设计，故不另行计算。
十、应力损失估算
预应力钢筋张拉控制应力按《公路桥规》规定采用
MPa MPa f pk con 1395186075.075.0=?==σ
（1）锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失（2l σ）
预应力有效长度取为张拉台座长度m l 100=，张拉钢筋后临时锚固在台座上，采用有顶压的夹片式锚具，查表可得∑=?mm l 4，则有：
MPa E
l
l p
l 8.71095.110
1004
53
2
=???=
?=∑σ （2）混凝土弹性压缩引起的应力损失（4l σ）
pc Ep l σασ?=4
Ep α――预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值，按张拉时混凝土的实际强度
等级40508.0'
C C f ck
=?=，查表可知，MPa E c 4'1025.3?=，因此有 61025.31095.14
5
'=??==c p
Ep
E E α pc σ——截面钢筋重心由预加力产生的预压应力，0
2
00
0I e N A N p
p p pc +=
σ，其中，
p l l c o n p A N )5.0(520σσσ--=＝980)87.475.08.71395(??--＝N 7.1335999 mm e p 6.263604.336660=--=
2
00
0I e N A N p
p p pc +
=
σ＝10
2
10795.16.2637.133599945.3368057.1335999??+＝MPa 14.9
则有MPa pc Ep l 84.5414.964=?=?=σασ （3）钢筋松弛引起的应力损失（5l σ）
对于采用超张拉工艺的低松弛钢绞线，由钢筋引起的应力损失为
pe pk
pe
l f σσζσ)26.052
.0(5-ψ=
式中，ψ——张拉系数，采用超张拉时，9.0=ψ；
ζ——钢筋松弛系数，对于低松弛钢绞线，3.0=ζ； pe σ——传力锚固时的钢筋应力，对于先张法构件则有：
MPa l con pe 2.13878.713952=-=-=σσσ
则有pe pk
pe
l f σσζσ)26.052
.0(5-ψ=＝2.1387)26.01860
2
.138752.0(3.09.0?-?
?? ＝MPa 87.47
（4）混凝土收缩、徐变引起的应力损失（6l σ）
混凝土收缩、徐变终极值引起的受拉区预应力钢筋的应力损失按下式计算：
[
]ps
u pc Ep u cs p l t t t t E ρρφσαεσ151)
,(),(9.0006++=
式中 ),(0t t u cs ε，),(0t t u φ——加载龄期为0t 时，混凝土收缩应变终极值和徐变应变终极值；
0t ——加载龄期，即达到设计强度80%的龄期，近似按标准养护条件计算，即
28
lg lg 8.00t f f ck ck ?
=，则可知，d t 140=；对于二期恒载2G 的加载龄期d t 90'
=； 该梁所处环境相对湿度为75%，其构件理论厚度为
mm mm A
h 3009.2981320
880328800
22≈=+?=
=
μ
查表可知：
),(0t t u φ＝79.1)14,(=u t φ；
),('
0t t u φ＝)90,(u t φ＝1.26；
),(0t t u cs ε＝)14,(u cs t ε＝31021.0-?；
),('0t t u cs ε＝)90,(u cs t ε＝31018.0-?；
对于跨中截面，有
p l l l con p lI con p A A N )5.0()(5420σσσσσσ---=-=
＝980)87.475.084.548.71395(??---＝N 5.1282256
'
2
10
2
00
0)14,()90,(p G u u p G p
p p pc W M t t W M I e N A N ?--
+
=
φφσ ＝7
6
761021078.61010079.126.11081.61022010791.16.2635.128225655.3362515.1282256???-??-??+
=MPa 52.4
652.51045.31095.145=??==c p
Ep
E E α 0047.055
.336251603
9800
=+=
+=
A A A s
p ρ
mm A I i 79.23055
.33625110791.110
00=?==
mm A A e A e A e s
p s s p p ps 02.264603
98002
.26460302.264980=+?+?=
++=
309.279
.23002.264112
2
2
2=+=+
=i e ps ps ρ 因此，有[
]ps
u pc Ep u cs p l t t t t E ρρφσαεσ151)
,(),(9.0006++=
＝[]
309
.20047.015179.152.4652.51021.01095.19.035??+??+????-＝MPa 11.67
十一、钢筋的有效应力
第一阶段即预加应力阶段： 5425.0l l l lI σσσσ++=＝87.475.084.548.7?++
＝MPa 58.86
有效预应力：MPa lI con pI 42.130858.861395=-=-=σσσ
第二阶段即使用阶段：655.0l l lII σσσ+=＝11.6787.475.0+?＝MPa 05.91
有效预应力：05.9158.861395--=--=lII lI con pII σσσσ M P a 37.1217=
十二、应力验算
（1）短暂状况的应力验算
①构件在制作、运输及安装等施工阶段，混凝土实际强度达到设计强度的80%，即
MPa f f ck ck 92.258.0'
==，MPa f f tk tk 12.28.0'==
跨中截面上、下缘的正应力： 上缘：ou G ou p p p t
ct
w M w e N A N 1
000+
-
=
σ 下缘：ob
G ob
p p p t
cc w M w e N A N 1
00
0-
+=
σ 其中：==p pI p A N σ0N 6.128225198042.1308=?
=p e mm 6.263
则有ou
G ou
p p p t
ct w M w e N A N 1
00
0+
-
=
σ ＝7
6
710
336.51022010336.56.2636.128225145.3368056.1282251??+??-=MPa 60.1(压) ob
G ob
p p p t
cc w M w e N A N 1
00
0-
+
=
σ ＝7
6
710
547.51022010547.56.2636.128225145.3368056.1282251??-??+ ＝MPa 93.5（压）＜MPa f ck
14.1892.257.07.0'
=?= 梁支点截面处上、下缘正应力： 上缘：=
-
=
ou
p p p t
ct
w e N A N 00
0σ7
10336.56
.2636.128225145.3368056.1282251??-
＝MPa 53.2-（拉）＞MPa f tk 438.212.215.115.1'=?=
下缘：=
+
=
ob
p p p t
cc w e N A N 00
0σ7
10
547.56
.2636.128225145.3368056.1282251??+ ＝MPa 90.9（压）＜MPa f ck
14.1892.257.07.0'
=?= 由上式计算可知，支点截面上缘处于受拉状态，'
15.1ck t ct f σ，因此可通过规定的预
拉区配筋率来防止出现裂缝，所以在预拉区配置配筋率为0.5%的非预应力钢筋
20'03.168445.336805%5.0mm A A s =?==ρ
故选用9根直径为16mm 的非预应力钢筋（2'1810mm A s =）配置在空心板的顶端，其中非预应力钢筋的重心到空心板上缘的距离mm a s 60'= 配置上缘非预应力钢筋后，跨中截面的截面几何特性如下表：
（I ）混凝土在预加应力阶段时，混凝土强度达到ck f %80，此时，MPa E c 4'1025.3?= 则有钢筋换算系数如下：
61025.31095.145''
=??==c p
Ep
E E α
15.610
25.3100.24
5
''
=??==c s Es E E α
②在使用阶段梁时的几何特性 钢筋换算系数如下：
652.51045.31095.145=??==c p
Ep
E E α 797.51045.3100.24
5
=??==c s Es E E α
其中：ou y ，ob y ――构件全截面换算截面的重心到上下缘的距离
ou W ，ob W ――构件全截面换算截面对上下缘的截面抵抗矩
p e ――为预应力钢筋重心到换算截面重心的距离，p ou p a y h e --=，对于预应力阶段271=p e mm ，对于使用阶段271=p e mm （2）持久状况的正应力验算
应取最不利截面进行控制验算，对于直线配筋的等截面简支梁来说，一般以跨中截面为最不利截面。由作用标准值和预加力在截面上缘产生的混凝土的法向应力：
ou Q
ou G ou G ou p p p kc
pt cu W M W M W M W e N A N +++???
? ???-=+=210000σσσ
其中：--kc σ作用（或荷载）标准值产生的混凝土法向压应力 --pe σ预应力钢筋的永存预应力
--0p N 使用阶段预应力钢筋和非预应力钢筋的合力，s l p p p A A N 600σσ-=
--kc σ受拉区预应力钢筋合力点处混凝土向应力等于零时的预应力钢筋应力；
40l l con p σσσσ+-=，其中4l σ为使用阶段受拉区预应力钢筋由混凝土弹性压缩引起的预应力损失；l σ为受拉区预应力钢筋总的预应力损失； --6l σ受拉区预应力钢筋由混凝土收缩和徐变的预应力损失
--0p e 预应力钢筋和非预应力钢筋合力作用点至构件换算截面重心轴的距离
s
l p p s
s l p p p p A A y A y A e 60600
σσσσ--=
--s A 受拉区非预应力钢筋的截面面积
--s y 受拉区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离 --ou W 构件混凝土换算截面对截面上缘的抵抗矩
--2G M 由桥面铺装、人行道和栏杆等二期恒载产生的弯矩标准值
--Q M 由可变荷载标准值组合计算的截面最不利弯矩；汽车荷载考虑冲击系
数； 因此，=+-=40l l con p σσσσMPa 21.127284.54)05.9158.86(1395=++-
s l p p p A A N 600σσ-=＝N 47.120629860311.6798021.1272=?-?
s
l p p s s l p p p p A A y A y A e 60600
σσσσ--=
＝60311.6798021.272271
60311.6727198021.1272?-???-??＝271mm 因此，ou Q
ou G ou G ou p p p kc pt cu W M W M W M W e N A N +++???
? ???-=+=210000σσσ ＝7
6
710
641.510)3.308100220(10641.527147.12062982.34493447.1206298??+++??- ＝MPa 84.8＜MPa f ck 2.164.325.05.0=?= 预应力钢筋中的最大拉应力：
p Q
G G EP pe
p y I M I M I M 00
0201max )(?+++=ασσ
＝27110856.110)3.308100220(652.537.121710
6
???++?
+ ＝MPa 2.1269＞MPa f pk 1209186065.065.0=?= 预应力钢筋的最大拉应力为超过限制，但因%5%98.41209
1209
2.1269 =-，可
认为钢筋满足要求。
（3）持久状况混凝土主应力计算 截面图如下：
计算点取上梗肋a a -处，预应力混凝土受弯构件由载荷标准值和预应力作用产生的混凝土主压应力cp σ和主拉应力tp σ：
22)2
(
2
τσσσσσσ+-±+=??
?
??cy
cx cy
cx tp cp
02100000y I M M M y I e N A N o Q
G G o p p p cx
+++???
? ???-=σ --0y 计算主应力点至换算截面的距离
--0I 换算截面惯性矩
--cy σ由竖向预应力钢筋的预加力产生的混凝土压应力
--τ在计算主应力点，按作用（或荷载）标准值组合计算的剪力产生的混凝土剪应力；当计算截面作用由扭矩时，尚应考虑由扭矩引起的剪应力；对于等高度梁截面
上任一点在作用（或荷载）标准值组合的剪应力τ按下列公式计算
2001)(bI S V V bI S V Q G G ++
=τ 21G G V V 、――分别为一期恒载和二期恒载作用引起的剪力标准值
--Q V 可变作用（或荷载）引起的剪力标准值组合；对于简支梁，Q V 计算式为21Q Q Q V V V +=
0S ――计算主应力点以上（或以下）部分换算截面面积对界面重心轴的面积矩
b ――计算主应力点处构件腹板的宽度
计算主应力点以上换算截面的重心至截面上缘距离为60mm ，梗肋a a -以上面积对截面重心轴x x -的面积矩为==y A S i 0)60329()120880(-??＝3710841.2mm ?
02100000y I M M M y I e N A N o Q
G G o p p p cx
+++???
? ???-=σ )120329(10
856.110)3.308100220()120329(10856.127147.12062982.34493447.120629810
610-???+++-???-=＝MPa 89.6
0=cy σ
002001)(bI S V V bI S V Q G G ++=τ＝10
7
10856.128010841.2)7.2900(????++＝MPa 162.0 因此有：
22)2
(
2
τσσσσσσ+-±+=
??
?
??cy
cx cy
cx tp cp
＝22162.0)2089.6(2089.6+-±+＝?
??-MPa MPa 0038.0894.6 由此可知，混凝土压应力MPa f Mpa ck cp 44.194.326.06.0894.6=?=≤=σ，故满足《公路桥规》的要求。
混凝土主拉应力MPa f Mpa tk tp 33.165.25.05.00038.0=?=≤-=σ，故只需按照构造配置箍筋。
十三、预应力混凝土构件的抗裂验算
（1）作用短期效应组合作用下的正截面抗裂性验算 正截面抗裂验算取跨中截面进行
①预加力产生的构件抗裂验算边缘的混凝土预压应力
'0
0'0
ob
p p p pc W e N A N ?+
=
σ＝
MPa 29.910
631.5271
47.120629895.34612647.12062987
=??+
混凝土结构设计原理课程设计任务书
《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖 适用专业：土木工程专业（本科） 使用班级：2014级土木4、5班 设计时间：2016年12月 设计任务书
建筑工程教研室 《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖设计任务书 一、设计任务： 设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。 二、设计目的 《混凝土结构》课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。 1.了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。 2.复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。 3.掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如： (1)进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图； (2)掌握弹性理论和塑性理论的设计方法； (3)掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法； (4)了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求； (5)掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定； (6)学习书写结构计算书； (7)学习运用规范。 三、设计资料 1、结构平面及柱网布置如图所示(楼梯间在此平面外)，按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1,车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表二。每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进行设计。 活荷载标准值 表1
表3 度序号 ^组 活载序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ① 1 2 P 3 4 5 31 43 56 ② 6 7 r 8 9 10 32 44 55 ③ 11 12 13 14 15 33 45 54 ④ 16 17 18 19 20 34 46 53 ⑤ 21 22 23 24 25 35 47 52 ⑥ 26 27 28 29 30 36 48 51 ⑦ 37 38 39 40 41 42 49 50 2、楼面构造 楼面面层为水磨石（底层20mm 厚水泥砂浆，10mm 面层），自重 为 0.65kN/m 2 ;顶棚为15mm 厚混合砂浆抹灰；梁用15mm 厚混合砂浆 抹灰。 3、材料 ① 混凝土：自定。 ② 钢 筋：自定。 四、设计内容及要求 1 ．结构布置 柱网尺寸给定，要求了解确定的原则。 梁格布置，要求确定主、次梁 布置方向及次梁间距。 2．按塑性理论方法设计楼板和次梁，按弹性理论方法设计主梁。 3．提交结构计算书一份。要求：步骤清楚、计算正确、书写工整。 4．绘制结构施工图。内容包括 （ 1 ）结构平面布置； （ 2）板、次梁配筋图； 序号 L x L y ① 6600 5400 ② 6600 6600 ③ 6900 5700 ④ 6900 6000 ⑤ 6900 6300 ⑥ 6900 6600 ⑦ 7200 6000 ⑧ 7200 6300 柱网跨度尺寸 分组编号 表2 结构平面及柱网布置图
四川大学《结构设计原理1643》在线作业答案
川大15秋《结构设计原理1643》在线作业答案 一、单选题： 1.题面如下： (满分:2) A. a B. b C. c D. d 2.预应力混凝土构件，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于( )。 (满分:2) A. C25 B. C30 C. C40 D. C45 3.适筋梁在逐渐加载过程中，当受拉钢筋刚刚屈服后，则( )。 (满分:2) A. 该梁达到最大承载力而立即破坏 B. 该梁达到最大承载力，一直维持到受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏 C. 该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降，直至破坏 D. 该梁承载力略有增加，待受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏 4.题面如下： (满分:2) A. a B. b C. c D. d 5.提高截面刚度的最有效措施是( )。 (满分:2) A. 提高混凝土强度等级 B. 增大构件截面高度 C. 增加钢筋配筋量 D. 改变截面形状 6.钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是( )。 (满分:2) A. 远离纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎 B. 靠近纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎 C. 靠近纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈 D. 远离纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈 7.热轧钢筋冷拉后，( )。 (满分:2) A. 可提高抗拉强度和抗压强度 B. 只能提高抗拉强度 C. 可提高塑性，强度提高不多 D. 只能提高抗压强度 8.题面如下： (满分:2) A. a B. b C. c D. d
(完整版)东南大学抗震结构设计考研复试重点
2012抗震防灾笔试题回忆 大题1：振型分解反应谱法，很简单，记得验算最小地震剪力。 大题2：底部剪力法；需要知道怎么算弯矩，算剪力时记得考虑鞭端效应。 简答题：1.解释隔振和减震的原理; 2.耐火极限； 3.为什么底部框架，上部砖房的结构在汶川地震中底部破坏严重； 4.怎样形成整体破坏机制； 5.什么是动力系数，地震系数，水平地震影响系数以及他们的关系; 6.简述框架结构中延性原则 判断题：桥梁抗震是根据水平地震影响系数来计算的 同样地震烈度，远震中距破坏严重。 地震只有一个烈度，一个震级。 混凝土强度要适中。 为什么砌体结构中，横强要有最小间距？ 还考了两题延性，请注意，判断题要说明理由。 第一章绪论 学习要求： 1．了解地震震害 震害主要表现为地表破坏、工程结构破坏和次生灾害三种形式。 2．了解地震分类 构造地震，火山地震，陷落地震，诱发地震 3．理解地震波、地震震级与地震烈度的定义 a地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，称为地震波，地震波是一种弹性波。体波(纵波，横波)，面波（瑞雷波，乐浦波）， 纵波使建筑物产生上下颠簸 剪切波（横波）使建筑物产生水平方向摇晃 面波使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃 b里氏震级 1935年美国人查尔斯·里克特﹙C.F.Richter﹚给出定义：M=lgA A—标准地震仪记录的距震中100km的最大水平地动位移（微米） M<2，微震，无感觉，只有仪器可观测 2≤M<5，有感地震
5≤M<7，破坏地震 7≤M<8，强烈地震或大地震 M≥8，特大地震 震级M与能量E的关系： M增大一级E增大32倍 c烈度（intensity）：表示地震所造成的某一地区的地面和地面以上建筑物破坏的程度。或者说地震时在一定点震动的强弱程度。 4．深刻理解抗震设防烈度的概念 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况，取50年内超越概率10%的地震烈度。 具有规定性和权威性 ◆地区最小单位为县级 ◆依据基本烈度但不一定等于基本烈度 ◆设防烈度为6、7、8、9度 5．理解多遇地震、罕遇地震的定义 6．掌握“三水准”抗震设防目标，了解建筑结构抗震设计方法 小震不坏，中震可修，大震不倒 7．了解抗震设计的基本要求 a选择有利场地，避免不利场地，不得危险场地修建建筑物。 b地基基础设计注意,同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同 的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用 桩基。 c建筑平立面设计要求,力求简单规则、避免刚度突变 d结构体系要求, 有明确的计算简图，受力明确、传力直接，有多道抗震防线。 e结构构件要求,有较好的延性、加强节点连接及整体性 f非结构构件要求,与主体结构要有可靠连接，避免不当设置对主体结构的不利影响。 g施工质量,施工应正确贯彻抗震设计意图，并符合质量验收标准。 h隔震和耗能减震 要点、难点分析： 一、“三水准”抗震设防目标 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。(小震不坏)。 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。(中震可修)。 当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。(大震不倒)。 二、建筑结构抗震设计方法 第一阶段： 对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。对于大多数结构一般可只进行第一阶段的设计。 第二阶段： 对一些规范规定的结构（有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等）进行大震作用下的弹塑性变形验算。
结构设计原理课程设计
. 装配式钢筋混凝土简支T梁设计 计算书
中华人民共和国行业标准： 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 《公路桥涵设计通用规范》JDG D60—2004 二、设计资料 1. 桥面净空：净—7+2×1.5m 2. 设计荷载：公路Ⅱ级汽车荷载，人群 3.5KN/m2. 结构安全等级为二级，即r0=1.0 3. 材料规格： 钢筋：主筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HRB335钢筋；Ⅰ类环境 水平纵向钢筋面积为(0.001~0.002)bh，直径8~10mm，水平纵向钢筋对称，下 密上疏布置在箍筋外侧。 架立筋选用2φ20的钢筋 混凝土：采用C30混凝土 4. 结构尺寸： T形主梁：标准跨径L b=20.00m 计算跨径L j=19.5m 主梁全长L=19.96m 主梁肋宽b=180mm 主梁高度h=1300mm 三、设计内容 1. 计算弯矩和剪力组合设计值 2. 正截面承载力计算 3. 斜截面抗剪承载力计算 4. 全梁承载能力校核 5. 水平纵向钢筋和架立筋设计 6. 裂缝宽度及变形（挠度）验算
梁体采用C40的混凝土，轴心抗压强度设计值为18.4Mpa ，轴心抗拉强度设计值ftd=1..65Mpa 。主筋采用KL400,抗拉强度设计值fsd=330Mpa ，抗压强度设计值 Mpa f sd 330/ =；箍筋采用HRB335，直径8mm ，抗拉强度设计值为280Mpa 。 1.计算弯矩和剪力组合设计值 因恒载作用效应对结构的承载力不利，故取永久效应，即恒载的分项系数2.11=G γ。汽车荷载效应的分项系数为4.11=Q γ。对于人群荷载，其它可变作用效应的分项系数为 4.1=Qj γ。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合，故取人群荷载的组合系数 8.0=C ? 2 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1755·0.554.18.00.6084.10.7022.1=??+?+?= 4 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1369·0.404.18.00.4664.10.5602.1=??+?+?= 支点截面处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1=??+?+?= 2 l 处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 64.660.24.18.0464.102.1=??+?+?= 2.截面承载力计算 （1）确定Ｔ梁翼缘的有效宽度' f b 由图所示Ｔ形截面受压翼板厚度的尺寸，可得： 翼板平均厚度mm b f 1102 140 80' =+= 又mm mm L b f 6500195003 1 3' 1=?== 由横断面的尺寸可知：5个T 形梁的总长为5*1600=8000mm ，则每个T 形梁宽1580/ =f b ，缝宽（8000-1580*5）/5=20，则两相邻主梁的平均间距为1600mm ，即： mm b f 1600' 2= mm mm h b b b f h f 15001101202180122' ' 3=?+?+=++=
四川大学网络教育学院《结构设计原理》第二次作业答案
四川大学网络教育学院《结构设计原理》第二次作业答案 你的得分： 90.0 完成日期：2014年09月09日 16点03分 说明：每道小题括号里的答案是您最高分那次所选的答案，标准答案将在本次作业结束(即2014年09月11日)后显示在题目旁边。 一、单项选择题。本大题共25个小题，每小题 2.0 分，共50.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. ( D ) A. a B. b C. c D. d 2.下列说法正确的是（）。 ( D ) A.加载速度越快，则得的混凝土立方体抗压强度越低 B.棱柱体试件的高宽比越大，测得的抗压强度越高 C.混凝土立方体试件比棱柱体试件能更好地反映混凝土的实际受压 情况 D.混凝土试件与压力机垫板间的摩擦力使得混凝土的抗压强度提高 3. ( B ) A. a B. b C. c D. d 4.在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，（）。 ( C )
A.徐变使混凝土压应力减小 B.混凝土及钢筋的压应力均不变 C.徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大 D.徐变使混凝土压应力增大，钢筋压应力减小 5.适筋梁在逐渐加载过程中，当受拉钢筋刚刚屈服后，则（）。 ( D ) A.该梁达到最大承载力而立即破坏 B.该梁达到最大承载力，一直维持到受压区边缘混凝土达到极限压应 变而破坏 C.该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降，直至破坏 D.该梁承载力略有增加，待受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏 6. ( B ) A. a B. b C. c D. d 7.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是（）。 ( C ) A.提高混凝土强度等级 B.增加保护层厚度 C.增加截面高度 D.增加截面宽度 8.在T形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度b′ f 内，（）。 ( A ) A.压应力均匀分布 B.压应力按抛物线型分布
东南大学建筑结构设计复试
趁还有点印象赶紧回忆下卷子吧要知道东大的复试卷子很难搞到 《建筑结构设计》 40分选择+20分填空+90分计算去年也是这个分布 选择都出自第三册上的选择题。注意一点，第三册上的选择题有些答案是第一册和第三册找不到了，不过今年也没考 填空也算是源自第三册选择吧，一条是根据建筑层标高算结构标高。一条是算个剪力，一条是算准永久组合和频遇组合 一条是数框剪结构的柱，墙，结构的个数。还算好，把第三册选择搞搞清楚就差不多 计算题共3条，每条30分。每一题有3问。 第一题类似于第三册水平结构那章的第2个例题，砌体结构加了个钢梁进行验算，但多了内容 第一问，钢梁与楼板无有效连接件。验算钢梁的强度，整体稳定，挠度 第2问，高厚比，还有啥的忘了 第2问，告诉你边跨跨内，支座配筋，验算楼板强度和裂缝 第二题是和第三册竖向结构那章的那个框架结构改造类似，但也复杂了 柱有牛腿，加了吊车梁，柱也是变截面。然后去掉吊车，将一梁搁在牛腿上，就和例题改造方案一类似 问题1：判断牛腿是否满足要求，通过算Dmax 问题2，画竖向荷载的内力图 问题3，算水平力下的位移 第三题，框架剪力墙 跟第一册书上例题差不多，我还以为不会考这么复杂 第1问，分别算框架，剪力墙分别受水平侧向荷载下得位移。框剪的位移15‘ 第2问，说明框架的最大层间位移的位置，剪力墙，，框剪的最大层位移的位置5‘ 第3问，当只有顶部有一根刚性连杆的时候，计算体系水平侧位移 题外话：对于外校生来说，建筑结构设计的卷子真的很难搞到手。我百度了很久，淘宝了很久，花了95大洋才弄了几张不知道是何年马月的期末卷子，还不全。郁闷，真烧钱。但这不代表东大的卷子真的就无迹可寻，只不过只在同学间流传，没公布到网上。所以如果你有学长朋友之类的，去问问吧。弄到一份卷子，你就赚了。至于像俺一样的外校，且无熟人，那只好老老实实的了。 复试中的面试 哎，复试的笔试加面试简直是让我郁闷透了。不知道最后个结果会怎么样。反正个人感觉很糟糕。提醒大家一下吧。专业面试也不是漫天随便问的，都是根据个人情况进行的。比如如果你本科学的桥梁，那就会问你个桥梁的问题。如果你工作过，问你干过哪些工程，顺带问这些工作方向的专业问题。所以，大家之前得想好，崩自我介绍的时候乱吹，否则问的问题范围会很大。至于英语面试，不谈了，英语一直是哥的痛。我就不信我整不好英语。 《结构力学》结构力学你想考多少分？130吗？那我劝你赶紧再把目标提高点吧。考140不是难事。要知道，东大的结构力学的出题并不灵活，题型从05年以后很固定。即便是08年，上面的题也该要掌握的。还有，东大土木今年上400分的好像有18个吧。你不在专业课上捞点分，难不成指望英语，数学这种每年一变的科目？况且专业课考140又没捞多少
结构设计原理课程设计完整版
结构设计原理课程设计 设计题目：预应力混凝土等截面简支 空心板设计（先张法） 班级：6班 姓名：于祥敏 学号：44090629 指导老师：张弘强
目录 一、设计资料 (2) 二、主梁截面形式及尺寸 (2) 三、主梁内力计算 (3) 四、荷载组合 (3) 五、空心板换算成等效工字梁 (3) 六、全截面几何特性 (4) 七、钢筋面积的估算及布置 (5) 八、主梁截面几何特性 (7) 九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9) 十、应力损失估算 (10) 十一、钢筋有效应力验算 (13) 十二、应力验算 (13) 十三、抗裂性验算 (19) 十四、变形计算 (21)
预应力混凝土等截面简支空心板设计 一、设计资料 1、标跨m 16，计算跨径m 2.15 2、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ 3、环境：Ｉ类，相对湿度%75 4、材料： 预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71?标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1?= 非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值 MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 箍筋：335H R B 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值 MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3?=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值 MPa f td 83.1= 5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁 6、施工方法：先张法 二、主梁截面形式及尺寸（mm ） 主梁截面图（单位mm ）
新编机械结构设计大作业
《结构设计》课程大作业 、课程大作业的目的: 1、课程大作业属于机械专业设计类课程的延续，是机械系统设计的一次全面训练，可以为毕业设计打下良好基础。通过课程大作业，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法，培养学生综合运用机械制图、机械设计、机械原理、公差与配合、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，联系实际并运用所学过的知识，提高进行工程设计的能力。 2、加强学生运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力，提高技术总结及编制技术文件的能力，培养和提高学生独立的分析问题、解决问题的能力，也是毕业设计教学环节实施的前期技术准备。 二、课程大作业的基本要求： 1 、分组与选题： ①自由组合，每组原则上三人（最少2人）；每组的同学统一提交、共同答辩。 ②具体课题题目（由指导教师给出），同组同学集体研讨后完成。 2、大作业的基本要求： ①大作业的论述必须合理； ②大作业中的内容要注明出处，注明资料来源（参考文献及资料）； ③总的文字（含图、表）不少于2万字，使用标准A4纸打印成稿（文字选用宋体小四号，页边距均为2cm，单倍行距），封面需要注明课题详细名称、参加学生姓名、班级学号、指导教师等。 三、课程大作业题目及其要点 举例说明在下列的机械结构设计中，如何提高机械结构性能的途径或措施有那些？（围绕题目和要点） 机自082-28吴铁健、-29张明、-14张钦亮：
（1）便于退刀准则 (2)最小加工量准则 (3)可靠夹紧准则 (4)一次夹紧成形准则 (5)便利切削准则 (6)减少缺口效应准则 (7)避免斜面开孔准则 (8)贯通空优先准则 (9)孔周边条件相近准则 机自083 -06焦文、-36张浩然、-14 丁世洋: (一)提高强度和刚度的结构设计 1、载荷分担 2、载荷均布 3、减少机器零件的应力集中 4、利用设置肋板的措施提高刚度 (二)提高耐磨性的结构设计
武汉理工大学混凝土结构设计原理课程设计上课讲义
学号：0121206120102 课程设计 课程：混凝土结构设计原理 学院：土建学院 班级：土木 zy1202 姓名： 学号： 0121206120102 指导老师： 2015年1月18日
目录 一、设计资料 (1) 二、设计荷载 (1) 三、主梁毛截面几何特性计算 (1) 四、预应力钢束面积的估算及钢束布置 (4) 五、主梁截面几何特性计算 (7) 六、截面强度计算 (9) 七、钢束预应力损失估算 (11) 八、预加应力阶段的正截面应力验算 (15) 九、使用阶段的正应力验算 (18) 十、使用阶段的主应力验算 (21) 十一、锚固区局部承压验算 (23) 十二、主梁变形（挠度）计算 (24)
贵州道真高速公路桥梁上部构件设计 一、设计资料 1、初始条件：贵州道真高速公路桥梁基本上都采用标准跨径，上部构造采用装配式后张法预应力混凝土空心板，20 m 空心板、1.25m 板宽，计算跨径19.5m ，预制长度19.96m 。参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁。 2、材料：（1）混凝土：C40混凝土，MPa Ec 41025.3?=，抗压强度标准值 MPa f ck 8.26=，抗压强度设计值MPa f cd 4.18=，抗拉强度标准值MPa f tk 40.2=，抗拉强度设计值MPa f td 65.1=。 （2）非预应力钢筋：普通钢筋主筋采用HRB335级钢筋，抗拉设计强度 a sd MP f 280=；箍筋采用R235级钢筋，抗拉设计强度a sd MP f 195=。 （3）预应力钢筋公称直径为15.24mm ，公称面积为140mm2，抗拉标准强度 a pk MP f 1860=，MPa f pd 1260=，弹性模量Ep ＝1.95×105Mpa ，低松弛级。 二、设计荷载 设计荷载为公路-I 级，结构重要性系数0γ取1.0。荷载组合设计值如下： kN Q 76=跨中m kN M .399=汽m kN M .710=恒m kN M .1395=跨中kN Q j 3720=00=j M m kN M .10254/1= 三、主梁毛截面几何特性计算
结构设计原理第一次作业答案
首页-我的作业列表-《结构设计原理》第一次作业答案 欢迎你，刘晓星（DI4131R6009 '你的得分：100.0 完成日期：2014年07月02日10点04分 一、单项选择题。本大题共25个小题，每小题2.0 分，共50.0分。在每小题给出的选项中，只有一 项是符合题目要求的。 若用S表示结构或构件截面上的荷载效应，用R表示结构或构件截面的抗力，结构或构件截面处于极限状态时，对应于（）式。 （B ） R> S R= S R v S R WS 对所有钢筋混凝土结构构件都应进行（）。 （D ） 抗裂度验算 裂缝宽度验算 变形验算 承载能力计算混凝土各项强度指标的基本代表值是（）。 （B ） 轴心抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 轴心抗压强度平均值立方体抗压强度平均值 工程结构的可靠指标3与失效概率P f之间存在下列（）关系。 （D ） 3愈大，P f愈大 3与P f呈反比关系 3与P f呈正比关系 3与P f存在一一对应关系，3 愈大，P f愈小
(B ) a b c d 热轧钢筋冷拉后，()。 (A ) 可提高抗拉强度和抗压强度只能提高抗拉强度 可提高塑性，强度提高不多 只能提高抗压强度 无明显流幅钢筋的强度设计值是按()确定的。 (C ) 材料强度标准值x材料分布系数 材料强度标准值/材料分项系数 0.85 x材料强度标准值/材料分项系数 材料强度标准值/ (0.85 x材料分项系数) 钢筋混凝土梁的受拉区边缘混凝土达到下述哪一种情况时，开始出现裂缝？( ) (A ) 达到混凝土实际的轴心抗拉强度 达到混凝土轴心抗拉强度标准值 达到混凝土轴心抗拉强度设计值 达到混凝土弯曲受拉时的极限拉应变值 (D ) a b c d
东南大学结构设计原理1-21章课后习题参考答资料
机构设计原理 1-1混凝土截面受拉区钢筋的作用: 是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。 1-2名词解释("混凝土立方体抗压强度":以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20￠+_2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿的空气中养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值。"混凝土轴心抗压强度值"按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度设计值。"混凝土抗拉强度"用试验机的夹具夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为。) 1-3混凝土轴心受压的应力---应变曲线有何特点?影响混凝土轴心受压应力---应变曲线有哪几个因素? 一,该曲线特点分为三个阶段,分别为上升段,下降段,收敛段。 二,影响的主要因素:a.混凝土强度愈高应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈差b.应变速率应变速率小,峰值应力fc降低,€增大下降段曲线坡度显著的减缓c.测试技术和实验条件,其中应变测量的标距也有影响,应变测量的标距越大,曲线坡度越陡,标距越小,坡度越缓。 1-4什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变有哪些主要原因? 一,在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象称为混凝土的徐变。 二,a混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小b加荷时混凝土的龄期,龄期越短徐变越大c混凝土的组成成分和配合比d养护条件下的温度和湿度. 1-5混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有何不同之处? 混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥逐渐发生粘性流动,微细空隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生各种因素的综合结果,而混凝土的收缩变形主要是硬化初期水泥石凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。 1-6什么是钢筋和混凝土之间粘接应力和粘接强度?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘接力要采取哪些措施? 在钢筋混凝土结构中,钢筋和混凝土这两种材料之所以能共同工作的基本前提是有足够的粘接强度,能承受由于变形差沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力,通常这种剪应力称为粘接应力。 措施:a提高混凝土强度b选择适当的钢筋间距c钢筋的位置要合适d满足混凝土保护层,最小厚度要求e使用带肋钢筋。 2-1桥梁结构的功能包括哪几方面的内容?何谓结构的可靠性?
结构设计原理知识点
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100） cu f （150）=1.05cu f （200） 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。表示为：E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5 c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8 c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因：a.硬化初期，化学性收缩，本身的体积收缩；b.后期，物理收缩，失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素：a.混凝土组成和配比；b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度，以及凡是影响混凝土中水分保持的因素；c.构件的体表比，比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响：a.构件未受荷前可能产生裂缝；b.预应力构件中引起预应力损失；c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类，可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类，可分为a.热轧钢筋；b.热处理钢筋；c.冷加工钢筋（冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。） 6.钢筋的力学性能 物理力学指标：（1）两个强度指标：屈服强度，结构设计计算中强度取值主要依据；极限抗拉强度，材料实际破坏强度，衡量钢筋屈服后的抗拉能力，不能作为计算依据。（2）两个塑性指标：伸长率和冷弯性能：钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因：（1）混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力；（2）二者具有相近的温度线膨胀系数；（3）在保护层足够的前提下，呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准：a.水准Ⅰ，半概率设计法，只对影响结构可靠度的某些参数，用数理统计分析，并与经验结合，对结构的可靠度不能做出定量的估计；b.水准Ⅱ，近似概率设计法，用概率论和数理统计理论，对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计，忽略了变量随时间的关系，非线性极限状态方程线性化；c.水准Ⅲ，全概略设计法，我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性：指结构在规定时间（设计基准期）、规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠性组成：安全性、适用性、耐久性。 可靠度：对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态：当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，具体表现：a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡；b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；c.结构转变成机动体系；d.结构或构件丧失稳定；e.变形过大，不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，具体表现：a.由于外观变形影响正常使用；b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用；c.由于震动影响正常使用；d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。（破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中） 4.作用：使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用：在结构试用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。
东南大学工程结构设计原理习题题库
第一套习题 一、选择题 1. 高碳钢筋采用条件屈服强度,以σ0.2表示,即 (A)取极限强度的２０％ (B)取应变为０.００２时的应力 (C)取应变为０.２时得应力 (D)取残余应变为０.００２时的应力 2. 砼在双向应力下 (A)双向受压的强度基本等于单向受压 (B)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而提高 (C)双向受压下,一向的抗压强度随另一向压应力的增加而提高 (D)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而下降 3. 用螺旋筋约束砼,使 (A)砼的强度和延性均提高 (B)强度能提高,延性并不能提高 (C)延性可以提高,强度不能提高 (D)强度和延性均不能提高,计算中也不考虑 4. 我国砼规范以何种概率法为基础? (A)半概率 (B)近似概率 (C)全概率 (D)伪概率 5. 结构的功能包括 (A)强度, 变形, 稳定 (B)实用, 经济, 美观 (C)安全性, 适用性和耐久性 (D)承载能力,正常使用 6．金属锰可提高钢材的强度，对钢材的塑性 (A)提高成分 (B)提高较多 (C)降低不多 (D)降低很多 7．建筑钢材单向受拉时屈服点f y与单向受压的屈服点f yˊ之间满足 (A)f y> f yˊ (B) f y< f yˊ (C) f y= f yˊ (D) f y= 0.58f yˊ 8. 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的失稳是 (A)弯扭屈曲 (B)弯曲屈曲 (C)扭转屈曲 (D)局部屈曲 9. 钢结构有哪三种常用的连接方法 (A)搭接、对接和T型 (B)焊接、铆接及螺栓 (C)焊接、对接及螺栓 10. 梁刚度不足的后果为 (A)不满足承载力要求 (B)不满足使用要求 (C)耐久性较差 (D)易脆性破坏 11、轴心受压ＲＣ柱在长期荷载下发生徐变, 使: (A)混凝土压应力减小, 钢筋压应力增大 (B)混凝土压应力增大, 钢筋压应力增大 (C)混凝土压应力减小, 钢筋压应力减小 (D)混凝土压应力增大, 钢筋压应力减小 12、适量间接配筋柱进入极限状态的标志是 (A)混凝土压碎, (B)外层混凝土剥落 (C)间接钢筋屈服 (D)纵筋屈服 13.受弯构件的变形和裂宽计算是以哪个阶段作为计算依据的 (A)Ⅰa (B)Ⅱ (C)Ⅱa (D)Ⅲa 14、超筋梁破坏时,受拉钢筋应变εs和压区边缘混凝土应变ε c (A)εs＞εy, εc＝εcu (B)εs＜εy, εc＝εcu (C)εs＜εy, εc＞εcu (D)εs＞εy, εc＜εcu 15、条件相同的无腹筋梁, 由于剪跨不同发生剪压、斜压和斜拉破坏, 其承载力 (A)剪压＞斜压＞斜拉 (B)斜压＞剪压＞斜拉
结构优化设计大作业(北航)
《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题，依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任，拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上，如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计，车门设计，飞机加强框设计，机翼前缘肋设计，卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法，一是采用计算机语言编程计算，该方法的优点是能最大限度的控制优化过程，改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象，得到较理想的优化结果，其缺点是计算规模过于庞大，计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化，给出了几种典型结构的算例，并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化，有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。
2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支，它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，在国外处在发展的初期，尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法，将数值方法引入拓扑优化领域，拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初，程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题，他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计，开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法，该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一，提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类：退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究，已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模（SIMP） 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元，依据一定的算法删除部分区域，形成带孔的连续体，实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系，这种方法基于各向同性材料，不需要引入微结构和附加的均匀化过程，它以每个单元的相对密度作为设计变量，人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系，程序实现简单，计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization，简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties，简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。
10路桥 结构设计原理大作业
某装配式钢筋混凝土简支T形梁设计 一、设计资料 (一)桥梁基本概况 1．桥面净空：净－7m＋2×1.5m 2．设计荷载：公路－Ⅱ级汽车荷载，人群3.5KN/m2，结构安全等级为二级，内力计算结果见（二）3．材料规格： Ⅰ类环境条件，钢筋及混凝土材料规格由学生根据相关规定自选 4．结构尺寸： T形主梁：标准跨径L b=20.00m，计算跨径L j=19.50m，主梁全长L=19.96m 横断面及尺寸如图所示： 图1 桥面剖面示意图 图2 T梁横断面尺寸（mm） （二）内力计算（结果摘抄） 表1：弯矩标准值M d汇总表KN·m
表2 剪力标准值V d汇总表KN 二、设计依据 中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004 中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004 三、提交成果及要求 1．设计说明书一份 要求：内容完整，设计合理，引用公式正确，计算准确，书写工整； 2．一片主梁配筋图一张 内容：主梁配筋图、钢筋大样图 要求：用白绘图纸，绘3号图(可加长)，作图规范，有图框、有标题栏，用铅笔绘图，写工程字； 3．必须自己独立完成设计，不得抄袭，一经发现抄袭者按零分处理。 四、参考文献 1.叶见曙主编，《结构设计原理》人民交通出版社第二版2005； 2.赵顺波主编：《混凝土结构设计原理》，同济大学出版社，2004.8； 3.张树仁等，《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》，人民交通出版社，200 4.9 4.中华人民共和国行业标准：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，人民交通出版社， 2004.10。 注：提交成果可用计算机完成，但必须打印规范，作图正确。
建筑结构设计原理习题集
《结构设计原理》习题集第一部分：现行教材习题集 第二部分：补充习题集 第三部分：英文原文习题 第一部分：现行教材习题集 李章政熊峰 第1章绪论 1.1 思考题 1-1 什么是建筑结构？ 1-2 按照材料的不同，建筑结构可分为哪几类？ 1-3 何谓构件？建筑结构主要有哪些构件？ 1-4 砌体结构和木结构均是古老的建筑结构，它们各自有何优点和缺点？ 1-5 什么是钢筋混凝土剪力墙？ 1-6 结构设计应遵循的原则是什么？ 1-7 本门课程有些什么特点？ 1-8 构造措施的含义是什么？结构设计是否可以不采取构造措施？ 1.2 选择题 1-1 排架结构的杆件连接方式是屋面横梁与柱顶铰接，（）。 A．柱脚与基础底面固接B．柱脚与基础顶面固接 C．柱脚与基础底面铰接D．柱脚与基础顶面铰接1-2 下列构件中不属于水平构件的是（）。 A．屋架B．框架梁 C．框架柱D．雨篷板 1-3 我国现行结构设计规范采用的设计理论是（）极限状态设计法。
四川大学土木工程系 A．容许应力B．半概率 C．全概率D．近似概率 1-4 建筑结构必须满足的基本要求是：平衡、稳定、承载力和（）。 A．适用B．经济 C．优质D．美观 1-5 容许应力法由（）建立，最早出现在材料力学中，这是人类用科学理论指导结构设计的开始。 A．圣维南B．胡克 C．泊松D．纳维 1-6 框架结构中，构件之间采取（）。 A．铰接连接B．半铰接连接 C．刚性连接D．半刚性连接 1-7 结构设计规范条文用词“必须”表该条要求（）。 A．应该遵守B．要严格遵守 C．属于强制性D．可以选择 1-8 结构设计规范中应该遵守的条文，表示在正常情况下均应如此，正面词用“应”，反面词用“不应”和（） A．不得B．不宜 C．不可D．严禁 第2章结构上的荷载及其取值 2.1 思考题 2-1 什么是永久荷载、可变荷载和偶然荷载？ 2-2 何谓荷载标准值？它与荷载代表值之间有何关系？ 2-3 结构的安全等级如何划分？ 2-4 雪荷载基本值如何确定？其准永久值系数依据什么确定？ 2-5 如何确定吊车横向水平荷载标准值？ 2-6 建筑结构的设计使用年限有什么规定？ 2.2 选择题 2-1 建筑结构设计基准期是（）。 A．30年B．50年 C．70年D．100年 2-2 桥梁结构设计基准期是（）。 A．30年B．50年 C．70年D．100年 2-3 下列何项房屋结构的设计使用年限为100年？（）。 2
混凝土结构设计原理课程设计修订版
混凝土结构设计原理课 程设计修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
混凝土结构设计原理课程设计计算书 1 设计题目 某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，其跨度L 1，伸臂长度L 2 ，由楼面传来 的永久荷载设计值g，活荷载设计值q 1，q 2 （图1）。采用混凝土强度等级C25，纵向受力 钢筋为HRB335，箍筋和构造钢筋为HPB300。试设计该梁并绘制配筋详图。 图1 2 设计条件 跨度L 1=6m，伸臂长度L 2 =1.5m，有楼面传来的永久荷载设计值g 1 =30kN/m，活荷载设 计值q 1 =30kN/m，q 2 =65kN/m，采用混凝土强度等级为C25。 2.1 截面尺寸选择 取跨高比为：h/L=1/10,则h=600mm，按高宽比的一般规定，取b=250mm，h/b=2.4， 则h 0=h-a s =600-40=560mm 2.2 荷载计算 梁自重设计值（包括梁侧15mm厚粉刷层重） 钢筋混凝土自重25kN/m,混凝土砂浆自重17kN/m。 g 2 =1.2×(0.25×0.6)×25+1.2(0.015×0.6×17×2+0.015×0.25×17）=5kN/m 则梁的恒荷载设计值为：g=g 1+g 2 =30+5=35kN/m 2.3 梁的内力和内力包络图
（1）荷载组合情况 恒荷载作用于梁上的位置是固定的，计算简图为图2(a)，活载q 1 q 2的作用位置有三种可能的情况，图2的(a)、(c)、(d)。每一种活荷载都不可能脱离恒荷载的作用而单独存在，因此作用于构件上的荷载分别有(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d)三种情形。 （2）计算内力(截面法) ①(a)+(b) (a)作用下：ΣM A1=0，－Y B1L 1+g （L 1+L 2)2/2=0得 Y B1=164kN ΣY=0 ， 得Y A1=98.5kN (b)作用下：ΣY=0 ， 得Y A2=Y B2=90kN (a) +（b ）作用下剪力： V A =Y A1+Y A2=9805+90=188.5kN V B 左=Y A1+Y A2－(g +q 1)L 1=188.5－（35+30)×6=－201.5kN V B 右=gL 2=35×1.5=52.5kN M B =－gL 22/2=35×1.52/2=-39.375kN.m 由于当剪力V 等于零时弯矩有最大值，所以设在沿梁长度方向X 处的剪力V=0，则由M(x)=V A X －(g +q 1)X 2/2,对其求一阶导M'(x)=V （x ）=V A －(g +q 1)X 当V=0时，有M 取得最大值，即V(x)=V A －(g +q 1)X =0时，M 取得最大值