《结构设计原理》复习资料
结构设计原理 期末复习

1.试述钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用答:(1)纵向受力钢筋:承受拉力或压力.(2)箍筋:箍筋除了帮助混凝土抗剪外,在构造上起着固定纵向钢筋位置的作用,并与纵向钢筋、架立钢筋等组成钢筋骨架。
(3)弯起钢筋:抗剪。
(4)架立钢筋:架立箍筋、固定箍筋的位置,形成钢筋骨架。
(5)水平纵向钢筋:主要是在梁侧面发生裂缝后,减小混凝土裂缝宽度。
(其中纵向钢筋、箍筋、架立钢筋、水平纵向钢筋具有抗扭作用.)2.钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态有哪些?有何特征?答:(1)适筋梁破坏的特点是当荷载增加到一定程度后,受拉钢筋首先屈服,然后受压混凝土被压碎,属塑性破坏。
(2)少筋梁破坏的特点是裂缝一旦出现,即很快形成临界斜裂缝,并迅速延伸至梁顶使混凝土裂通,梁被拉断而破坏,属脆性破坏。
(3)超筋梁破话的特点是随着荷载的增加,受压混凝土首先被压碎,受拉钢筋未屈服,属脆性破坏。
3。
钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段?每个阶段受力主要特点是什么?答:钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为三个阶段:(1) 第Ⅰ阶段:整体工作阶段:梁混凝土全截面工作,混凝土的压应力都基本程三角形分布。
纵向钢筋承受拉应力。
混凝土处于弹性工作阶段,即应力与应变成正比。
第Ⅰ阶段末:混凝土的压应力基本上仍是三角形分布。
受拉边缘混凝土的拉应变临近抗拉极限应变,拉应力达到混凝土抗拉强度,表示裂缝即将出现。
(2) 第Ⅱ阶段:荷载作用弯矩达到开裂弯矩后,在梁混凝土抗压强度最弱界面上出现了第一批裂缝。
这时,在有裂缝的截面上,拉区混凝土推出工作,把它原承担的拉力转给了钢筋,发生了明显的应力重分布.钢筋的拉应力随荷载的增加而增加;混凝土的压应力不再是三角形分布,而形成微曲的曲线形,中性轴位置向上升高.第Ⅱ阶段末:钢筋拉应变达到屈服时的应变值,钢筋屈服。
(3) 第Ⅲ阶段:钢筋的拉应变增加很快,但钢筋的拉应力一般维持在屈服强度不变(对具有明显流幅的钢筋)。
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 α0②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 ε3 . 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﹤0.5c 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﹥0.8c 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。
结构设计原理复习资料

二.填空题:1.我国钢材按化学成分可以分为、普通低合金钢两大类。
2.在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉和。
3.混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、和混凝土轴心抗压强度。
4.混凝土的变形可分为受力变形和。
5.钢筋被混凝土包住,可以保护钢筋免于生锈,保证结构的。
6.公路桥涵设计中所采用的荷载有永久荷载、可变荷载和。
7.当永久作用的效应对结构安全不利时,其作用分项系数取。
8.当结构的状态函数Z服从正态分布时,其可靠指标与Z的成正比。
9.容许应力是以平截面和的假定为基础。
10.近几十年来钢筋混凝土结构计算理论的发展,主要是由容许应力法向发展。
11.钢筋混凝土受弯构件常用的截面形式有矩形、和T形等。
12.钢筋混凝土板可分为整体现浇板和。
13.混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层,它是取钢筋边缘至构件截面表面之间的。
14.肋板式桥的桥面板可分为周边支承板和。
15.梁内的钢筋常常采用骨架形式,一般分为绑扎钢筋骨架和两种形式。
16.为了避免少筋梁破坏,必须确定钢筋混凝土受弯构件的。
17.受弯构件在荷载作用下,各截面上除产生弯矩外,一般同时还有。
18.把配有纵向受力钢筋和腹筋的梁称为。
19.在矩形截面梁中,主拉应力的数值是沿着某一条主拉应力轨迹线逐步增大的。
20.随着剪跨比的变化,无腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有斜拉破坏、斜压破坏和。
21.当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时,构件便会。
22.钢筋混凝土构件抗扭性能有两个重要衡量指标,它们分别是构件的开裂扭矩和构件的。
23.根据抗扭配筋率的多少,钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态一般可分为少筋破坏、、超筋破坏和部分超筋破坏。
24.在纯扭作用下,构件的裂缝总是与构件纵轴成方向发展。
25.扭矩和抗扭刚度的大小在很大程度上取决于的数量。
26.普通箍筋的作用是防止纵向钢筋,并与纵向钢筋形成钢筋骨架,便于施工。
27.轴压柱中,螺旋箍筋的作用是使截面中间部分混凝土成为,从而提高构件的承载力和延性。
结构设计原理(总复习)

第1章1、钢筋和混凝土两种材料为何能有效地结合在一起共同工作?(1)混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋和混凝土的温度膨胀系数也较为接近,当温度变化时,钢筋和混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。
(3)质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土之间的共同作用。
2、什么叫混凝土立方体抗压强度?我国国家标准规定的试验条件是什么?混凝土的立方抗压强度是按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。
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%以上的潮湿空气中养护28d。
3、混凝土的单轴向强度指标有哪些?(即混凝土的基本强度指标)1)混凝土立方体抗压强度2)混凝土轴心抗压强度3)混凝土抗拉强度4、混凝土的徐变?影响因素?在荷载的长期作用条件下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长,这种现象称为混凝土的徐变。
混凝土徐变的主要原因是在荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥石逐渐发生粘性流动,微细孔隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合成果。
5、混凝土的收缩在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象称为混凝土收缩。
6、钢筋的屈服强度一般以屈服下限为依据,称为屈服强度。
第2章1、工程结构在设计使用年限内的功能要求?、(1)安全性;(2)适用性;(3)耐久性2、结构可靠性;结构可靠度结构的可靠性是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,而把度量结构可靠性的数量指标称为可靠度。
结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述,结构可靠度的定义是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
3、结构出现哪些状态即认为超过了承载能力极限状态?(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。
结构设计原理复习资料

结构设计原理复习资料结构设计原理复习资料结构设计原理是建筑学习中的重要内容之一,它涉及到建筑物的稳定性、强度、刚度等方面的问题。
在建筑设计中,结构设计是至关重要的一环,它直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
本文将从结构设计原理的基本概念、材料力学、结构分析等方面进行复习。
一、结构设计原理的基本概念结构设计原理是指建筑物在承受外力作用下,通过合理的结构形式和材料选择,使建筑物能够保持稳定的力学平衡状态,并满足使用要求的一系列理论和方法。
在结构设计中,需要考虑建筑物的受力特点、荷载特点、材料特性等因素,以确定合理的结构形式和尺寸。
二、材料力学材料力学是结构设计的基础,它研究材料在受力作用下的力学性能。
常见的材料力学包括静力学、弹性力学和塑性力学等。
在结构设计中,需要根据材料的力学性能,选择合适的材料,并进行材料强度计算,以保证结构的安全性。
三、结构分析结构分析是结构设计的核心内容,它通过数学和力学的方法,对结构的受力、变形等进行计算和分析。
结构分析可以分为静力分析和动力分析两个方面。
静力分析主要研究结构在静力平衡状态下的受力情况,而动力分析则研究结构在动力荷载下的响应。
在结构分析中,常用的方法包括力法、位移法、能量法等。
力法是最常用的一种方法,它通过受力平衡方程和材料力学等基本原理,计算结构的受力情况。
位移法则是通过结构的变形情况,计算结构的受力分布。
能量法则是利用结构的势能和应变能等概念,计算结构的受力和变形。
四、结构设计的优化结构设计的优化是指在满足使用要求的前提下,通过合理的结构形式和材料选择,使结构的成本、重量等指标达到最优。
在结构设计中,需要考虑多种因素,如结构的受力特点、荷载特点、材料特性、施工工艺等,以确定最优的结构方案。
结构设计的优化可以通过数学模型和计算机仿真等方法来实现。
在数学模型中,可以建立结构的优化目标函数,并通过数学优化算法,求解最优解。
在计算机仿真中,可以利用有限元分析等方法,对结构的受力和变形进行计算和分析。
结构设计原理——复习资料

结构设计原理——复习资料1.钢筋混凝土结构有哪些特性?答:钢筋混凝土结构能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性,具有耐久、耐火、可模性好及易于就地取材等优点。
其缺点是自重大、抗裂差、施工受气候条件影响大,修补或拆除较困难。
2.钢筋与混凝土这两种力学性能不同的材料为什么能有效地结合在一起共同工作?答:钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料之所以能有效地结合在一起而共同工作,主要有以下原因:(1)混凝土硬化后,在混凝上和钢筋之间产生了良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为接近(钢筋为1.2×10—5,混凝土为1.0×10—5~1.5×10—5),因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
(3)混凝土包围在钢筋的外围,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。
3.计算钢筋混凝土结构时,对于有明显流幅的钢筋如何取其设计强度,为什么?对没有明显流幅或屈服点的钢筋如何取其设计强度?答:计算钢筋混凝土结构时,对于有明显流幅的钢筋,取它的屈服强度作为设计强度的依据。
这是因为构件中钢筋的应力到达屈服强度后,将产生很大的塑性变形,这时钢筋混凝土构件将出现很大的变形和不可闭合的裂缝,以致不能使用。
对没有明显流幅或屈服点的钢筋,其比例极限大约相当于极限强度的65%。
在实用上取残余应变为0.2%时的应力(相当于极限强度的80%)作为假定的屈服点,即条件屈服点(又称协定屈服点),以σ0.2表示。
4.钢筋的塑性通常用哪两个指标来衡量,其定义如何,如何表示,有何意义?答:钢筋的塑性通常用伸长率和冷弯性能两个指标来衡量。
钢筋拉断后的伸长值与原长的比值,称为伸长率。
用δ10或δ5表示(δ10和δ5分别表示标距l 1=10d 和l 1=5d 时的伸长率,d 为钢筋直径)。
用公式表示为:%100112⨯-=l l l δ 伸长率越大,则塑性越好。
结构设计原理复习资料
结构设计原理复习资料混凝土强度指标:立方体抗压强度、柱体轴心抗压强度、柱体轴心抗拉强度。
结构作用分:永久、可变、偶然作用。
效应组合:永久作用标准值、可变作用频遇值。
钢混工作阶段:整体工作、带裂缝工作、破坏阶段。
全梁承载能力校核:图解法弯矩包络图承载能力图结构设计三种状况:持久、短暂状况、偶然状况。
螺旋箍筋柱:纵向钢筋和螺旋箍筋。
钢混受弯构件ε>εb时需加大截面尺寸、提高混凝土标号、采用双筋截面。
预应力作用:不开裂、推迟开裂、减小裂缝宽度。
配筋混凝土构件根据预应力度分:钢筋混凝土结构、全预应力混凝土结构、部分预应力混凝土构件。
1..极限状态:整体结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态为该功能的极限状态。
2.徐变:在长期荷载作用下,混凝土的变形将随而增加,即在不变的应力长期持续作用下,混凝土的应变随时间持续增长这种现象被叫做混凝土的徐变。
3、可靠度:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
4、换算截面:将整个截面换算为单一材料组成的混凝土截面,将这种换算后的截面称为换算截面。
5、界限破坏:当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变而开始屈服时,受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变而破坏,此时被称为界限破坏。
6消压弯矩:当构件加载至某一特定荷载,其下边缘混凝土的预压应力σpc恰好被抵消为零,此时控制截面上的弯矩为消压弯矩。
7张拉控制应力:预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面面积所求得的钢筋应力值。
8、预应力度:由预加应力大小确定的消压弯矩和外荷载产生的弯矩的比值。
9、预应力混凝土概念作用:事先人为的在混凝土或钢筋混凝土中引入内部的力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度配筋混凝土。
作用:提高了结构的抗裂性使构件在使用荷载作用下,不开裂或者推迟开裂或可以减小裂缝宽度。
10.预应力损失:预应力钢筋的预应力随张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。
混凝土结构设计原理复习资料(大纲重点)
混凝土结构设计原理复习资料(大纲重点)混凝土结构设计原理复资料第1章绪论钢筋与混凝土的共同工作原理钢筋与混凝土之间有着良好的粘结力,使它们能够结合成一个整体,在荷载作用下能够共同变形,完成其结构功能。
此外,钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,不会产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
同时,包围在钢筋外面的混凝土还能保护钢筋免遭锈蚀,从而保证了钢筋与混凝土的共同作用。
混凝土的优缺点混凝土作为建筑结构材料具有以下优点:材料利用合理、可模性好、耐久性和耐火性较好、现浇混凝土结构的整体性好、刚度大、阻尼大、易于就地取材。
但混凝土也有缺点,主要表现在自重大、抗裂性差、承载力有限、施工复杂、施工周期较长、修复、加固、补强较困难等方面。
建筑结构的功能和荷载分类建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面。
荷载按时间的变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。
结构的极限状态包括承载力极限状态和正常使用极限状态。
结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值应小于荷载设计值,而材料强度的标准值应大于材料强度的设计值。
第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能混凝土的强度混凝土的立方体抗压强度(fcu,k是用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(2±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(fcu,k是确定混凝土强度等级的依据)。
混凝土的强度还包括强度轴心抗压强度(fc和轴心抗拉强度(ft其中,强度轴心抗压强度由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得。
(f ck0.67 fcu,k轴心抗拉强度相当于fcu,k的1/8~1/17,fcu,k越大,这个比值越低。
混凝土在复合应力下的强度表现为三向受压时,可以提高轴心抗压强度和轴心受压变形能力。
结构设计原理试题库
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1. 请问什么是结构设计原理?
2. 结构设计原理在建筑设计中的作用是什么?
3. 结构设计原理的分类有哪些?
4. 哪些因素会影响结构设计原理的选择?
5. 结构设计原理与结构材料的选择有什么关系?
6. 结构设计原理中的型材布置原则是什么?
7. 结构设计原理中的受力原理有哪些?
8. 结构设计原理中的刚度原理是什么意思?
9. 结构设计原理中的稳定原理是什么?
10. 结构设计原理中的安全原理是什么?
11. 结构设计原理的选择有哪些具体步骤?
12. 结构设计原理如何进行详细设计和计算?
13. 结构设计原理中的动力响应原理是什么意思?
14. 结构设计原理和建筑空间规划的关系是什么?
15. 结构设计原理在耐久性设计中的应用有哪些?
16. 结构设计原理中的节能原理是什么?
17. 结构设计原理与地震设计有何关联?
18. 结构设计原理中的经济性原理是什么?
19. 结构设计原理与施工工艺的选择有何关系?
20. 结构设计原理中的可维护性原理是什么?。
结构设计原理知识点总复习
结构设计原理知识点总复习一、力学基础力学是结构设计的基础,了解力学的基本概念对于结构设计至关重要。
这包括静力学、动力学和弹性力学等方面的知识。
静力学是研究在静止状态下物体之间相互作用力的平衡关系,动力学是研究物体在运动状态下受到的力和加速度的关系,弹性力学是研究物体在受外力作用下发生形变和位移时所产生的内力关系。
对于结构设计来说,需要熟悉力学的基本原理和公式,并能够应用于实际的结构计算中。
二、结构稳定性结构稳定性是指结构在受到外力作用下仍能保持平衡和安全的能力。
在结构设计中,需要考虑各种稳定性问题,包括整体稳定性、局部稳定性和稳定性分析等。
整体稳定性是指结构整体的稳定性,例如房屋的整体抗倾覆能力;局部稳定性是指结构各个部件的稳定性,例如柱子或梁的抗弯矩能力;稳定性分析是指通过计算和分析结构的承载能力和位移变形来评估结构的稳定性。
在结构设计中,需要采取一系列措施来保证结构的稳定性,例如增加结构的抗倾覆能力和抗弯能力,并进行合理的稳定性分析。
三、荷载分析荷载分析是指研究结构受到的各种外荷载的作用和影响。
在结构设计中,需要考虑静力荷载和动力荷载等。
静力荷载是指结构受到的恒定荷载和可变荷载的作用,恒定荷载是指不会发生明显变化的荷载,例如自重和永久荷载;可变荷载是指会有明显变化的荷载,例如雪荷载和风荷载。
动力荷载是指结构受到的地震荷载和振动荷载的作用。
在荷载分析中,需要根据规范和实际情况来确定荷载的大小和作用方式,并进行相应的计算和分析。
四、材料力学材料力学是指研究材料在受力作用下的强度和变形性能。
在结构设计中,需要研究结构所使用的材料的强度和刚度等特性,例如钢材的屈服强度和混凝土的抗压强度。
同时,还需要了解材料的应力应变关系,根据材料的力学性能来进行结构设计和材料选择。
五、结构设计原则结构设计原则是指在进行结构设计时需要遵循的一些基本原则。
这包括力学平衡原理、能量最小原理和经济性原则等。
力学平衡原理是指结构在受到外力作用下需要保持力学平衡,力的合力为零,力的和力矩为零;能量最小原理是指结构需要在满足力学平衡的前提下,通过调整结构的形状和材料的使用来使结构的能量最小化;经济性原则是指在结构设计中需要尽量减少材料和劳动力的使用,使结构的成本最低,效益最大。
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《结构设计原理》复习资料第一篇钢筋混凝土结构第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能三、复习题(一)填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类:受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋,不仅要强度高,而且要具有良好的塑性、可焊性,同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多,其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作,其主要原因是:钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。
7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。
其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形,混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
(二)判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。
………………………………【×】2、混凝土强度愈高,应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈好。
………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快,一般在两年左右趋以稳定,三年左右徐变即告基本终止。
………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多,水灰比较大,收缩就越小。
………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高,钢筋的强度愈高,但钢筋的塑性和可焊性就愈差。
…………【√】(三)名词解释1、混凝土的立方体强度────我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm的立方体试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天,依照标准制作方法f表和试验方法测得的抗压极限强度值(以MPa计)作为混凝土的立方体抗压强度,用符号cu示。
2、混凝土的徐变────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,这种现象被称为混凝土的徐变。
3、混凝土的收缩────混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。
第二章结构按极限状态法设计计算的原则。
三、复习题(一)填空题1、结构设计的目的,就是要使所设计的结构,在规定的时间内能够在具有足够可靠性性的前提下,完成全部功能的要求。
2、结构能够满足各项功能要求而良好地工作,称为结构可靠,反之则称为失效,结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用极限状态来衡量。
3、国际上一般将结构的极限状态分为三类:承载能力极限状态、正常使用极限状态和“破坏一安全”极限状态。
4、正常使用极限状态的计算,是以弹性理论或塑性理论为基础,主要进行以下三个方面的验算:应力计算、裂缝宽度验算和变形验算。
5、公路桥涵设计中所采用的荷载有如下几类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
6、结构的安全性、适用性和耐久性通称为结构的可靠性。
7、作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因,它分为直接作用和间接作用两种。
直接作用是指施加在结构上的集中力或分布力如汽车、人群、结构自重等,间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的原因,如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。
8、结构上的作用按其随时间的变异性和出现的可能性分为三类:永久作用(恒载)、可变作用和偶然作用。
9、我国《公路桥规》根据桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况,规定了结构设计的三种状况:持久状况、短暂状况和偶然状况。
10、《公路桥规》根据混凝土立方体抗压强度标准值进行了强度等级的划分,称为混凝土强度等级并冠以符号C来表示,规定公路桥梁受力构件的混凝土强度等级有13级,即C20~C80,中间以5MPa进级。
C50以下为普通强度混凝土,C50及以上混凝土为高强度混凝土。
《公路桥规》规定受力构件的混凝土强度等级应按下列规定采用:钢筋混凝土构件不应低于C20 ,用HRB400、KL400级钢筋配筋时,不应低于C25 ;预应力混凝土构件不应低于C40 。
11、结构或结构构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值即称为作用代表值。
作用代表值包括作用标准值、准永久值和频遇值。
(二)名词解释1、结构的可靠度────结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
2、结构的极限状态────当整个结构或结构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。
第三章受弯构件正截面承载力计算二、复习题(一)填空题1、钢筋混凝土受弯构件常用的截面型式有矩形、T形和箱形等。
2、只在梁(板)的受拉区配置纵向受拉钢筋,此种构件称为单筋受弯构件;如果同时在截面受压区也配置受力钢筋,则此种构件称为双筋受弯构件。
3、梁内的钢筋有纵向受拉钢筋(主钢筋)、弯起钢筋或斜钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋等。
4、梁内的钢筋常常采用骨架形式,一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架两种形式。
5、钢筋混凝土构件破坏有两种类型:塑性破坏和脆性破坏。
6、受弯构件正截面承载力计算的截面设计是根据截面上的计算弯矩,选定材料、确定 截面尺寸 和 配筋 的计算。
7、受压钢筋的存在可以提高截面的 延性 ,并可减少长期荷载作用下的 变形 。
8、将空心板截面换算成等效的工字形截面的方法,是根据 面积 、 惯性矩 和 形心位置 不变的原则。
9、T 形截面按受压区高度的不同可分为两类: 第一类T 形截面 和 第二类T 形截面 。
10、工字形、箱形截面以及空心板截面,在正截面承载力计算中均按 T 形截面 来处理。
(二)判断题1、判断一个截面在计算时是否属于T 形截面,不是看截面本身形状,而是要看其翼缘板是否参加抗压作用。
……………………………………………………………………………【√】2、当梁截面承受异号弯矩作用时,可以采用单筋截面。
………………………………【×】3、少筋梁破坏是属于塑性破坏。
…………………………………………………………【×】4、水平纵向钢筋其作用主要是在梁侧面发生裂缝后,可以减少混凝土裂缝宽度。
…【√】5、当承受正弯矩时,分布钢筋应放置在受力钢筋的上侧。
……………………………【×】(三)名词解释1、控制截面────所谓控制截面,在等截面构件中是指计算弯矩(荷载效应)最大的截面;在变截面构件中则是指截面尺寸相对较小,而计算弯矩相对较大的截面。
2、最大配筋率max ρ────当配筋率增大到使钢筋屈服弯矩约等于梁破坏时的弯矩时,受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎几乎同时发生,这种破坏称为平衡破坏或界限破坏,相应的配筋率称为最大配筋率。
3、最小配筋率min ρ────当配筋率减少,混凝土的开裂弯矩等于拉区钢筋屈服时的弯矩时,裂缝一旦出现,应力立即达到屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率。
备注:最小配筋率min ρ是少筋梁与适筋梁的界限。
当梁的配筋率由min ρ逐渐减小,梁的工作特性也从钢筋混凝土结构逐渐向素混凝土结构过渡,所以,min ρ可按采用最小配筋率min ρ的钢筋混凝土梁在破坏时,正截面承载力u M 等于同样截面尺寸、同样材料的素混凝土梁正截面开裂弯矩标准值的原则确定。
(五)计算题1、已知一钢筋混凝土单筋矩形截面梁,截面尺寸b ×h=250mm ×500mm (h 0=455mm ),截面处弯矩组合设计值M d =115KN ·m ,采用C20混凝土(MPa ,f cd 2.9=MPa f td 06.1=)和HRB335级钢筋(MPa f sd 280=)。
Ⅰ类环境条件,安全等级为二级(0.10=γ),56.0=b ξ。
计算所需要的受拉钢筋的截面面积s A 。
解:本题为单筋矩形截面梁截面设计类型题,请按照以下三个步骤进行计算:第一步:计算截面抵抗矩系数s α242.04552502.9101150.126200=⨯⨯⨯⨯==bh f M cd ds γα 第二步:计算混凝土受压区相对高度ξ282.0242.0211211=⨯--=--=s αξ<56.0=b ξ第三步:求受拉钢筋的截面面积s A10542802.9455250282.00=⨯⨯⨯==sd cd s f f bh A ξmm 2 %927.045525010540=⨯==bh A s ρ>min ρ 其中:min ρ=max ⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫2.0,45sd td f f =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫2.0,28006.145=0.2% 于是,所需要的受拉钢筋的截面面积s A =1054mm 22、已知一钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸限定为b ×h=200mm ×400mm ,采用C20混凝土(MPa ,f cd 2.9=MPa f td 06.1=)和HRB335级钢筋(MPa f sd 280=,MPa f sd 280/=),弯矩组合设计值M d =80KN ·m 。
Ⅰ类环境条件,安全等级为一级(1.10=γ),56.0=b ξ。
试进行配筋计算。
解:本题为双筋矩形截面梁截面设计的第一种类型题,请按照以下步骤进行计算: 说明:在不允许增加梁的截面尺寸和提高混凝土强度等级的情况下,如单筋梁出现超筋,则可采用按双筋梁进行设计。
受压钢筋按一层布置,假设mm a s 35'=;受拉钢筋按二层布置,假设mm a s 65=,h 0=400-65=335mm ,弯矩计算值为m KN M M d •=⨯==88801.10γ。
第一步:验算是否需要采用双筋截面。
单筋矩形截面的最大正截面承载力为)5.01(20b b cd u bh f M ξξ-==9.2×200×3352×0.56×(1-0.5×0.56)=83.26KN ·m <88 KN ·m 故需要采用双筋截面。
第二步:首先计算单筋梁部分,让单筋梁充分发挥作用(即令b ξξ=),求受压钢筋的面积's A226'0'20'4.56)35335(280)56.05.01(56.03352002.91088)()5.01(mm a h f bh f M A s sd b b cd s=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=---=ξξ 第三步:根据平衡条件,求受拉钢筋的截面面积s A2/'12892804.5628033556.02002.9mm f A f bx f A sd s sd cd s =⨯+⨯⨯⨯=+= 于是,受拉区所需要的受拉钢筋总面积是1289mm 2。