结构设计原理课后题答案8—21

8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？

答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。

8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？

答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh0计算,他们的值都不应小于45f td/f sd，同时不小于0.2.

9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？

答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。

9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？

答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。

9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？

答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。

9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？

答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝

12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？

答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，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的配筋混凝土。

对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。

基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。

12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？

预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件

12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。

12-5什么是后张法？答：后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。

13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？

答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象

张拉控制应力：指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积所求得的钢筋应力值。影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的

延性；过低降低构建的承载能力。

13.4《公路桥规》中考虑的预应力损失主要有哪些？引起各项预应力损失的主要原因是什么？如何减少各项预应力损失？

答：（1）预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失，主要由管道的弯曲和管道位置偏差引起的。措施：1>采用两端张拉，以减小θ值及管道长度x值，2>采用超张拉法：（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失，主要由锚具受到的巨大压力引起的。措施：1>采用超张拉 2>注意选用∑△L值小的锚具对于短小构件尤为重要；（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失，主要由温度变化引起的。采用二次升温的养护方法减少预应力损失；（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失，主要由预压应力产生压缩变形引起的。采用超张拉法减少预应力损失；（5）钢筋松弛引起的应力损失，主要由徐变变形引起的。采用超张拉法减少预应力损失；(6)混凝土收缩和徐变引起的应力损失，主要由混凝土收缩和徐变引起的。采用超张拉法减少预应力损失。

13.12什么是截面抗弯效率指标？何谓束界？

答：对全预应力混凝土结构，在保证截面上、下边缘混凝土不出现拉应力的条件下，混凝土压应力的合力作用点只能限制在截面上、下核心点之间，内力偶臂的可能变化范围是上核心距与下核心距之和。因此可用参数λ=（K s+K x）/h （h为梁的截面高度）来表示截面的抗弯效率，通常称为截面抗弯效率指标。束界：把由E1和E2两条曲线所围成的限制了钢丝束的布置范围

16.1什么是圬工结构？什么是砌体？常用砌体有哪几类？

答：以砖、石材作为建筑材料，通过其与砂浆或小石子混凝土砌筑而成的砌体所建成的结构成为砖石结构。用砂浆砌筑混凝土预制块，整体浇筑的混凝土或片石混凝土等构成的结构，成为混凝土结构。通常把以上两种结构统称为圬工结构。砌体是用砂浆讲具有一定规格的块材按照要求的砌筑规则砌筑而成，并满足构件既定尺寸和形状要求的受力整体。常用砌体可分为：片石砌体，块石砌体，粗料石砌体，半细料砌体，细料石砌体，混凝土预制块砌体。

16.2为什么砌体的抗压强度低于所使用的块材的抗压强度？

答：这主要是因为砌体即使承受轴向均匀压力，砌体中的块材实际上不是均匀受压，而是出于复杂应力状态。

16.3为什么砌体中的块材实际处于复杂应力状态？

答：1、砂浆层的非均匀性及块材表面的不平整。2、块材和砂浆横向变形差异3、弹性地基梁的作用4.竖向灰缝上的应力集中。

16.4试述砌体的受拉受弯及受剪破坏的破坏形式？

答：1.轴向受拉：一是砌体沿砌体齿缝截面发生破坏，破坏面呈齿状，取决于砌缝于块材间粘结强度。二是砌体沿竖向砌缝和块材破坏。强度取决于块材抗拉强度 2.弯曲抗拉：可能沿通缝截面发生破坏，强度取决于粘结强度，也可能沿齿缝截面破坏，取决于砌体中砌块砂浆间切向粘结强度。3抗剪：通缝截面受剪破坏。

18.1什么是钢结构？

答：钢结构是由型钢和钢板并采用焊接或螺栓连接方法制作成基本构件，按照设计构造要求连接组成的承重结构。

20.1钢结构的焊缝有哪两种形式？

答：焊缝按构造分为对接焊缝和角焊缝两种形式。

20.2什么叫做角焊缝的有效厚度与有效截面？取用角焊缝有效厚度he与直角焊缝较小角尺寸hf之间的关系是什么？

答：有效截面：横截面上焊缝表面曲线最低点处的切线与母材交线的三角形截面

角焊缝有效计算厚度：角焊缝根部到切线的垂直距离。关系：he=0.7hf

20.3受剪普通螺栓连接的传力机理是什么？

答：当外力不大时，由被连接构件之间的摩擦力来传递外力；当外力继续增大超过静摩擦力后，螺杆开始接触孔壁而受剪，孔壁则受压。当连接处于弹性阶段时，两端的螺栓比中间的螺栓受力大；当外力再继续增大时，使连接的受力达到塑性阶段，各螺栓承担的荷载逐渐接近，最后趋于相等，直到破坏。

第四章补充

6.钢筋混凝土抗剪承载力复核时，如何选择复核截面？（1）距支座中心为h/2（梁高一半）处的斜截面（2）受拉区弯起钢筋弯起处的截面，以及锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面（3）箍筋数量或间距有改变处的截面（4）梁的肋板宽度改变处的截面

8.钢筋混凝土连续梁斜截面破坏有哪些特点？当荷载增加到一定程度时，将首先在正、负弯矩较大的区段内出现垂直裂缝。随着荷载的增大，在反弯点两侧将分别出现一条弯剪斜裂缝，并可能最终发生剪切破坏的临界斜裂缝。当斜裂缝和纵向钢筋相交后，因压力差过大，故沿纵向钢筋水平位置的混凝土表面上出现粘结裂缝，在接近破坏时，这些粘结裂缝相互贯通而形成较长的撕裂裂缝

21-2轴心受压构件应进行的计算：轴心受压构件的承载能力，受压构件的局部稳定，刚度验算

21-4局部稳定：钢压杆，通常系由若干较薄的钢板和型钢组成，在轴心压力作用下，有可能在压杆丧失总体稳定以前，压杆中某一薄而宽的板件在压力达到一定值时，不能再继续保持平面状态的平衡而发生局部翘曲，构件的部分板件发生翘曲的这种现象，叫做压杆丧失局部稳定

保证稳定方法：通常采用限制基板件宽厚比的办法来实现，由局稳，宜选厚而窄的，减小宽厚比。