《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》學(xué)習指導(dǎo)及習題資料

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1、 《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》學(xué)習指導(dǎo)及習題 《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》是一門必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強并與現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程等緊密相關(guān)的課程。先修課程有材料力學(xué)、工程制圖、建筑材料、結(jié)構(gòu)力學(xué)等。本課程所講述的內(nèi)容是后續(xù)《橋梁工程》等專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)，也是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計及參與工程實踐活動必不可少的知識。因此，教學(xué)過程中也是把后續(xù)的相關(guān)專業(yè)的設(shè)計規(guī)范、規(guī)程（橋梁設(shè)計規(guī)范等）的知識點傳授給學(xué)生的一個很重要的過程，并通過本課程實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生初步具有解決有關(guān)工程實際問題的綜合素質(zhì)與能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、獨立思考、勇于創(chuàng)造的科學(xué)精神。該課程在培養(yǎng)道路與橋

2、梁工程專業(yè)高級工程技術(shù)人員的過程中處于核心地位。 本課程作為相關(guān)專業(yè)的必修課程，要求學(xué)生掌握課程的基礎(chǔ)理論和基本概念及必要的實踐能力。 課程的難度主要體現(xiàn)在如下三個方面： （ 1）道路與橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念和設(shè)計原則， 包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、 圬工結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的基本概念及其相應(yīng)結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能， 以及各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本設(shè)計原則。 （ 2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能和破壞機理，包括鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)，以及預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的性能和破壞形態(tài)。 （ 3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計原理，包括構(gòu)件的基本設(shè)計方法以及構(gòu)

3、件的極限承載能力計算和正常使用極限狀態(tài)驗算。 一、學(xué)習要點 課程教學(xué)對基本概念及計算理論分別按 " 了解 " 、 " 理解 " 和 " 深刻理解 " 的三個程度給出教學(xué)要求； 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算方法和構(gòu)造則分別給出 " 了解 " 、 " 掌握 " 和 " 熟練掌握 " 這三個程度的教學(xué)要求。 1 總論 課程基本內(nèi)容為工程結(jié)構(gòu)及分類， 各種工程結(jié)構(gòu)特點及使用范圍。 要求了解各種工程結(jié)構(gòu)的特點。 2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本概念及材料的物理力學(xué)性能 課程基本內(nèi)容為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念；混凝土；鋼筋；鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)。 要求理解混凝 土的立方體抗壓強度

4、、混凝土軸心抗壓強度和混凝土抗拉強度；理解復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度； 深刻理解混凝土在單調(diào)、短期加載作用下的變形性能；理解混凝土的徐變變形和收縮變形；理解鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)概念和混凝土中設(shè)置鋼筋的目的。 要求了解鋼筋的強度與變形； 掌握普通熱軋鋼筋的級別 和品種。 要求理解鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)及其機理；了解影響粘結(jié)強度的因素。 3 極限狀態(tài)法設(shè)計計算的原則 課程基本內(nèi)容為概率極限狀態(tài)設(shè)計法的基本概念； 《公路橋規(guī)》 的計算原則； 材料設(shè)計強度的取值； 作用、作用的代表值和作用效應(yīng)組合。 要求理解結(jié)構(gòu)可靠性與可靠度；深刻理解結(jié)構(gòu)可靠度與極限狀 態(tài)。 要

5、求深刻理解設(shè)計狀況、結(jié)構(gòu)的安全等級、承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計算表達式。 1 要求理解混凝土和鋼筋的強度標準值、強度設(shè)計值。 要求理解結(jié)構(gòu)上作用分類、作用的代表值和作用 效應(yīng)組合。 4 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計算 課程基本內(nèi)容為鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算， 斜截面承載力計算。 要求了解常用的截 面形式；掌握受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造；熟練掌握混凝土保護層和鋼筋間凈距。 要求理解受彎構(gòu)件正截面 受力全過程；深刻理解受彎構(gòu)件正截面破壞形態(tài)；理解正截面承載力計算的基本假定；深刻理解受

6、壓 混凝土等效矩形應(yīng)力圖形、相對界限受壓高度和最小配筋率。 要求深刻理解雙筋截面的受壓鋼筋應(yīng)力 和 T 形截面翼緣板有效寬度。 要求熟練掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和 T 形截面受彎構(gòu)件的截面 設(shè)計和截面復(fù)核的方法。 要求了解受彎構(gòu)件斜截面的受力特點， 深刻理解斜截面破壞形態(tài)和影響因素。 要求掌握斜截面抗剪承載力計算的公式及適用條件；熟練掌握受彎構(gòu)件的腹筋設(shè)計計算方法和斜截面 抗剪承載力復(fù)核方法；掌握構(gòu)造要求。 要求了解連續(xù)梁的斜截面抗剪承載力計算方法。 5 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計算 課程基本內(nèi)容為軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算；偏心受壓構(gòu)件正截面

7、計算的基本原則；矩形截 面和圓形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算。 要求了解按箍筋的功能和配置方式不同的軸向受壓構(gòu) 件；理解普通箍筋柱的破壞形態(tài)及穩(wěn)定系數(shù)；掌握正截面承載力計算方法和構(gòu)造要求。 要求理解螺旋 箍筋柱的破壞形態(tài)；掌握承載力計算方法和構(gòu)造要求。 要求了解偏心受壓構(gòu)件的截面形式和配筋；理 解偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)；掌握大、小偏壓的界限和偏心矩增大系數(shù)；理解偏心受壓構(gòu)件的相關(guān)曲 線。 要求熟練掌握對稱布筋和非對稱布筋的矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計和截面復(fù)核的方法。 要 求掌握工字形截面偏心受壓構(gòu)件計算方法。 要求熟練掌握圓形截面偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計

8、和截面復(fù) 核方法。 6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計算 課程基本內(nèi)容為換算截面；受彎構(gòu)件的彎曲裂縫寬度計算方法；受彎構(gòu)件的剛度及變形計算；截 面應(yīng)力計算。 要求深刻理解進行計算的設(shè)計狀況和作用效應(yīng)組合；熟練掌握換算截面計算；掌握應(yīng)力 計算方法；深刻理解影響裂縫寬度的主要因素；掌握最大彎曲裂縫寬度計算方法，深刻理解抗彎剛度， 掌握撓度計算方法和預(yù)拱度計算方法和預(yù)拱度設(shè)置方法。 要求深刻理解結(jié)構(gòu)耐久性概念；理解影響耐 久性的主要因素及耐久性設(shè)計基本要求。 7 局部承壓 課程基本內(nèi)容為局部承壓的破壞形態(tài)與機理； 局部承壓區(qū)的計算。 要求

9、理解局部承壓的概念和破 壞形態(tài)；理解混凝土局部承壓提高系數(shù)；掌握局部承壓區(qū)計算方法和構(gòu)造要求。 8 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念 課程基本內(nèi)容為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)概念；先張法和后張法；材料要求。 要求深刻理解預(yù)應(yīng)力混凝 土結(jié)構(gòu)的基本原理和預(yù)加應(yīng)力的主要方法；理解預(yù)應(yīng)力混凝土的分類；了解錨具和預(yù)加應(yīng)力的其它設(shè) 2 備。 9 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件 課程基本內(nèi)容為預(yù)應(yīng)力混凝土受彎正截面承載力和斜截面承載力計算；預(yù)加力計算與預(yù)應(yīng)力損失 計算；截面應(yīng)力計算；抗裂性計算；變形計算；錨固區(qū)計算。 要求深

10、刻理解預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的三個主 要階段。 要求熟練掌握承載力計算方法；熟練掌握預(yù)加力的計算與預(yù)應(yīng)力損失的估算；熟練掌握受彎 構(gòu)件的截面應(yīng)力計算和抗裂驗算；掌握變形計算和端部錨固區(qū)計算。 要求掌握簡支梁的截面設(shè)計方法 和預(yù)應(yīng)力鋼筋布置構(gòu)造要求。 10 部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件 課程基本內(nèi)容為部分預(yù)應(yīng)力混凝土 B 類構(gòu)件的概念與構(gòu)造； B 類構(gòu)件的計算。 要求理解部分預(yù)應(yīng) 力混凝土的概念與混合配筋原則；掌握允許開裂的部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件截面應(yīng)力、裂縫寬度和 變形計算方法；了解設(shè)計方法；掌握構(gòu)造要求。 11 圬工結(jié)構(gòu) 課程基本內(nèi)容為圬工結(jié)構(gòu)概念

11、；材料種類及砌體；砌體的物理力學(xué)特性；圬工結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件承載 力計算。 要求了解圬工結(jié)構(gòu)概念與分類；理解塊材與砌體的概念；深入理解砌體的強度和變形。 要 求掌握圬工結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算原則；熟練掌握受壓構(gòu)件承載力計算方法。 二、復(fù)習題 （一）填空題 1. 鋼材含碳量越高，其強度就越 ___________，其變形能力就越 ___________ 。 2. 鋼筋混凝土梁正截面設(shè)計中， b 是為了 ___________，而 As min bh 是為了 ___________ 。 3. 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，鋼筋和混凝土共同工作的基礎(chǔ)是___________

12、和 ___________。 0.6 Ast l f y s 1.7 As t1 f yv u c o r 0.6 4. 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件計算中應(yīng)滿足 ，其中 的目的是 ___________， 1.7 的目的是 ___________。 5. 受彎構(gòu)件受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形的等效原則是 ___________和 ___________ 。 6. 根據(jù)功能要求，結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為___________極限狀態(tài)和 ___________極限狀態(tài)兩大類，在 按 __

13、_________極限狀態(tài)進行設(shè)計時，荷載效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力需采用設(shè)計值。 7. 鋼筋是塑性性能是以 ___________ 和 ___________指標來反映。 8. 鋼筋和混凝土共同工作的基礎(chǔ)是兩者具有可靠的 ___________和相近的線性系數(shù)。 9. 鋼筋混凝土中常用的 HRB400級鋼筋代號中數(shù)字 400 表示 ________________ 。 10. 有明顯屈服點鋼筋設(shè)計強度取值依據(jù)為鋼筋的_______________強度。 11. 衡量鋼筋塑性性能好壞的指標有 ______________和鋼筋的冷彎性能。

14、 3 12. 鋼筋的冷拉能提高鋼筋的 ____________強度，但鋼筋的塑性性能變差。 13. 混凝土的彈性系數(shù) 隨著混凝土應(yīng)力的增加而 ___________________ 14. 影響混凝土徐變的最主要因素是 _________________________ 15. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)包括承載力極限狀態(tài)和______________________ 兩種。 16. 結(jié)構(gòu)的目標可靠度指標與結(jié)構(gòu)的安全等級和_________________ 有關(guān)。 17．鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載力計算公式為 N≤

15、 (f cA + f y A s ) ，其中 主要與構(gòu)件的 ___________________ 有關(guān)。 18．混凝土的耐久性應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的 _________________ 和設(shè)計使用年限進行設(shè)計。 19．第一類 T 形截面受彎構(gòu)件（中和軸位于翼緣內(nèi)）計算中適用條件的判斷公式中 min 中， ρ =___________________________ 。 20．梁的斜截面抗剪承載力計算公式的建立是以 ________________ 破壞模式為依據(jù)的。 21．為保證 ____________________，彎起鋼筋彎起點離充分利用點

16、距離應(yīng)為≥ h0 / 2 。 22．要求螺旋配筋混凝土軸心受壓柱的承載力不大于同截面普通配筋柱承載力的 1.5 倍，是為了 _________________________ 23．小偏心受壓構(gòu)件的破壞特點是 __________________________ 24．混凝土立方體強度 _______ （ ＞、＜、＝）軸心抗壓強度。 25．影響裂縫寬度的主要因素是 ______________________ 26．雙筋梁中要求箍筋間距不應(yīng)大于 15d（d 為受壓筋直徑）是為了 ___________ 27．連續(xù)梁按塑性設(shè)計要求 ξ ≤

17、0.35 是為了 _________________________ （二）選擇題 1. 梁的混凝土保護層厚度是指（ ） A ．主筋外表面至梁表面的距離； B ．箍筋外表面至梁表面的距離； C ．主筋截面形心至梁表面的距離。 2. 鋼筋混凝土構(gòu)件中 HPB235 級鋼筋端頭做成彎鉤形式是為了（ ） A ．承擔混凝土因收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力； B ．增加混凝土與鋼筋的粘結(jié)； C ．施工方便 3. 設(shè)計時，我們希望梁斜截面抗剪破壞形態(tài)為（） A．斜壓破壞； B. 斜拉破壞 C. 剪壓破壞 4. 計算單跨鋼筋混凝土簡支梁的變形時 ,

18、 構(gòu)件剛度?。?） 4 A. 最小剛度 ; B. 最大剛度 ; C. 平均剛度 ; D. 各截面的計算剛度。 5．在鋼筋混凝土連續(xù)梁活荷載的不利布置中，若求支座處的最大彎矩，則活荷載的正確布置是（ ） A ．在該支座的右跨布置活荷載，然后隔跨布置； B ．在該支座的相鄰兩跨布置活荷載，然后隔跨布置； C ．在該支座的左跨布置活荷載，然后隔跨布置； D ．以上說法都不正確。 6．在描述混凝土強度的諸指標中，其基本的強度指標是（ ） A ．混凝土的軸心抗壓強度標準值； B ．混凝土的立方

19、體抗壓強度標準值； C ．混凝土的立方體抗壓設(shè)計強度。 7．彎起鋼筋彎起點與充分利用點之間的距離 h0 2 的目的是（ ） A ．滿足正截面抗彎承載力； B ．滿足斜截面抗剪承載力； C ．滿足斜截面抗彎承載力； 8．下列（ ）狀態(tài)被認為超過正常使用極限狀態(tài)。 A ．影響正常使用的變形； B ．因過度的塑性變形而不適合于繼續(xù)承載； C ．結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定； D ．連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生塑性鉸。 9．保持不變的長期荷載作用下，鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件中，混凝土徐變使（ ） A ．混凝土壓應(yīng)力減少，鋼筋的壓應(yīng)力也減少； B

20、 ．混凝土及鋼筋的壓應(yīng)力均不變； C ．混凝土壓應(yīng)力減少，鋼筋的壓應(yīng)力增大。 10．鋼筋混凝土梁（ ） A．提高配箍率可以明顯提高斜截面抗裂能力； B．提高配箍率可以防止斜壓破壞； C．配置受壓鋼筋可以提高構(gòu)件的延性； D．提高縱筋配筋率可以明顯提高梁的正截面抗裂能力。 11. 下列各項中 ______達到承載力使用極限狀態(tài) A ．軸心受壓柱因達到臨界荷載而喪失穩(wěn)定性。 B ．影響外觀的變形。 C ．令人不適的振動。 5 D ．影響耐久性能的局部損壞。 12．

21、偏心受壓構(gòu)件，當 ei 0.3h0 ，但 x b h0 時，該柱將發(fā)生 ______ 破壞。 A） 小偏心受壓 B ） 大偏心受壓 C） 軸心受壓 D） 界限受壓 13．受彎構(gòu)件設(shè)計時，當 b 時應(yīng) ______ A） 提高鋼筋級別 B ） 增加鋼筋用量 C ） 采用的雙筋梁 D ） 增加箍筋用量 14．減小構(gòu)件撓度的最有效的措施是 ______ A) 增加梁截面寬度 B）選用直徑較粗的鋼筋 C）提高混凝土的強度等級 D）增加梁的截面高度 15．當鋼筋強度充分利用時，下列正確的

22、是 ______ A）鋼筋強度等級高則鋼筋錨固長度短 B）混凝土強度等級高則鋼筋錨固長度短 C）受壓鋼筋的錨固長度比受拉鋼筋的錨固長度長 D）受剪鋼筋的錨固長度比受拉鋼筋的錨固長度長 16．下列正確的是 ______ A ．受拉縱筋越多，受彎構(gòu)件的開裂彎矩越大 B ．混凝土強度等級越高，受彎構(gòu)件的開裂彎矩越大 C ．截面相同時， ┬ 形比 ┴ 形截面的開裂彎矩大 D ．肋寬相同時， ┴ 形比□形截面的開裂彎矩小 17．計算等截面受彎構(gòu)件撓度時，應(yīng)采用 ______ A ．取同號彎矩區(qū)段內(nèi)最大剛度 B ．取同號彎矩區(qū)段內(nèi)

23、最大彎矩截面的剛度 C ．平均剛度 D ．構(gòu)件各截面的實際剛度 18．螺旋箍筋約束混凝土抗壓強度提高的原因是 ______ A ．螺旋箍筋直徑受壓 B ．螺旋箍筋使混凝土密實 C ．螺旋箍筋約束了混凝土的橫向變形 D ．螺旋箍筋是混凝土中不出現(xiàn)微裂縫 19．一兩端固定對稱配筋的鋼筋混凝土構(gòu)件，其支座距離不變（如圖） ，設(shè)混凝土未開裂，由于混凝土收縮 6 產(chǎn)生結(jié)果是 ______ A ．混凝土和鋼筋均不產(chǎn)生應(yīng)力 B ．鋼筋受拉，混凝土受壓 C ．鋼筋受壓，混凝

24、土受拉 D ．混凝土和鋼筋受拉 20．下面正確的是 ______ A ．構(gòu)件的承載力滿足了目標可靠指標的要求，也就滿足了允許失效概率的要求 B ．受彎構(gòu)件在正常使用條件下是不會出現(xiàn)裂縫的 C ．可變荷載不參與荷載長期效應(yīng)組合 D ．荷載的標準值大于其設(shè)計值 （三）簡答題 1．什么叫工程結(jié)構(gòu)？何為結(jié)構(gòu)設(shè)計原理？ 2．橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類型？其通常適宜的跨度為多少？ 3．一般將哪些結(jié)構(gòu)稱為特種結(jié)構(gòu)？ 4．鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)

25、、砌體結(jié)構(gòu)各有哪些優(yōu)缺點？ 5．組成結(jié)構(gòu)的 “基本元素 ”有哪些？ 6．何為剛域？它與剛節(jié)點有何不同？ 7．永久作用，可變作用和偶然作用各有什么特征？ 8．何為荷載代表值、荷載標準值、可變荷載準永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值？ 9．為什么把荷載標準值作為荷載基本代表值看待？ 10．結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑結(jié)構(gòu)安全等級是按什么原則劃 分的？ 11. “作用 ”和 “荷載 ”有什么區(qū)別？結(jié)構(gòu)上的作用按時間的變異、按空間的變異、以及按結(jié)構(gòu)的反應(yīng) 7

26、 各分為哪幾類？ 12．什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？或者說結(jié)構(gòu)超過極限 狀態(tài)會產(chǎn)生什么后果？ 13．什么是結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標？《統(tǒng)一標準》對可靠指標是如何定義的？ 14．什么是失效概率？可靠指標和失效概率有何定性關(guān)系？為什么說我國 “規(guī)范 ”采用的極限狀態(tài) 設(shè)計法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法？分析其主要特點。 15．什么是荷載標準值？什么是活荷載的頻遇值和準永久值？什么是荷載的組合值？對正常使用 極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標準組合和準永久組合？如何考慮荷載的標準組合和荷載的準永 久組合？對于承載

27、能力極限狀態(tài)，如何確定其荷載效應(yīng)組合？永久荷載和可變荷載的分項系數(shù)一般情 況下如何取值？ 16．各種材料強度的標準值根據(jù)什么原則確定？材料性能分項系數(shù)和強度設(shè)計值是如何確定的？ 17．繪出有明顯流幅的鋼材（鋼筋）的拉伸圖，說明各階段的特點，指出比例極限、屈服極限和 強度極限（極限強度）的含義。 18．軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強度設(shè)計值各對應(yīng)于圖中何處的應(yīng)力值？ 19．鋼材質(zhì)量等級分 A、 B、 C、D 、E 級的依據(jù)是什么？ 20．鋼材抗剪強度取抗拉強度的 58%，依據(jù)何在？ 21．高強度螺栓的預(yù)拉力起什么作用？預(yù)拉力的大小與承載能力有什

28、么關(guān)系？高強度螺栓與普通 螺栓計算有什么不同？摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓有何區(qū)別？ 22．在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用最大應(yīng)力、最小應(yīng)力、平均應(yīng)力、還是用應(yīng)力幅？ 為什么不采用材料力學(xué)中的 “疲勞極限 ”這一概念？ 23．鋼筋進行冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪幾種？每種加工方法對強度有何影響？ 24．何謂冷拉時效？ 25．混凝土立方體抗壓強度能不能代表實際構(gòu)件中混凝土的強度？既然用立方體抗壓強度作為混 凝土的強度等級，為什么還要有軸心抗壓強度？ 26．混凝土的基本強度指標有哪些？各用什么符號表示，它們之間有什么關(guān)系？

29、27．混凝土應(yīng)力等于 fc 時的應(yīng)變 ε0和極限壓應(yīng)變 ε cu有什么區(qū)別？它們各在什么受力情況下考慮， 其應(yīng)變值大致為多少？ 28．為什么混凝土棱柱體試件在短期軸壓作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線中有一個 “下降段 ”。為什么會出 現(xiàn)應(yīng)變不斷增加，而應(yīng)力不斷降低的現(xiàn)象？ 29．什么叫約束混凝土？處于三向受壓的混凝土，其變形特點如何？ 30．混凝土的受壓變形模量有幾種表達方式？我國現(xiàn)行規(guī)范是怎樣確定混凝土的受壓彈性模量 的？ 8 31．混凝土在重復(fù)荷載作用下，其應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特征，在實用上有何意義？

30、 32．混凝土的收縮和徐變有什么不同？是由什么原因引起的？變形特點是什么？ 33．混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有什么影響？減少收縮和徐變的措施有哪些？ 34．為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作？它們之間的粘結(jié)力是由哪幾部分組成的？提高鋼筋和混 凝土之間的粘結(jié)力可采取哪些措施？ 35．粘結(jié)力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何？鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，粘結(jié)力圖形 的長度是否也隨之無限增大？為什么？ 36．為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施？ 37.什么叫配筋率？適筋梁，超筋梁和少筋梁的破壞特征有什么不同？ 38．適筋梁從開始加

31、載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開，中 和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何？每個階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計的依據(jù)？ 39．矩形截面應(yīng)力圖中的高度 x 的含義是什么？它是否是截面實際的受壓區(qū)高度？ 40．什么叫 “界限 ”破壞？ “界限 ”破壞時 ε cu及 εs各等于多少？何謂相對界限受壓區(qū)高度 ξb？它在 受彎承載力計算中起什么作用？ 41．適筋梁的適用條件是什么？其限制目的何在？ 42．在適筋梁承載力計算公式， αs、 γs的物理意義是什么？它與什么因素有關(guān)？ 43．當鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力不足時，可采取哪幾種措

32、施來提高截面的抗彎承載力， 其中哪個措施最為有效？ 44．梁、板中應(yīng)配置哪幾種鋼筋，各種鋼筋起何作用？在構(gòu)造上有什么要求？ 45．混凝土保護層起什么作用？梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的根數(shù)、直徑及間距有何規(guī)定，與梁寬 b 之間 的關(guān)系如何？ 46．什么情況下可采用雙筋截面？受壓鋼筋起什么作用，為什么說在一般情況下采用受壓鋼筋是 不經(jīng)濟的？ 47．雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當受壓區(qū)混凝土壓碎時，受壓鋼筋的抗壓強度設(shè)計值如何確定？ 48．雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件 x≥ 2a時′，應(yīng)按什么公式計算正截面受彎承載力？并解 釋理由。 49．T 形梁受

33、彎承載力計算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式有何異同？ 50．鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會出現(xiàn)斜裂縫？ 51．無腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂縫破壞的主要形態(tài)有哪幾種？它們的破壞特征是怎樣的？滿足什 么條件才能避免這些破壞發(fā)生？ 52．影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些？剪跨比的定義是什么？ 53．配箍率 ρ sv的表達式是怎樣的？它與斜截面受剪承載力有何關(guān)系？ 9 54．斜截面受剪承載力計算時，為什么要對梁的最小截面尺寸加以限制？所有梁都一樣嗎？ 55．均勻分布荷載作用下

34、的鋼筋混凝土簡支梁，沿梁長配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角 度來考慮，是否合理？如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來考慮，則又怎樣？如果按計算不需要 配置箍筋和彎起鋼筋，此時梁中是否還要配置腹筋？ 56．在一般情況下，限制箍筋及彎起鋼筋的最大間距的目的是什么？滿足最大間距時，是不是必 須滿足最小配箍率 ρsvmin的規(guī)定？如果有矛盾，該怎樣處理？ 57．設(shè)計板時為何一般不進行斜截面承載力計算，不配置箍筋？ 58．何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系？ 59．為什么會發(fā)生斜截面受彎破壞？應(yīng)采取哪些措施來保證不發(fā)生這些破壞？ 60．縱向受

35、拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截斷，如必需截斷時，應(yīng)從理論切斷點外延伸一段長度，試 解釋其理由。 61.在實際工程中，哪些構(gòu)件可按軸心受壓構(gòu)件或軸心受拉構(gòu)件計算？哪些應(yīng)按偏心受力構(gòu)件進行 計算？ 62.混凝土的抗壓性能較好，為什么在軸心受壓柱中還要配置一定數(shù)量的鋼筋？ 63.軸心受壓普通箍筋短柱和長柱的破壞形態(tài)有何不同？構(gòu)件的長細比對其破壞形態(tài)有何影響？軸心受壓長柱的穩(wěn)定系數(shù) φ如何確定？ 64.軸心受壓普通箍筋柱與螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計算有何不同？ 65．如何計算軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件的長細比？受壓構(gòu)件的計算長度如何確定？為何不直 接采用其

36、實際長度？ 67．受壓柱采用高強度鋼筋是否合適？為什么？ 68．按螺旋配箍柱計算時，規(guī)范規(guī)定了哪些限制條件？為什么？ 69．偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)有哪些？根據(jù)其破壞特點偏心受壓構(gòu)件如何分類？大小偏受壓構(gòu)件 的根本區(qū)別是什么？ 70 偏心受壓長柱正截面受壓破壞與短柱的破壞有何不同？什么是偏心受壓長柱的二階彎矩？ 71 偏心距增大系數(shù) η的含義是什么，其計算公式如何建立？與軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) φ有何不 同？ 78．試分析偏心受壓截面承載力 Mu― Nu 關(guān)系曲線，對于大小偏心受壓構(gòu)件，隨著截面所受彎矩 的增加，其抗壓承載力分別發(fā)生怎樣的變化

37、？ 79．如何進行偏心受壓構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計算？與受彎構(gòu)件抗剪承載力計算有何異同？ 80.綜合鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，哪些構(gòu)件的計算公式須滿足適用條件 2a′≤ x≤？ xb 81．何謂預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)？為什么要對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力？ 82．為什么普通鋼筋混凝土中不能有效地利用高強度鋼材和高等級混凝土？而在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中卻 10 必須采用高強度鋼材和高等級混凝土？ 83．試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的區(qū)別，它們各有何優(yōu)缺點？ 84．在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，張拉鋼筋的方法有哪幾種？先張法和后張法的

38、主要區(qū)別是什么？它 們各有什么特點，其適用范圍如何？ 85．對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力是否會提高構(gòu)件的承載力？ 86．何謂張拉控制應(yīng)力？為什么要對鋼筋的張拉應(yīng)力進行控制？為什么先張法的 σ con比后張法的 σ con高？為什么鋼絲的 σ con值比熱扎鋼筋低一些？87．何謂預(yù)應(yīng)力損失？有哪些因素引起預(yù)應(yīng)力損失？ 88．先張法和后張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失有何不同？ 89．如何減小預(yù)應(yīng)力損失？ 90．為什么要分第一批預(yù)應(yīng)力損失和第二批預(yù)應(yīng)力損失？如何組合？ 91．什么叫有效預(yù)應(yīng)力值？先張法和后張法構(gòu)件的有效預(yù)應(yīng)力值是否相同？為什么？ 92．如有一先張法和后

39、張法軸心受拉構(gòu)件， 采用相同的控制應(yīng)力 σ con，并假定預(yù)應(yīng)力損失 σ1相同， 問當加載至混凝土預(yù)壓應(yīng)力 σpc=0時，兩種構(gòu)件中鋼筋應(yīng)力 σp是否相同？哪個大？ 93．預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件承載力計算時，截面上混凝土與鋼筋的應(yīng)力情況如何？受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋是 否到設(shè)計強度？ 94．在求施加預(yù)應(yīng)力階段及使用階段反拱值時，式中 Np 如何取值？ 95．試總結(jié)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件設(shè)計計算步驟？如果計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)承載力，抗裂度不能滿足要求時， 分別采取什么措施比較有效？ 96．為什么要對構(gòu)件端部局部加強？有些什么加強措施？ 97．后張法構(gòu)件中為什么要同時預(yù)留灌漿孔和出

40、氣孔？ 98．何謂全預(yù)應(yīng)力混凝土？何謂部分預(yù)應(yīng)力混凝土？何謂無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土？ 100．為什么在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋？ 101．何謂預(yù)應(yīng)力度？預(yù)應(yīng)力度的合理取值范圍如何？ 102．布置預(yù)應(yīng)力鋼筋時應(yīng)注意哪些原則？ 103. 已知： fs 、 Es 、 cu 、 x 0.8x0 ，請根據(jù)平截面假定推導(dǎo)出界限相對受壓區(qū)高度 b 的計算 公式。 104. 鋼筋混凝土連續(xù)梁按塑性理論設(shè)計時， 如何保證塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力？塑性鉸與理想鉸的區(qū)別 是什么？ 105. 請說明鋼筋混凝土受彎構(gòu)件最大裂縫寬度計算公式 max2.1

41、 sk (1.9C 0.08 deq ) 中各 Es te 11 符號含義，控制裂縫寬度最有效措施是什么？ 106. 請解釋可變荷載準永久值的含義。 107. 我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 （ GB50010— 2002）中，鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度是根據(jù)什么確定的？ 108. 試說明在抗剪能力計算時，下列條件的作用是什么？ （ 1） V 0.25bh0 fc （ 2）sv0.02 f c f yv 109. 為什么 T 形截

42、面受彎構(gòu)件翼緣的寬度應(yīng)在計算中有所限制？ 110. 設(shè)計雙筋梁時，若不滿足下列條件，會出現(xiàn)什么問題？ （1） b ; (2) x 2as 111. 受彎構(gòu)件計算時，受壓區(qū)應(yīng)力圖形用矩形代替曲線的原則是什么 ? 112. 塑性鉸的特點有哪些 ? 113. 試解釋受彎構(gòu)件最大裂縫寬度計算公式Wmax 2.1 sk (1.9c 0.08 deq ) 中 和 sk 的意 Es te 義？ （四）計算題 1．預(yù)制鋼筋混凝土簡支 T 形截面梁，梁高 1.3m ，梁間距為 1.6m

43、，計算跨度為 15.6m；采用 25 號混凝土， Ⅱ級鋼筋。 翼緣板厚度為 100mm ，腹板厚度 200mm ，無承托；跨中截面計算彎矩 M=2050kN-m ， 采用焊接鋼筋骨架。 試求所需受拉鋼筋數(shù)量。 （已知： fcd=11.5MPa ，fs=280MPa ， b=0.56 ， min=0.1% ） 2．某矩形截面偏心受壓構(gòu)件，截面尺寸為 30 40cm，計算長度為 300cm，采用 20 號混凝土和Ⅱ 級鋼筋，承受計算縱向力 N=180kN ，計算彎矩 M=162kN.m ，受壓區(qū)已配置三根直徑 20mm 的鋼筋， A’s=9.41cm 2， as’=4c

44、m。求所需受拉鋼筋數(shù)量。 3．某后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼束的線形為圓曲線（曲率半徑為 R），錨固時在張 拉端產(chǎn)生的鋼束回縮為 l，試導(dǎo)出反向摩擦影響長度的計算方程和公式。 4．已知單筋矩形截面梁的截面尺寸 b=20cm ， h=50cm，采用 20 號混凝土，Ⅰ級鋼筋，承受計算 彎矩 M=115kN-m ，求：受拉鋼筋面積（取 as=4cm ）。 5．已知雙筋矩形截面尺寸 b=40cm ，h=95cm，采用 20 號混凝土，Ⅰ級鋼筋， a=7.3cm，a’=4.1cm ， 受壓鋼筋為 4Φ 22（ A’ ），受

45、拉鋼筋 12Φ 28（A s=73.9cm2 ） .求：截面所能承擔的最大彎矩。 s=15.2cm2 6. 已知翼緣位于受壓區(qū)的 T 形截面梁尺寸 b’f=40cm ，b=20cm， h=50cm，采用 20 號混凝土，Ⅰ級鋼筋，承受計算彎矩 M=100kN-m ，求：受拉鋼筋面積（取 as=4cm ）。 12 7. 已知：一兩端固定鋼筋混凝土梁，采用對稱配筋，梁跨中與支座處抵抗彎矩設(shè)計值均為 M 。 求：（1）按彈性理論設(shè)計時可承受的線荷載設(shè)計值 q 。 （2）按塑性理論設(shè)計時可承受的線荷載設(shè)計

46、值 q 。 8. 已知 T 形梁截面尺寸見下圖，混凝土采用 C 30( fc 13.8 N mm2 、 ft 1.39 N mm2 ) ，受力縱筋采用 HRB400 級 ( f sd 330 N mm2 ) ，梁所承擔的彎矩設(shè)計值 M 650KN m，試求所需受拉鋼筋 截面面積 As 。（注：受拉鋼筋采用雙排， as 60mm, b 0.53 ） 9. 某矩形截面簡支梁，混凝土強度等級 C 25(

47、fc 11.5 N mm2 、 ft 1.23 N mm2 ) ，截面尺寸見 下圖，縱向鋼筋 HRB400 （ f sd 330 N mm2 ），箍筋采用 HPB235 鋼筋（ fsd 195 N mm2 ），試 求該梁所承受的線荷載設(shè)計值（包括自重） 。（注：縱向鋼筋采用單排， as 35mm, b 0.53 ，應(yīng)考慮 受彎和受剪承載力） 13

48、 10. 已知矩形截面梁 bh=250 500mm， as =35mm，由荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩 M=200kNm?；炷翉? 度等級 C30，鋼筋選用 HRB400級，求受拉鋼筋面積 As 。（ C30 混凝土： 1 1.0, fc 13.8N / mm2 , HRB 400 : f sd 330N / mm2 , b 0.53, min 0.2% ) 11. 如圖所示承受均布荷載的梁， 截面 bh=200 500mm；在距邊支座 1m范圍內(nèi)配有雙肢 6 箍筋 （每

49、肢截面積 50.3 mm2 ） ,s=150mm；梁的中段配雙肢 6 箍筋， s=200mm；混凝土 C25 （ f cd 11.5N / mm2 , f t 1.23N / mm2 ）；鋼筋 HPB235級（ f y 195N / mm2 ）。試按抗剪承 載力確定梁上均布荷載 p 的設(shè)計值（包括自重）。 12. 某混凝土柱截面尺寸 b h=400600mm， as as 40mm ，計算長度 l 0 3m 。在荷載設(shè)計 值

50、作用下縱向壓力 N=1000kN,長邊方向作用彎矩 M=600kNm，混凝土用 C30，鋼筋用 HRB335，求：該柱 滿 足 正 截 面 承 載 力 所 需 的 鋼 筋 截 面 面 積 As 及 As 值 。 （ f sd f sd 280N / mm2 ， 1 1.0, f c 13.8N / mm2 , b 0.56, min 0.002 ） 14 13. 一兩跨連續(xù)次梁如圖所示。 混凝土采用 C25（ 1 1.0, fc

51、 11.5N / mm2 ），縱向鋼筋為 HRB335 級（ f y 280 N / mm2 ），2 20的面積 As 628mm2 。該梁有足夠的抗剪承載力， 且構(gòu)造滿足要求。 問：（ 1）在圖示荷載作用下塑性鉸的出現(xiàn)順序；（ 2）求連續(xù)梁的極限承載力 Pu ，并問此時的中間支 座彎矩調(diào)幅值是否滿足要求。（ 6 分） 彈性彎矩系數(shù) 三 部分練習題答案 （一）填空題 1.

52、 高 ， 差 。 2. 避免超筋破壞，避免少筋破壞。 3. 存在粘結(jié)作用相近的線膨脹系數(shù)。 4. 保證受扭箍筋在極限狀態(tài)時屈服，保證受扭縱筋在極限狀態(tài)時屈服。 5. 壓應(yīng)力的合力不變壓應(yīng)力合力作用點不變。 6. 正常使用 承載能力 承載能力 7. 伸長率 冷彎試驗 8. 粘結(jié)力 9. 鋼筋強度的標準值為 400 N / mm2 10. 屈服 11. 伸長率 12. 抗拉 15 13. 減小 14. 混凝土的應(yīng)力水平 15. 正常使用極限

53、狀態(tài) 16. 破壞形式 17. 長細比 18. 使用環(huán)境 19. ρ = As / bh 20. 剪壓 21. 斜截面抗彎承載力 22. 防止正常使用階段的混凝土保護層脫落 23. 混凝土壓壞， As 屈服 _ As 無論受壓還是受拉均不屈服 24. 大于 25. 裂縫間距 26. 防止受壓筋屈服 27. 保證塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力 （二）選擇題 1. （A） 2. （B） 3. （C） 4. (A)5. （ B） 6. （ B）7. （ C）8. （ A）9. （ C）10.

54、 （ C） 11. A 12. B 13. C 14. D 15. B 16. B 17. B 18. C 19. C 20. A （四）計算題 7. 解：由于梁上下對稱配筋，所以在任一截面處的抵抗彎矩均等于 M 。 （ 1）控制截面為支座邊緣 由 M 1 ql 2 得： q 12M 12 l 2 （ 2）當支座邊緣截面彎矩達到抵抗彎矩 M 時，支座兩端同時出現(xiàn)塑性鉸。原兩端固支體系可視 為兩端筒支，為靜定體系，在外荷載作用下，直至跨中截面的彎矩達到抵抗矩 M 時，將在跨中又出現(xiàn)

55、 塑性鉸，整個結(jié)構(gòu)變?yōu)橐淮慰勺凅w系，達到了極限狀態(tài)。從彈性極限狀態(tài)到塑性極限狀態(tài)，外荷載的 增量可由簡支梁求得 1 ql 2 1 ql 2 M 1 ql 2 8 24 12 可得： q 1 q 3 16 按塑性理論設(shè)計時可承受的線荷載設(shè)計值 q 為 1 1 12M 。 3 l 2 8. 解：（ 1）判別 T 形面類型

56、 截面有效高度 h0 650 60 590mm 1 f cbf, hf, (h0 0.5h,f ) 1.0 14.3 600 120 (590 0.5 120) 545.69KN m M 650KN m 故為第二類 T 形截面梁。 （ 2）采用分解法計算配筋 M1 1 f c (b,f b)hf, (h0 0.5h,f ) 1.0 14.

57、3 (600 250) 120 (590 0.5 120) 318.32KN m M 2 M M 1 650 318.32 331.68 KN m As1 1 f c (bf, b)h,f 1.0 14.3 (600 250) 120 2 f y 360 1668.3mm s2 M 2 331.68 106 0.267 1 f cbh02

58、 1.0 14.3 250 5902 查得： s2 0.842 ， 0.317 b （不超筋） A M 2 331.68 106 1854.6mm2 s2 s2 fyh0 0.842 360 590 AsAs1 As2 3522.9mm2 選用 6 25+2 20 9. 解：（ 1）從抗彎角度考慮 截面有

59、效高度 h0 550 35 515mm As f y 4 491 360 b 0.520 （不超筋） 1 fcbh0 1.0 11.9 250 0.461 515 s 1 0.5 1 0.5 0.461 0.769 M u As f y sh0 4 491 360 0.769 515 280.01KN m qu ,1 8M u 8 280.01 76.82 KN m l 02 5.42

60、 17 （ 2）從抗剪角度考慮 a. 支座邊緣截面 l n 5400 240 5160 mm 截面的抗剪能力 （由于彎起鋼筋彎點距離邊緣 150mm Smax 250mm ，因此 考慮彎起鋼筋在支座邊緣處的抗剪能力） Vu ,1 0.7 f t bh0 1.25 f yv nAsv1 h0 0.8 f yb Asb sin s 0.7 1.27 250 515 2 50.3 1.25 210 515 0.8 36

61、0 491 sin 45 250 268.83 KN 2Vu,1 2 268.83 qu,2 104.2 KN m l n 5.16 b. 彎起鋼筋彎起點 V 0.7 f bh 1.25 f yv nAsv1 h u,2 t 0 s 0 0.7 1.27 250 515 1.25 2 50.3 210 515 250 168.

62、86 KN 2Vu ,2 qu,3 87.49 KN m 5.16 2 0.65 qmax min qu ,1, qu,2 ,qu,3 76.82KN m 11. 解： 支座處的剪力 V1 0.5 p1l 0.5 p1 3600 1800 p1 支座處的抗剪承載力 Vcs1 0.7 f t bh0 1.25 f yv Asv h0 s 0.7 1.27 200 465 1.25 210 50.3 2 164540 N

63、 150 465 按支座處的抗剪承載力計算均布荷載 V1 Vcs1 p1 Vcs1 164540 91.4kN / m(5分） 1800 1800 距支座 1m處的剪力 V 2 0.5p2 l p2 100 800 p 18 支座處的抗剪承載力 Vcs2 0.7 f t bh0 1.25 f yv Asv

64、 h0 s 0.7 1.27 200 465 1.25 210 50.3 2 465 144074 N 200 按支座處的抗剪承載力計算均布荷載 V2 Vcs2 p2 Vcs2 144074 800 180.1kN / m(5分） 800 p取 min p1 , p2 91

65、.4kN / m( 2分） 12. 解： l 0 / h 3000 / 600 5 5, 1.0(1分 ) e0 M 600 0.6m; ea h 600 20mm ; ei e0 ea 620mm N 1000 30 30 ei 620mm 0.3h 0 0.3 560 168mm ,可按大偏壓計算（ 2分） e ei h 620 300 40 880mm as 2

66、 令 b M 2 1 f cbh 02 b (1 0.5 b ) 1 14.3 400 5602 0.55 (1 0.5 0.55) 715.27 106 N mm A s2 1f cbh 0 b 1 14.3 400 560 0.55 5873mm 2 分 ) f y 300 (3 M 1 A s A s A s3 A s  Ne M 2 164.73kN m M 1 164.73 106 1056mm2 A s1 (2分) f y ( h0 as ) 300 520 A smin 0.002bh 0.002 400 600 480mm 2 N 1000 103 2 f y 300 3333mm A s1 A