結(jié)構(gòu)設計原理期末復習

1、1.試述鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋的種類、作用答：（1）縱向受力鋼筋：承受拉力或壓力。（2）箍筋：箍筋除了幫助混凝土抗剪外，在構(gòu)造上起著固定縱向鋼筋位置的作用，并與縱向鋼筋、架立鋼筋等組成鋼筋骨架。（3）彎起鋼筋：抗剪。（4）架立鋼筋：架立箍筋、固定箍筋的位置，形成鋼筋骨架。（5）水平縱向鋼筋：主要是在梁側(cè)面發(fā)生裂縫后，減小混凝土裂縫寬度。（其中縱向鋼筋、箍筋、架立鋼筋、水平縱向鋼筋具有抗扭作用。）2.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)有哪些？有何特征？答：（1）適筋梁破壞的特點是當荷載增加到一定程度后，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓混凝土被壓碎，屬塑性破壞。（2）少筋梁破壞的特點是裂縫一旦出現(xiàn)，即很快形

2、成臨界斜裂縫，并迅速延伸至梁頂使混凝土裂通，梁被拉斷而破壞，屬脆性破壞。（3）超筋梁破話的特點是隨著荷載的增加，受壓混凝土首先被壓碎，受拉鋼筋未屈服，屬脆性破壞。3.鋼筋混凝土適筋梁正截面受力全過程可劃分為幾個階段？每個階段受力主要特點是什么？答：鋼筋混凝土適筋梁正截面受力全過程可劃分為三個階段：（1） 第階段：整體工作階段：梁混凝土全截面工作，混凝土的壓應力都基本程三角形分布?？v向鋼筋承受拉應力?；炷撂幱趶椥怨ぷ麟A段，即應力與應變成正比。第階段末：混凝土的壓應力基本上仍是三角形分布。受拉邊緣混凝土的拉應變臨近抗拉極限應變，拉應力達到混凝土抗拉強度，表示裂縫即將出現(xiàn)。（2） 第階段：荷載作用

3、彎矩達到開裂彎矩后，在梁混凝土抗壓強度最弱界面上出現(xiàn)了第一批裂縫。這時，在有裂縫的截面上，拉區(qū)混凝土推出工作，把它原承擔的拉力轉(zhuǎn)給了鋼筋，發(fā)生了明顯的應力重分布。鋼筋的拉應力隨荷載的增加而增加；混凝土的壓應力不再是三角形分布，而形成微曲的曲線形，中性軸位置向上升高。 第階段末：鋼筋拉應變達到屈服時的應變值，鋼筋屈服。（3） 第階段：鋼筋的拉應變增加很快，但鋼筋的拉應力一般維持在屈服強度不變（對具有明顯流幅的鋼筋）。這時，裂縫急劇開展，中性軸繼續(xù)上升，混凝土受壓區(qū)不斷縮小，壓應力也不斷增大，壓應力圖成為明顯的豐滿曲線形。第階段末：壓區(qū)混凝土的抗剪強度耗盡，在臨界裂縫兩側(cè)的一定區(qū)段內(nèi)，壓區(qū)混凝土出

4、現(xiàn)縱向水平裂縫，隨即混凝土被壓碎，梁截面破壞。4.混凝土受彎構(gòu)件斜截面的破壞形態(tài)有哪些？有何特征？答：（1）剪壓破壞的特點是：當荷載增加到一定程度后，構(gòu)件上先出現(xiàn)的垂直裂縫和細微的傾斜裂縫，發(fā)展形成一根主要的斜裂縫，稱為“臨界斜裂縫”，屬塑性破壞。（2）斜拉破壞的特點是：斜裂縫一出現(xiàn)，即很快形成臨界斜裂縫，并迅速延伸到集中荷載作用點處，使混凝土裂通，梁斜向被拉斷而破壞，屬脆性破壞。（3）斜壓破壞的特點是：隨著荷載的增加，梁腹被一系列平行的斜裂縫分割成許多傾斜的受壓柱體，這些柱體最后在彎矩和剪力的復合作用下被壓碎，屬脆性破壞。5.簡述鋼筋混凝土簡支梁箍筋設計的步驟，寫出主要計算公式。答：（1）該

5、公式的上限值：如果表明截面尺寸滿足要求，否則加大截面尺寸或者提高混凝土標號。（2）核算公式的下限值確定配箍形式：如果則此梁段范圍內(nèi)可僅根據(jù)構(gòu)造要求設置箍筋需滿足，否則計算配箍。（3）確定計算剪力值并分配，根據(jù)支點截面力、跨中截面彎矩計算距支座中心h/2處截面剪力為計算剪力?；炷梁凸拷罟餐袚募袅?，彎起鋼筋承擔的剪力。（4）箍筋設計：由求解并滿足。（附）彎起鋼筋設計：。6.預應力混凝土的設計計算步驟？答：（1）根據(jù)設計要求，選定構(gòu)件截面形式和相應尺寸。（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的效應組合，計算控制截面最大設計V與M。（3）根據(jù)正截面抗彎要求和已初定的砼截面尺寸，估算預應力鋼筋數(shù)量，并進行合理的布

6、置。（4）計算主梁截面幾何特性。（5）進行正截面和斜截面承載力計算。（6）確定預應力鋼筋的張拉控制力，估算各項預應力損失并計算各階段相應有效預應力。（7）按短暫狀況和持久狀況進行抗裂驗算。（8）進行正截面和斜截面抗裂驗算。（9）主梁的變形計算。（10）錨固局部承壓計算與錨固區(qū)設計。7、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪計算公式上、下限驗算的實質(zhì)是什么？答：(1)規(guī)定斜截面抗剪強度的上限值的實質(zhì)是通過控制受彎構(gòu)件最小的截面尺寸防止梁發(fā)生斜壓破壞。如果表明截面尺寸滿足要求，否則加大截面尺寸或者提高混凝土標號。 (2)規(guī)定斜截面抗剪強度的下限值的實質(zhì)是通過控制最小的配箍率或最大的箍筋間距，限制斜拉破壞的發(fā)

7、生。如果則此梁段范圍內(nèi)可僅根據(jù)構(gòu)造要求設置箍筋需滿足，否則計算配箍。8、試述鋼筋混凝土圓形截面偏心受呀構(gòu)件承載力復核的步驟？(寫出主要公式)答：（1）由 整理得：（2）假設值，由查表得系數(shù)A、B、C和D的值，代入算得（）。（3）若算得的（）值與實際偏心距（）相近，則假定符合。若兩者不符，需重新假設值，重復以上步驟，直至兩者基本相符為止。（4）按確定的值機器所相應的系數(shù)A、B、C和D的值代入基本公式中，則可求得截面承載力。9、什么是后張法？簡述后張法預應力混凝土構(gòu)件的施工步驟及主要設備。答：后張法是先澆筑構(gòu)件混凝土，養(yǎng)護硬結(jié)后，再在構(gòu)件上張拉鋼筋的方法。施工步驟為澆筑構(gòu)件混凝土時按預應力鋼筋的設

8、計位置在構(gòu)件中預留孔道，待混凝土達到一定張強度后，將鋼筋穿入預留孔內(nèi)，以混凝土構(gòu)件本身作為支承件，張拉鋼筋，使混凝土構(gòu)件也同時被壓縮。待張拉到設計拉力后，用特制的錨具將鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土活的并保持其預壓應力。最后，在預留孔內(nèi)壓注水泥漿，以保護預應力鋼筋不受銹蝕，并使它與混凝土粘結(jié)成為整體。使用的主要設備有：制孔器、穿束機、千斤頂、錨具、壓漿機。10、 什么是極限狀態(tài)？分為哪幾類？主要表現(xiàn)有哪些？答：極限狀態(tài)是：整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時,此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。 極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)和破壞-安全極限狀態(tài)

9、三類。承載能力極限狀態(tài)表現(xiàn)為(1)剛體失去平衡；(2)材料強度破壞；(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)件喪失穩(wěn)定。 正常使用極限狀態(tài)表現(xiàn)為(1) 影響正常使用或外觀的變形；(2) 影響正常使用或耐久性能的局部損壞；(3) 影響正常使用的振動 ；(4) 影響正常使用的其他特定狀態(tài)。 破壞-安全極限狀態(tài)又稱為條件極限狀態(tài)，指允許發(fā)生局部的破壞，而其余部分仍具有適當?shù)目煽慷取?11、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本假定有哪些？答：受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本假定有（1） 構(gòu)件變形符合平截面假定 (2不考慮混凝土的抗拉強度（3 材料應力應變物理關(guān)系混凝土的應力應變曲線,采用的是由一條

10、二次拋物線及水平線組成的曲線；鋼筋的應力應變曲線采用簡化的理想彈塑性應力應變關(guān)系；（4）混凝土壓應力的分布圖形取等效矩形應力圖。 12、簡述普通鋼筋混凝土單筋二類T形梁承載力復核的步驟，寫出主要計算公式。答：1）復核是否為少筋梁 求，說明不是少筋梁。 2）判定T形截面類型 由，說明該梁為第二類 T 形截面梁。 3) 求中性軸位置由 得 且，說明該梁為二類T梁且不是超筋梁。 13、保證鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面抗彎能力、斜截面抗剪能力的構(gòu)造措施要哪些？答：保證正截面抗彎能力的構(gòu)造措施是承載能力圖外離彎矩包絡圖。 保證鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的構(gòu)造措施是靠近支點的第一排彎起鋼筋頂部的彎折點應

11、位于支座中心截面處，以后各排（跨中方向）彎起鋼筋的梁頂部彎折點應落在前一排（支點方向）彎起鋼筋梁底部彎折點處或彎折點以內(nèi)。彎起鋼筋的彎終點外尚應留有一定的錨固長度。位于梁側(cè)的底層鋼筋不應彎起。 14、什么是預應力度？根據(jù)預應力度配筋混凝土結(jié)構(gòu)如何劃分類型？答：預應力度()為由預加應力大小確定的消壓彎矩 M0與外荷載產(chǎn)生的彎矩 M 的比值，。 配筋混凝土結(jié)構(gòu)據(jù)預應力度分類如下： 1.全預應力混凝土結(jié)構(gòu), 1 。 2.部分預應力混凝土結(jié)構(gòu)l>>0，部分預應力混凝土構(gòu)件分為以下兩類：A類在作用（或荷載）短期效應下，控制截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應力，但應控制拉應力不得超過某個允許值。B類在作

12、用（或荷載）短期效應下，允許出現(xiàn)裂縫，但對最大裂縫寬度加以限制。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不預加應力的混凝土結(jié)構(gòu),即=0 。15、簡述雙筋梁的概念、特點、適用范圍。 答：1）在梁截面混凝土受壓區(qū)配置鋼筋以協(xié)助混凝土承擔壓力的梁。 2）特點：用鋼筋來承受截面的部分壓力不經(jīng)濟的；受壓鋼筋的存在可以提高鋼筋的延性，并能減小長期荷載作用下的變形。 3）當梁截面承受異號彎矩時，必須采用雙筋截面；當截面承受彎矩組合設計值較大，而梁截面尺寸受到使用條件的限制或混凝土強度又不宜提高的情況，又出現(xiàn)而抗力不足時，應該用雙筋截面。16、簡述普通鋼筋混凝土單筋第二類T形梁配筋的設計步驟，寫出主要計算公式。 答：1）判定T形截面

13、類型 h0=h-as 由r0Md>fcdb'fh'f(h0-h'f/2) , 說明該梁為第二類T形截面梁。2）求中性軸位置并復核 由 r0Md=fcdbx(h0-x/2)+fcd(b'f-b)h'f(h0-h'f/2) 得 x>h'f 且 ，說明該梁為二類T梁且不是超筋梁。3）求AS 由 fcdbx+ fcd(b'f-b)h'f=fsdAS 得 AS 17、鋼筋混凝土圓形偏壓承載力計算的基本假定有哪些？ 1）截面應變分布符合平截面假定；2）不考慮混凝土的抗拉強度；3）受壓區(qū)混凝土的極限壓應變，混凝土強度等級C5

14、0及以下時取，C80時取，中間強度等級采用直線內(nèi)插；4）混凝土的壓應力圖形為矩形；5）鋼筋的應力視為理想的彈塑性體，各根鋼筋的應力根據(jù)應變確定。18、什么事預應力混凝土？作用，以及預應力構(gòu)件的優(yōu)點。 預應力混凝土是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應力，且其值和分布，能將使用荷載產(chǎn)生的應力抵消到一個合適的程度的混凝土。 作用：使混凝土構(gòu)件在使用荷載作用下不至開裂，或推遲開裂，或者減小裂縫開展的寬度。 優(yōu)點：1）提高了構(gòu)件的抗裂度和寬度和剛度；2）可以節(jié)省材料，減輕自重；3）可以減少梁的豎向剪力和主拉應力；4）結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠；5）預應力可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段，促進橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方

15、法的發(fā)展。19、鋼筋與混凝土共同作用的原理是什么？如何提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力？ （1）鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力，使兩者結(jié)合為整體； 鋼筋與混凝土之間線膨脹系數(shù)幾乎相同，兩者之間不會發(fā)生相對的溫度變形使粘結(jié)力遭到破壞； 設置一定厚度的混凝土保護層，鋼筋免于銹蝕，使結(jié)構(gòu)物耐久。 （2）提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力 采用帶肋鋼筋；鋼筋端部設置彎鉤；鋼筋在混凝土中有可靠地錨固長度。20、試述3鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋的種類、作用，并說明哪些鋼筋具有抗扭作用。 1）縱向受力鋼筋：承受拉力或壓力2）彎起鋼筋：抗剪 3）箍筋：抗剪 ，固定縱向鋼筋位置，并與縱向鋼筋、架力鋼筋組成鋼筋骨架；4）架力鋼筋

16、：架力箍筋，固定箍筋，形成鋼筋骨架；5）水平縱向鋼筋：在梁側(cè)面發(fā)生裂縫之后，減小混凝土裂縫寬度?？v向受力鋼筋，箍筋，架力鋼筋 ， 水平縱向鋼筋具有抗扭作用。21、保證受彎構(gòu)件斜截面抗剪強度、斜截面抗彎強度的構(gòu)造措施是什么？ （1） 靠近支點的第一排彎起鋼筋頂部的彎折點應位于支座中心截面處，以后各排（跨中方向）彎起剛進的梁頂部彎折點應落在前一排（支點方向）彎起鋼筋梁遞補彎折點處或彎折點以內(nèi)。彎起鋼筋的彎終點外尚應留有一定的錨固長度。位于梁側(cè)的底層鋼筋不應彎起。（2）彎筋與梁縱軸的交點位于該筋的不需要點之外。彎起點至其充分利用點的距離S應滿足。22、受彎構(gòu)件斜截面破壞的形態(tài)有哪些？有何破壞特征？

17、1）剪切破壞：當荷載增加到一定程度后，構(gòu)件上先出現(xiàn)垂直裂縫和斜裂縫，發(fā)展成一根主要的斜裂縫，臨界斜裂縫，屬于塑性破壞。 2）斜拉破壞：斜裂縫一出現(xiàn)，很快形成臨界斜裂縫，迅速延伸到集中荷載作用點處，使混凝土列通，梁斜向被拉斷而破壞，屬于脆性破壞。 3）斜壓破壞：隨荷載增加，梁腹被許多平行斜裂縫分割成許多傾斜受壓體，在彎矩和剪力的復合作用下被壓碎，屬于脆性破壞。23、簡述后張法預應力混凝土構(gòu)件的施工步驟及主要設備。 后張法是先澆筑構(gòu)件混凝土，養(yǎng)護硬結(jié)后，再在構(gòu)件上張拉鋼筋的方法。 步驟：為澆筑構(gòu)件按設計位置預留孔道，待混凝土達到一定強度后，將鋼筋穿入預留孔內(nèi)，以混凝土構(gòu)件本身作為支承件，張拉鋼筋，

18、使混凝土構(gòu)件也同時被壓縮。待張拉到設計拉力后，用特制的錨具將鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上，使混凝土獲得并保持其預應力。最后在預留孔道內(nèi)壓注水泥漿，以保護預應力鋼筋不致銹蝕，并使與混凝土粘結(jié)成整體。 設備 :制孔器，穿束機，千斤頂，錨具，壓漿機。24、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)有哪些？有何特征？ 1）適筋梁破壞：當荷載增加到一定程度后，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓混凝土被壓碎，屬塑性破壞。2）少筋梁破壞：裂縫一旦出現(xiàn)，很快形成臨界斜裂縫，并迅速延伸至梁頂，使混凝土列通，梁被拉斷而破壞，屬脆性破壞。3）超筋梁破壞：隨荷載增加，受壓混凝土首先被壓碎，受拉鋼筋為屈服，屬脆性破壞。25、規(guī)定斜截面抗剪強度的上限值、下限值的實質(zhì)是什么？1）規(guī)定斜截面抗剪強度的上限值的實質(zhì)是通過控