鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理提綱

1、第一章1.配置在混凝土梁截面受拉鋼筋的作用是什么？在混凝土未破壞前，和混凝土一起承受拉應(yīng)力，破壞后全部力由鋼筋承受。2.混凝土立方體抗壓強度：立方體抗壓強度標準值系指對按標準方法制作和養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28天齡期，用標準試驗方法測得具有95%保證率的抗壓強度?；炷凛S心抗壓強度：用高寬比h/b3的柱體試件測得的抗壓強度稱為軸心抗壓強度?；炷量估瓘姸龋菏侵冈嚰芾髷嗔褧r所承受的最大負荷載除以截面積所得的應(yīng)力值?；炷量辜魪姸龋?：混凝土軸心受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有何特點？影響混凝土軸心受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有哪幾個因素？1) 上升段（OC），又可分為三段：OA段 (0.

2、3fc 0.4fc )：從加載至A點為第1階段，混凝土的變形主要是彈性變形，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱A點為比例極限點；AB段 (0.3fc0.8fc )：超過A點，進人裂縫穩(wěn)定擴展的第2階段，混凝土的變形為彈塑性變形，臨界點B的應(yīng)力可以作為長期抗壓強度的依據(jù)；BC段 (0.8fc1.0fc)：裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點C，這一階段為第3階段，這時的峰值應(yīng)力max通常作為混凝土棱柱體的抗壓強度fc，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變0，其值在0.00150.0025之間波動，通常取0=0.002。2) 下降段（CE）：在峰值應(yīng)力以后，混凝土強度并不完全消失，隨著應(yīng)力的減小，應(yīng)變?nèi)匀辉黾?，曲線下降坡度

3、較陡，混凝土表面裂縫逐漸貫通。3）收斂段：在反彎點D之后，應(yīng)力下降速率減慢，趨于穩(wěn)定的殘余應(yīng)力。表面縱向裂縫把混凝土陵柱分成若干個小柱，外載力有裂縫處的摩擦咬合力及小柱的殘余應(yīng)力所承受。 4.什么叫混凝土徐變？影響混凝土徐變有哪些主要原因？在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長，這種現(xiàn)象被稱為混凝土的徐變。影響混凝土徐變的因素很多，除了受材料組成及養(yǎng)護和使用環(huán)境條件等客觀因素影響外，從結(jié)構(gòu)角度分析，持續(xù)壓力的大小和變荷時混凝土的齡期是影響混凝土徐變的主要因素.5.軟鋼的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特點？軟鋼從加載到拉斷，共經(jīng)歷四個階段。a點應(yīng)

4、力稱為比例極限，oa段屬于彈性工作階段；b點應(yīng)力稱為屈服強度；曲線cd段通常稱為強化階段；e點所對應(yīng)的應(yīng)變稱為鋼筋極限啦應(yīng)變，d點對應(yīng)極限強度。曲線de段稱為破壞階段。第二章結(jié)構(gòu)的可靠性，可靠度概念結(jié)構(gòu)的安全性、實用性和耐久性這三者總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。2.橋梁結(jié)構(gòu)的功能包含哪幾個方面橋梁是一種具有承載能力的架空建筑物，主要作用是供鐵路、公路、渠道、管線和人群跨越江河、山谷或其他障礙，是交通線的重要組成部分。3. 什么叫極限狀態(tài)？我國公路橋規(guī)規(guī)定了那兩類極限狀態(tài)？整個結(jié)

5、構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)4.結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計計算的原則是什么？1. 承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或者達到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。超過承載能力極限狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足安全性的要求。如：(1) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡；(2) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過材料強度而破壞；(3) 產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載；(4) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定； （5）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系。2. 正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使

6、用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。超過了正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能保證適用性和耐久性的功能要求。例如：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、影響正常使用的震動； 4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)。5.什么叫材料強度的標準值和設(shè)計值？材料強度的標準值是通過試驗取得統(tǒng)計數(shù)據(jù)后，根據(jù)其概率分布，并結(jié)合工程經(jīng)驗，取其中的某一分位值（不一定是最大值）確定的。 設(shè)計值是在標準值的基礎(chǔ)上乘以一個分項系數(shù)確定的第三章1.鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋骨架由哪幾部分組成？各部分作用是什么？（1）縱向受力筋承受拉、壓應(yīng)力的鋼筋。 （2）箍筋承受一部分斜拉應(yīng)力，并固定

7、受力筋的位置。 （3）架立筋用以固定梁內(nèi)鋼箍的位置，構(gòu)成梁內(nèi)的鋼筋骨架。 （4）彎起鋼筋主要用以承當主拉壓力，并增加鋼筋骨架的穩(wěn)定性。（5）水平縱向鋼筋防止因混凝土收縮及溫度的變化而產(chǎn)生的裂縫。2.在荷載作用下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的正截面受力和變形可分為幾個階段？各階段有什么特征？階段I：當荷載較小時，撓度隨荷載的增加而不斷增長，梁處于彈性工作階段。階段Ia：當荷載增加時，混凝土的塑形變形發(fā)展，變形的增長速度大于應(yīng)力的增長速度，此現(xiàn)象在受拉部位更為顯著。階段II：當荷載繼續(xù)增加時，受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫，并向上不斷發(fā)展，混凝土受壓區(qū)的塑形變形加大，其壓力圖略呈曲線圖。階段III：當荷載繼續(xù)增加時，

8、鋼筋的應(yīng)力增長較快，并達到屈服強度。3.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞類型及特征1、適筋梁 適筋梁的配筋率在正常范圍內(nèi)，其破壞過程可分為三個階段：第一階段（裂縫出現(xiàn)前階段）、第二階段（帶裂縫工作階段）、第三階段（破壞階段）。適筋梁的破壞不是突然發(fā)生的，破壞前有明顯的裂縫和撓度，這種破壞稱為塑性破壞。適筋梁的鋼筋和混凝土的強度均能充分發(fā)揮作用，且破壞前有明顯的預兆，故在正截面強度計算時，應(yīng)控制鋼筋的用量，將梁設(shè)計成適筋梁。 2、超筋梁 梁內(nèi)縱向受拉鋼筋配置過多，在受拉鋼筋屈服之前，受壓區(qū)的混凝土已經(jīng)被壓碎，破壞時受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應(yīng)變，梁的截面破壞，這種破壞稱為超筋破壞。由于破壞時受拉鋼筋應(yīng)力

9、遠小于屈服強度，所以裂縫延伸不高，裂縫寬度不大，梁破壞前的撓度也很小，破壞很突然，沒有預兆，這種破壞稱為脆性破壞。超筋梁不僅破壞突然，而且用鋼量大，既不安全又不經(jīng)濟，設(shè)計時不允許采用超筋梁。 3、少筋梁 梁內(nèi)縱向受拉鋼筋配置過少，加載初期，拉力初期鋼筋與混凝土共同承擔。當受拉區(qū)出現(xiàn)第一條裂縫后，混凝土退出工作，拉力幾乎全部由鋼筋承擔，受拉鋼筋越少，鋼筋應(yīng)力增加也越多。如果縱向受拉鋼筋數(shù)量太少，使裂縫處縱向受拉鋼筋應(yīng)力很快達到鋼筋的屈服強度，甚至被拉斷，而這時受壓區(qū)混凝土尚末被壓碎，這種破壞稱為少筋百破壞。少筋梁破壞時，裂縫寬度和撓度都很大，破壞突然，這種破壞也稱為脆性破壞。少筋梁截面尺寸一般都

10、比較大，受壓區(qū)混凝土的強度沒有充分利用，既不安全又不經(jīng)濟，設(shè)計時不允許采用少筋梁。4.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計算有哪幾個假定？1截面應(yīng)變保持平面2不考慮混凝土的抗拉強度3混凝土受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線的假定4 鋼筋的應(yīng)力原則上按其應(yīng)變確定5.矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構(gòu)件，其正截面抗彎承載力計算應(yīng)符合下列規(guī)定：混凝土受壓區(qū)高度x應(yīng)按下式計算：截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求： 6.翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I形截面受彎構(gòu)件，其正截面承載力應(yīng)按下列規(guī)定進行計算：1 當符合下列條件時應(yīng)以寬度為的矩形截面當不符合條件時，計算中應(yīng)考慮截面腹板受壓的作用，其正截面抗彎承載力應(yīng)按下列規(guī)定計算：受壓

11、區(qū)高度x應(yīng)按下列公式計算，第四章1. 無腹筋梁的斜截面破壞形式和特征1) 斜壓破壞 m1破壞特征: 混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞，破壞是突然發(fā)生的。多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁內(nèi)2) 剪壓破壞 1m3破壞特征: 在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。屬脆性破壞。3) 斜拉破壞 m3破壞特征: 當垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向

12、伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形亦小，具有很明顯的脆性。2.有腹筋梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)及特點。3.影響受彎構(gòu)件斜截面承載力的主要因素。1，剪跨比；2，混凝土強度；3，箍筋配筋率；4縱筋配筋率；5，斜截面上的骨料咬合力；6，截面的尺寸和形狀。4.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算由哪幾部分組成。斜裂縫頂端未開裂的混凝土與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋三者共同承擔.5.受彎構(gòu)件斜截面承載力計算的計算圖式及基本公式。6.斜截面承載力復核驗算的是哪些位置的斜截面。第五章1普通箍筋柱軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)。短柱加至構(gòu)件破壞時，柱子出現(xiàn)縱向裂縫

13、，混凝土保護層剝落，箍筋間縱向鋼筋向外彎曲，混凝土被壓碎。當柱子比較細長時，其破壞是由于喪失穩(wěn)定所造成的。2.螺旋箍筋柱軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)。軸向壓力增加到一定數(shù)值時，混凝土保護層開始剝落。隨著軸向壓力的進一步增加，螺旋箍筋的應(yīng)力也逐漸加大。最后由于螺旋箍筋的應(yīng)力達到屈服強度，失去了對核心混凝土的約束作用，使混凝土壓碎而破壞。對于長細比較大的螺旋箍筋柱有可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，構(gòu)件破壞時核心混凝土的橫向變形不大，螺旋箍筋的約束作用不能有效發(fā)揮。3.軸向受壓構(gòu)件承載力計算的計算圖式和破壞形態(tài)。4.偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)及受力特點。在保證鋼筋和混凝土之間握裹力的條件下，都是由受壓區(qū)混凝土壓碎造成的

14、。5.矩形截面偏心受壓構(gòu)件的受力圖式及基本公式。當時，??；否則 大偏心受壓構(gòu)件 若不符合 正截面承載力可按下列公式求的：小偏心受壓構(gòu)件 第八章影響裂縫寬度的主要因素受拉鋼筋的應(yīng)力 受拉鋼筋直徑 受拉鋼筋配筋率 混凝土保護層厚度 混凝土抗拉強度 受拉鋼筋的粘著特征和荷載特征等預應(yīng)力混凝土1.全預應(yīng)力混凝土 部分預應(yīng)力混凝土A B類構(gòu)件的概念全預應(yīng)力混凝土：在作用短期效應(yīng)下，控制截面受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。部分預應(yīng)力混凝土： A類構(gòu)件在作用短期效應(yīng)下，控制截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)控制拉應(yīng)力不得超過某個允許值。 B類構(gòu)件在作用短期效應(yīng)下，允許出現(xiàn)裂縫，但對最大裂縫寬度加以限制。2.簡述先張

15、法工序和后張法工序先張法是在澆筑混凝土前張拉預應(yīng)力筋，并將張拉的預應(yīng)力筋臨時錨固在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，待混凝土強度達到不低于混凝土設(shè)計強度值的75%，保證預應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)時，放松預應(yīng)力筋，借助于混凝土與預應(yīng)力筋的粘結(jié)，對混凝土施加預應(yīng)力的施工工藝，如圖5.1所示。先張法一般僅適用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件，在固定的預制廠生產(chǎn)。后張法在構(gòu)件體內(nèi)按預應(yīng)力筋的位置留出相應(yīng)的孔道,待構(gòu)件的混凝土強度達到規(guī)定的強度(一般不低于設(shè)計強度標準值的75%)后,在預留孔道中穿入預應(yīng)力筋進行張拉,并利用錨具把張拉后的預應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件的端部,依靠構(gòu)件端部的錨具將預應(yīng)力筋的預張拉力傳給混凝土,使其產(chǎn)生預

16、壓應(yīng)力;最后在孔道中灌入水泥漿,使預應(yīng)力筋與混凝土構(gòu)件形成整體.3.預應(yīng)力損失的概念。預應(yīng)力損失有幾種？由于受施工因素 材料性能和環(huán)境條件等的影響，預應(yīng)力鋼筋在張拉時所建立的預拉應(yīng)力，將會有所降低，這些減少的應(yīng)力稱為預應(yīng)力損失。預應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦 1錨具變形 鋼筋回縮和接縫壓縮 2預應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差 3混凝土的彈性壓縮 4預應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛 5混凝土的收縮和徐變 6預應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件傳力錨固時的損失（第一批） 2 3 4 0.5*51 2 4傳力錨固后的損失（第二批）0.5*5 65 64.預應(yīng)力混凝土簡支梁橋設(shè)計與計算步驟 1根據(jù)設(shè)計要求，參照已有設(shè)計圖紙和資料，選擇預加力體系和錨具形式，選定截面形式，并初步擬定截面尺寸，