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1、緒論橋梁的作用是什么?它是由哪幾個主要部分組成的?各部分的主要作用是什么?橋梁(bridge)就是供車輛(汽車、列車)和行人等跨越障礙(河流、山谷、海灣或其他線路 等)的工程建筑物、支座上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、解釋以下幾個術(shù)語:總跨徑(橋梁孔徑)、凈跨徑、計算跨度、橋長、建筑高度、橋渡。對梁式橋,設(shè)計洪水位線上相鄰兩橋墩(或橋臺)間的水平凈距L0,稱為橋梁的凈跨徑。 各孔凈跨徑之和,稱為總跨徑,它反映出橋位處泄洪能力的大小。橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩支座間的距離L1,稱為計算跨徑.橋梁結(jié)構(gòu)的分析計算以計算跨徑為準。橋長:對梁橋,兩橋臺側(cè)墻或八字墻尾端之間的距離1丁,可稱為橋梁全長。橋面(或鐵路橋梁的軌底)至橋
2、跨結(jié)構(gòu)最下緣的垂直高度h,稱為橋梁建筑高度。按照力學特性(體系)劃分,橋梁有哪些基本類型?各類橋梁的受力特點是什么?按結(jié)構(gòu)體系及其受力特點,橋梁可劃分為梁、拱、索三種基本體系和組合體系梁作為承重結(jié)構(gòu),主要是以其抗彎能力來承受荷載的。拱橋(圖1.2(c)的主要承重結(jié)構(gòu)是具有曲線外形的拱圈(arch ring)。在豎向荷載作用下, 拱圈主要承受軸向壓力,但也受彎、受剪。拱趾處的支承反力除了豎向反力外,還有較大的水 平推力(thrust)。但大跨度懸索橋的主要承重結(jié)構(gòu)為纜.組合體系橋(combined system bridge)指承重結(jié)構(gòu)采用兩種基本體系,或一種基本體系與某些 構(gòu)件(梁、塔、柱、斜
3、索等)組合在一起的橋。請根據(jù)各類橋梁的力學特點,你認為各自有競爭力的跨度范圍是什么?適用于什么樣的地質(zhì) 條件?(思考題)第二章橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計什么是橋梁的凈空(限界)?它有什么用途?是保證車輛、行人安全通過橋梁所需要的橋梁凈空界限。建筑限界:路面(軌面)以上的一定寬度和高度范圍內(nèi),不允許有任何設(shè)施及障礙物侵入的 規(guī)定最小凈空尺寸。橋梁設(shè)計包括哪些內(nèi)容?確定橋梁的高度、長度和孔徑劃分時,應(yīng)分別考慮哪些因素?橋梁立面、斷面和平面布置。橋面高程的確定:1)由線路縱斷面確定;2)由設(shè)計洪水水位、通航凈空、建筑高度確定.橋梁總長:根據(jù)水文計算確定.既要保證過水空間又要保證經(jīng)濟.孔徑布置:與經(jīng)濟、技術(shù)
4、、結(jié)構(gòu)體系、橋式、通航要求、地形地質(zhì)以及水文情況有關(guān)。第三章橋梁的設(shè)計作用(荷載)橋梁設(shè)計作用(荷載)分為哪幾類?各類作用(荷載)主要包括哪些作用力?永久作用(permanent action)可變作用(variable action)偶然作用(accidental action)繪出鐵路列車“中一活載和公路汽車荷載的圖式(含新舊規(guī)范)。鐵路特種活載和普通活載間是什么關(guān)系?使用鐵路中一活載加載和公路汽車荷載加載時各有什么規(guī)定?列車沖擊力和汽車沖擊力產(chǎn)生的原因是什么?在計算中主要考慮哪些因素的影響?車輛以一定速度過橋時,由于動力影響,橋梁實際產(chǎn)生的活載應(yīng)力和變形大于按活載靜重計 算所得的結(jié)果,這
5、種動力效應(yīng)常稱為沖擊作用.沖擊力受線路狀態(tài)(如道路不平順)、車輛類型(如 機車的偏心輪作用)以及橋梁結(jié)構(gòu)形式等因素的綜合影響。你認為公路橋規(guī)中根據(jù)橋梁基頻來制定沖擊系數(shù)有何道理?橋梁結(jié)構(gòu)的基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建筑材料等動力特性內(nèi)容,它直接反映了沖擊系 數(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不管橋梁的建筑材料、結(jié)構(gòu)類型是否有差別,也不管結(jié)構(gòu)尺寸與跨徑是否有差別,只要橋梁 結(jié)構(gòu)的基頻相同,在同樣條件的汽車荷載下,就能得到基本相同的沖擊系數(shù)。制動力和牽引力各是怎樣產(chǎn)生的?其大小、方向和作用點如何?制動力是車輛減速或制動時的慣性力。方向: 與行車方向一致。牽引力 是車輛起動或加速時車輛與路面(或鋼軌)間作用
6、的摩阻力。方向:與行車方向相反.作用點:鐵路軌頂以上2m,公路橋面以上1。2m。但在計算墩臺時移至支座中心處, 不計因此而產(chǎn)生的豎向力和力矩風荷載的基本風壓是如何確定的?風荷載標準強度計算時,還應(yīng)考慮哪些因素?怎樣計算列車、橋跨和墩臺受到的風力?作用(荷載)效應(yīng)的組合有什么原則?公路橋規(guī)的作用效應(yīng)組合有哪幾類?怎樣利用中一活載的換算均布活載表進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算?(聯(lián)系結(jié)構(gòu)力學,認真思考)第四章橋面構(gòu)造混凝土橋面是由哪些部分組成的?各部分的作用是什么?理想的橋梁伸縮縫應(yīng)滿足哪些要求?現(xiàn)在常用的伸縮縫有哪些類型?伸縮裝置的構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求:在平行、垂直于橋梁軸線的兩個方向,均能自由伸縮;裝置本身及
7、其與結(jié)構(gòu)的連接牢固可靠;車輛駛過時應(yīng)平順、無突跳與噪聲;可防止雨水和垃圾泥土滲入阻塞;安裝、檢查、養(yǎng)護、清污均簡易方便。需要強調(diào)的是,在設(shè)置伸縮裝置處,欄桿與橋面鋪裝都需要斷開五類,即對接式、鋼制支承式、橡膠組合剪切式、模數(shù)支承式、無縫式伸縮裝置為什么梁與梁之間要留梁縫?引起梁長變化的因素有哪些?為滿足結(jié)構(gòu)按照設(shè)計的計算圖式變形,同時橋面又能保證車輛平順通過,就要在相鄰兩梁 端之間,或梁端與橋臺之間,或梁的鉸接位置處(這些位置的梁體斷縫稱為伸縮縫,expansion joint)的橋面(公路橋是路面,鐵路橋是鋼軌)設(shè)置伸縮裝置。鐵路有碴橋面的道碴有何作用?現(xiàn)在客運專線大力推廣無碴軌道,你認為有
8、碴和無碴各自的 優(yōu)缺點是什么?有渣道床作用:減弱對橋的沖擊;緩和列車的振動;防止枕木移位;將車輪集中荷載分布到 梁頂面;調(diào)整軌底標高。鐵路橋面一無碴道床:如整體道床優(yōu)點:軌道擺動小、行車安全性好;減少線路維修工作量.缺點:對梁體的徐變變形、下部結(jié)構(gòu)的工后沉降要求嚴格。橋面的防排水系統(tǒng)有何作用?常用的構(gòu)造措施和施作方法有哪些?為防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響橋的耐久性,除在橋面鋪裝內(nèi)設(shè)置防水層外,還應(yīng) 使橋上的雨水被迅速引導(dǎo)排出橋外,為此需設(shè)計一個完整的排水系統(tǒng)在橋面上除設(shè)置縱橫坡排水外,常常需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水管。鐵路橋較窄,以橫坡排水為主,道碴槽板上的雨水流向擋碴墻,沿擋碴墻匯流到橫向
9、泄水孔排 出。當公路橋橋面縱坡大于2%,而橋長小于50m時,一般能保證通過橋頭引道排水,橋上 就可不設(shè)泄水管。此時,可在引道兩側(cè)設(shè)置流水槽,以免雨水沖刷引道路基。當橋面縱坡大于2%,橋長大于50m時,就需要設(shè)置泄水管,一般每隔1215m長度設(shè)置一個; 當橋面縱坡小于2%時,泄水管就需要設(shè)置更密一些,一般每隔68m設(shè)置一個.泄水管的過水面積通常按每平方米橋面上不小于2x10-43x104m2計。泄水管可沿行車道兩側(cè)左右對稱排列,也可交錯排列,離路緣石的距離為0.100。30m。第五章混凝土簡支梁橋鐵路、公路鋼筋混凝土簡支梁一般適用的跨度范圍如何?現(xiàn)行標準設(shè)計有哪些跨度?裝配式梁為何要分片?彼此是
10、否需要連結(jié)?有哪些連結(jié)方式?主梁有哪些截面型式?它們各有何優(yōu)缺點?腹板厚度為何靠近梁端附近增厚?下翼緣為何加寬?為何道碴槽板與梁肋相交處設(shè)置梗肋?橫隔板的作用?為何端部橫隔板厚度較大?橫隔板為何留有方孔?鐵路梁擋碴墻中為何要設(shè)置斷縫?鋼筋混凝土簡支梁的主要尺寸包括哪些?擬定時應(yīng)考慮哪些問題?鐵路橋面板計算時,怎樣確定其荷載和計算圖式?什么是橋面板的有效工作寬度?怎樣確定?主梁的內(nèi)力計算中,什么是荷載橫向分布系數(shù)?常用的計算方法有哪些?其適用條件如何?預(yù)應(yīng)力混凝土梁同鋼筋混凝土梁相比有哪些優(yōu)缺點?鐵路、公路預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁一般適用的跨度范圍如何?現(xiàn)行標準設(shè)計有哪些跨度?目前我國預(yù)應(yīng)力混凝土梁主
11、要采用的力筋類型和張拉錨固體系有哪些?預(yù)應(yīng)力混凝土梁中,有哪些與鋼筋混凝土梁內(nèi)不同類型的鋼筋?它們的作用是什么?后張梁中,為什么預(yù)應(yīng)力筋多在梁端附近彎起?其起彎角及曲率半徑的取值有何限制?先張梁中,常采用哪些類型的預(yù)應(yīng)力筋?直線配筋時,為何梁端附近部分的力筋須與混凝土 絕緣?掌握杠桿法和剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)。掌握簡支梁在中活載和公路汽車荷載作用下,關(guān)鍵截面的最大彎矩、剪力。第六章簡支鋼板梁和鋼桁梁橋簡述鋼橋的特點和應(yīng)用范圍。2鋼桁梁有哪些組成部分?各有什么功能?以下承式簡支鋼桁梁為例,闡述風荷載的傳力路線。4。簡述鋼桁梁桿件內(nèi)力分析的基本原理。內(nèi)力分析中簡化方法在哪幾點與實際結(jié)構(gòu)有差異?
12、第七章橋梁支座、墩臺與基礎(chǔ)支座的作用主要表現(xiàn)在哪幾個方面?在坡道上、車站附近及區(qū)間平道上固定支座應(yīng)如何布置普通鋼支座有哪幾種類型?簡述板式橡膠支座的工作原理.盆式橡膠支座有哪些優(yōu)點?說明其工作原理橋墩一般有哪幾部分組成?各部分的作用是什么?何謂重力式橋墩?常用型式有哪些?各適用于何種環(huán)境?何謂輕型橋墩?它主要有哪些類型?橋墩頂帽及托盤的主要結(jié)構(gòu)尺寸如何確定?橋墩型式和截面形狀的選擇主要取決于哪幾方面的條件?為何要進行基底合力偏心檢算?如何進行檢算?圬工結(jié)構(gòu)的應(yīng)力重分布的原因是什么?如何計算最大應(yīng)力?應(yīng)力重分布計算的基本假定是 什么?空心墩的優(yōu)缺點是什么?當橋墩所支承的兩相鄰橋跨結(jié)構(gòu)不等跨時,為
13、適應(yīng)其建筑高度的不同,應(yīng)作如何處理?橋墩計算時應(yīng)考慮哪些荷載作用?實體橋墩應(yīng)檢算哪些項目?怎樣檢算基底強度、傾覆和滑動穩(wěn)定性?橋臺一般由哪幾部分組成?什么是重力式橋臺?常用的型式有哪些?各適用于何種條件?常見的輕型橋臺有哪些型式?其基本構(gòu)造和工作原理如何?重力式橋臺的長度如何確定?橋臺檢算中,一般采用哪幾種活載布置?作用在橋臺上有哪些荷載?計算題1、圖1為一鋼筋混凝土簡支T梁橋,共設(shè)五根主梁,試求:用杠桿原理法繪出1、2、3號梁荷載橫向分布影響線;用偏心受壓法繪出1、2、3號梁荷載橫向分布影響線;用杠桿法計算1、2、3號梁的荷載橫向分布系數(shù)(先確定汽一20、掛車一 80作用的荷載最不利位置);
14、用偏心受壓法計算1、2、3號梁的荷載橫向分布系數(shù)。(先確定汽一20、掛 車一80作用的荷載最不利位置)。圖12、試按鐵路規(guī)范的方法計算圖2所示矩形截面重力式橋墩在偏心壓力作用下的 最大壓應(yīng)力(若出現(xiàn)拉應(yīng)力,需進行應(yīng)力重分布計算),其中,彎距增大系數(shù)為。(尺寸單位:cm)圖23、 某鐵路重力式橋墩,基底截面為矩形,截面尺寸為縱向 d=230cm,橫向 b=350cm,豎向力 N=12700kN,水平力 P=3140kN,縱向彎矩 nM=3815kN-m。基礎(chǔ)與土壤的摩擦系數(shù)f=0。35。試檢算:(1)基底的滑動穩(wěn)定性(橋規(guī)規(guī)定:滑動穩(wěn)定性系數(shù))。(2)基底的傾覆穩(wěn)定性(橋規(guī)規(guī)定:傾覆穩(wěn)定性系數(shù))
15、橋梁工程答案及評分標準2003-2004學年第二學期一、填空題(每空1分,共16分)1、一般說來,橋梁的組成可分為兩大部分:上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)。2、 橋梁凈空包括橋面凈空和橋下凈空。3、預(yù)應(yīng)力筋的主要類型有 高強鋼絲、粗鋼筋、和 鋼絞線。4、重力式橋臺由臺頂、 臺身和基礎(chǔ)組成。5、 橋面板的有效工作寬度與板的支承條件、荷載性質(zhì) 、荷載位置有關(guān).6、 支犀按其容許變形的可能性分為 固定支犀、單向活動支座 和多向活動支犀.評分標準:個別錯字但不影響內(nèi)容表達的可不扣分二、簡答題(每題6分,共48分)(注:提供答案僅包括要點,未展開敘述)1、鐵路的道床有何作用?1)減弱列車對橋梁的沖擊作用;2)緩和列
16、車的振動;3)防止枕木移動;4)將車輪集中荷 載分布到梁頂面;5)調(diào)整軌底標高.評分標準:基本每項一分,根據(jù)表述清晰程度酌情增減。2、鐵路簡支橋梁固定支座布置的要求?1)在坡道上,設(shè)在較低一端(優(yōu)先滿足);2)在車站附近,設(shè)在靠近車站一端3)在區(qū)間平道上,設(shè)在重車方向的前端;4)不宜將兩相鄰跨的固定支座設(shè)在同一橋墩上.評分標準:答對三個可給滿分,根據(jù)表述清晰程度酌情增減。3、鋼筋混凝土簡支梁的腹板為何靠近梁端附近增厚?梁端附近剪力值較大,增厚腹板主要滿足抗剪強度需要評分標準:答出抗剪需要給四幻根據(jù)表述清晰、豐富程度酌情增減。4、為什么鋼筋混凝土低高度梁比普通高度梁的鋼筋用量多?若想低高度梁與同
17、跨度普高梁的承載能力相同,則必須提高混凝土壓應(yīng)力合力(與鋼筋拉力合 力相等),為此要采用比普高梁高的標號和較寬的截面尺寸相應(yīng)的鋼筋的面積也會增多。評分 標準:答出承載能力與合力大小或內(nèi)力偶臂關(guān)系可給5分,根據(jù)表述清晰、豐富程度酌情增減。5、鋼筋混凝土簡支梁橋墩在什么情況下應(yīng)設(shè)置縱向預(yù)偏心,為什么?當相鄰橋跨不等時,支座反力不同,為減小垂力的偏心距,支座在縱向上對墩中心線不對 稱布置形成縱向預(yù)偏心。評分標準:答出反力不同,利用偏距調(diào)整彎矩或同樣意思可給5分,根據(jù)表述清晰、豐富程度 酌情增減.6、先張梁梁端附近的部分預(yù)應(yīng)力鋼筋為什么與混凝土絕緣?為適應(yīng)梁中內(nèi)力(主要是彎矩)沿橋跨的變化,梁端自重及
18、活載產(chǎn)生的彎矩很小,防止端部上翼 緣混凝土因預(yù)應(yīng)力偏心過大而開裂。評分標準:答出適應(yīng)彎矩變化,防止兩端上緣開裂給5分,根據(jù)表述清晰、豐富程度酌情增減。7、為什么將后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁中的預(yù)應(yīng)力筋進行曲線布置?(1)適彎矩沿橋跨的變化,跨中彎矩大,兩端附近彎矩小;(2)適應(yīng)剪力的變化,梁端附近剪 力大,彎起筋提供預(yù)剪力可滿足抗剪需要;(3)便于預(yù)應(yīng)力鋼筋錨具的分散布置。評分標準:每個要點2分,根據(jù)表述清晰、豐富程度酌情增減。8、重力式實體橋墩應(yīng)檢算哪些項目?1)截面合力偏心距;2)截面強度(應(yīng)力);3)墩身整體穩(wěn)定性;4)墩頂彈性水平位移。5)傾覆與滑動穩(wěn)定;6)基底應(yīng)力與偏心2004 -2
19、005學年第2學期 A卷課程名稱:橋梁工程專業(yè):土木工程年級:02級出題教師:季文玉,徐艷秋,韓冰,盧文良 一、填空題(每空1分,共18分)1重力式橋墩按墩身截面形式可分為矩形 橋墩、圓形 橋墩和 圓端形橋墩 等。2橋梁的主要組成部分包括 橋跨(上部)結(jié)構(gòu)、 橋墩臺(下部) 及 橋頭錐體 等。3橋梁設(shè)計一般遵循的原則包括 安全性(及舒適)、適用性 、經(jīng)濟性 、先進性和美觀等。4荷載橫向分布影響線的計算方法主要有: 杠桿原理法、 偏心受壓法(剛性橫 梁法)、修正的偏心受壓法(剛性橫梁法)比擬板法(G-M)、。5鐵路下承式鋼桁梁由橋面、 橋面系、 主桁、 聯(lián)結(jié)系、制動撐架及支座組成。二、名詞解釋(
20、每個3分,共12分)1重力式橋臺;是就地建造的整體式重型結(jié)構(gòu),主要靠自重來平衡臺后的土壓力。2建筑高度;橋上行車路面(或軌底)至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離.3凈跨徑;設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(橋臺)之間的凈距.4鋼桁梁橋中的大節(jié)點:有斜桿交匯的節(jié)點稱為大節(jié)點。三、簡答題(每題5分,共35分)以下為答題的要點,只要能答出主要知識點即可。另外,對于包含知識點較多的題目,只 要學生答對幾個主要的知識點也可給滿分。1 .簡述“全預(yù)應(yīng)力混凝土梁”和“部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁”各自的優(yōu)缺點全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)點:采用混凝土和高強鋼筋;提高抗裂性,增強耐久性和剛度尺寸、自 重減小;增大跨度;預(yù)剪力可以提高抗剪能力;
21、力筋應(yīng)力變幅小,疲勞性能好。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的缺點:徐變上拱度大;易產(chǎn)生沿力筋的縱向裂縫和錨下裂縫;造價高部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)點:徐變上拱?。惠^少產(chǎn)生沿力筋的縱向裂縫和錨下裂縫;造價低; 部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的缺點:剛度較小先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中一些預(yù)應(yīng)力鋼筋為何在梁端附近要與混凝土絕緣?如何實現(xiàn)其與混 凝土絕緣?(1)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的偏心彎矩用來抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩;(2 )簡支梁外荷載產(chǎn)生的彎矩沿梁 長的分布為跨中大,兩端?。ɑ緸榱悖?)力筋端部若不絕緣,則力筋產(chǎn)生的負彎矩會導(dǎo)致上 緣混凝土開裂。絕緣的方法:在力筋上套塑料管等實現(xiàn)力筋與混凝土免粘結(jié)在鋼桁梁中要設(shè)置聯(lián)結(jié)系,它們的作用是什么
22、?橋門架位于何處?作用:(1)將兩片主桁連成幾何穩(wěn)定的空間整體(2)承受各種橫向荷載(3)橫聯(lián)還可提高橋跨 抗扭(4)縱聯(lián)還可縮小受壓弦桿面外的自由長度,提高其承載力橋門架位于橋跨端部支座布置原則是什么?固定支座的布置有何要求?布置原則為:(1)對橋跨:使梁下緣在制動力作用下受壓,可抵消一些拉應(yīng)力;(2)對橋墩:讓制動力作用方向指向墩中心,使墩受壓而不受拉;(3)對橋臺:讓制動力作用方向指向堤岸,使墩臺頂部受壓,并能平衡一部分臺后土壓力。鐵路橋規(guī)固定支座布置要求:(1)坡道上,設(shè)在較低的一端;(2)車站附近,設(shè)在靠車站一端;(3)區(qū)間平道上,設(shè)在重車方向的前端。鐵路標準設(shè)計系列梁型中,跨度20
23、m的鋼筋混凝土低高度梁比同樣跨度的普通高度梁的混 凝土用量明顯多,試分析其原因.(1)若想得到同樣的承載能力,低高度梁鋼筋用量多些,為使力筋的重心盡量靠下,需加大下翼 緣尺寸,截面變?yōu)楣ぷ中?,下緣混凝土用量多?)從抗剪角度看,需提高腹板厚度(3)從滿足抗彎剛度角度看,上翼緣的尺寸也需加大綜上所述,混凝土用量增多鐵路有碴橋面中的碎石道床有哪些作用?減弱對橋的沖擊;緩和列車的振動;防止枕木移位;將車輪荷載分布到梁頂;調(diào)整軌面標高;試舉屬于永久荷載、可變荷載的具體橋梁設(shè)計荷載各3例。永久荷載包括:結(jié)構(gòu)自重、橋上附加恒載(橋面、人行道及附屬設(shè)備)、作用于結(jié)構(gòu)上的土重 及土側(cè)壓力、基礎(chǔ)變位影響力、水浮
24、力、混凝土收縮和徐變的影響力等。基本可變荷載包括:列車活載、汽車或平板掛車或履帶車、由列車活載和汽車活載引起的沖擊力、曲線上的離心力、由活載引起的土側(cè)壓力。公路橋中的人群荷載.鐵路橋梁的列車橫向搖擺力等.其他可變荷載包括:制動力或牽引力、風力、溫度力、流水壓力、水壓力和施工荷載等。2004 -2005學年第2學期 B卷課程名稱:橋梁工程專業(yè):土木工程年級:02級出題教師:季文玉,徐艷秋,韓冰,盧文良一、填空題(每空1分,共18分)1常用重力式橋臺的形式有u形 、T形 、埋式、耳墻式橋臺和挖臺等。2橋梁用普誦鋼支犀有 平板、弧形、搖軸 、 輥軸支犀 4種類型.3通常將橋梁設(shè)計荷載分為三大類:永久
25、荷載、可變荷載、偶然荷載 .4橋梁凈空包括和。5柱式橋墩的型式主要有單柱式、多柱式、啞鈴式和混合柱式四種。6講.行擴大基礎(chǔ)檢算時,常進行基底的傾覆 穩(wěn)定性和滑動 穩(wěn)定性檢算。7我國古代隋朝時期修建,位于河北趙縣的著名古橋是。二、名詞解釋(每個3分,共12分)1可變荷載;設(shè)計使用期內(nèi)其值隨時間變化,且其變化與平均值相比不可忽略的荷載。2橋渡;橋梁、橋頭引線和導(dǎo)流防護工程等建筑物的總稱3先張法;指先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆筑梁體混凝土的建造方法。4荷載橫向分布影響線;指P=1在梁上作橫向移動時,某主梁在同一縱向坐標上所分配到的不 同荷載作用力。三、簡答題(每題5分,共40分)以下為
26、答題的要點,只要能答出主要知識點即可.另外,對于包含知識點較多的題目,只要 學生答對幾個主要的知識點也可給滿分.試給出公路橋臺計算時的三種最不利車輛荷載布置情況。(1)、車輛荷載僅布置在臺后填土的破壞棱體上;(2分)(2)、車輛荷載僅布置臺頂上或橋跨結(jié)構(gòu)及臺頂上;(2分)(3)、車輛荷載布置在橋跨結(jié)構(gòu)上、臺頂上及臺后填土的破壞棱體上。(1分)引起簡支梁梁長變化的主要原因有哪些?伸縮縫要滿足哪些基本要求?溫度變化是影響伸縮量的主要因素?;炷恋男熳兒褪湛s;各種荷重所引起的橋梁撓度;地 震影響、縱坡等也引起梁長變化。理想的伸縮縫應(yīng)滿足:使橋梁自由伸縮,牢固耐用,平順,防止雨水和雜物 滲入阻塞, 維
27、修方便。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中的預(yù)應(yīng)力鋼筋為何一般多在梁端附近彎起?其起彎角的大小對梁的 內(nèi)力有何影響?為什么要限制曲率半徑?彎起的原因:(1)預(yù)應(yīng)力筋用來抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩,而彎矩從跨中向兩端逐漸變小, 因此力筋位置可以適應(yīng)這種變化而向上移動(2 )從抗剪的角度,彎起可產(chǎn)生預(yù)剪力(3)便于兩端 錨具布置。彎起角的大小影響預(yù)應(yīng)力損失大小進而影響抵抗內(nèi)力的能力,另外對抗剪有影響,對彎起 點附近的混凝土受力有影響,彎起越劇烈對混凝土越不利,限制彎曲半徑也是為了防止彎曲處的 徑向力過大引起混凝土破壞。在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中,要進行管道壓漿和封端作業(yè)它們的目的是什么?壓漿:是混凝土和力筋粘結(jié),便于
28、發(fā)揮力筋強度從而提高梁的承載能力、抗裂和耐久性; 保護力筋免受腐蝕。封端:主要是防止錨具免受腐蝕。鋼桁梁的制動撐架的作用是什么?主要是使制動力順利傳遞給固定支座,另外較少橫梁側(cè)向撓曲的彎矩。簡述板式橡膠支座的工作原理.工作原理:豎向荷載作用下,嵌入橡膠片之間的鋼板將限制橡膠的側(cè)向膨脹,提高了支座的 豎向剛度;水平力作用下,鋼板間的橡膠產(chǎn)生剪切變形,實現(xiàn)其水平位移。梁端發(fā)生轉(zhuǎn)動時, 橡膠支座通過內(nèi)外不均勻壓縮自動適應(yīng)。7 .鐵路鋼筋混凝土梁擋碴墻為什么要設(shè)置斷縫?答:因擋碴墻高于梁頂面許多,如不將它斷開,則在豎向荷載作用下?lián)醪陦斆娉惺芎艽蟮膲?力,會導(dǎo)致該處混凝土壓碎破壞,其目的是使擋碴墻不參
29、與主梁的工作??缍萕6m的鐵路鋼筋混凝土分片板式截面梁,兩片梁之間是否需要聯(lián)結(jié)?為什么? 不需要任何聯(lián)結(jié)。因為板底支承面較寬,截面重心又較低,不會發(fā)生側(cè)向傾覆。B卷填空題:每空1分柱式橋墩的主要型式主要有單柱式、多柱式、啞鈴式和混合式.支座按其容許變形的可能性分為固定支座、單向活動支座和多向活動支座 鋼桁梁的聯(lián)結(jié)系分為橫向聯(lián)結(jié)系和縱向聯(lián)結(jié)系兩種。常用的重力式橋臺有U型橋臺、T型橋臺、埋式橋臺、耳墻式橋臺及挖臺.名詞解釋:每題4分支座:支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分(1分)。它的作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的支承范例傳遞給墩臺(1 分),并保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載(包括溫度)作用下能滿足設(shè)計所要求的變形(1分),并且保
30、證 橋跨結(jié)構(gòu)的實際支承情況與所取計算圖式相符(1分)。鋼桁梁的主桁:主桁是桁梁橋的主要承重結(jié)構(gòu)2分),它將承受的荷載傳遞給支座(1分).主桁 由上弦、下弦和腹桿組成(1分).簡答題:每題6分簡述重力式實體橋墩的分類及各自的適用條件.答:重力式實體橋墩按截面形式分為矩形、圓形和圓端形(3分)。矩形橋墩適用于無水、靜水或靠近岸邊水流流速小處(1分)。圓形橋墩適用于流向不穩(wěn)定或水流與橋梁法線斜交角大于15度,且橋梁不寬的情況(1分)。圓端形橋墩一般用于斜交角小于15度的水中橋墩(1分).給出橋臺計算時的三種最不利車輛荷載布置情況.答:1、車輛荷載僅布置在臺后填土的破壞棱體上;(2分)2、車輛荷載僅布
31、置臺頂上或橋跨結(jié)構(gòu)及臺頂上;(2分)3、車輛荷載布置在橋跨結(jié)構(gòu)上、臺頂上及臺后填土的破壞棱體上。(2分)橋梁工程試卷1答案一、填空題(每題1分,共20分)(請將答案填寫在答題紙上)鋼筋混凝土梁梁內(nèi)鋼筋分為兩大類,有受力鋼筋 和 構(gòu)造鋼筋. 公路橋梁的作用按其隨時間變化的性質(zhì),分為永久作用 、可變作用 、 偶然作用 。按結(jié)構(gòu)體系及其受力特點,橋梁可劃分為 梁 、拱 、索 和 組合體系。 明挖擴大基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗算包括傾覆穩(wěn)定驗算和滑動穩(wěn)定驗算。橋梁支座按其變?yōu)榈目赡苄苑譃楣潭ㄖё突顒又ё?。橋跨結(jié)構(gòu)在一氣溫變化、 活載作用、混凝土收縮、 徐變等影響下將會發(fā) 生伸縮變形。鋼橋所用的連接形式有鉚接、
32、 焊接、 栓接 。二、名詞解釋(每題3分,共15分)建筑高度:橋面(或軌底)至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣的距離。荷載橫向分布:是指對于多主梁橋,作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁間進行分配,或者 說各主梁如何共同分擔車輛活載。沖擊力:車輛活載以一定速度在橋上行使時,會使橋梁發(fā)生振動,產(chǎn)生豎向動力作用,這種 動力作用會使橋梁的內(nèi)力和變形較靜活載作用時為大,其作用大小為沖擊力。偶然作用:指在設(shè)計基準期內(nèi)不一定出現(xiàn),但一旦出現(xiàn),其值很大且持續(xù)時間很短的作用結(jié)合梁橋:用剪力鍵或抗剪結(jié)合器或其他方法將混凝土橋面板與其下的鋼板梁結(jié)合成整體的 梁式結(jié)構(gòu)。三、簡答題(每題5分,共35分)1 .在鐵路橋梁中,道碴橋面需要設(shè)置
33、擋碴墻,順橋向擋碴墻需設(shè)置斷縫,這是為什么?答:在鐵路橋梁中,順橋向內(nèi)外側(cè)擋碴墻高于梁頂面,在設(shè)計時控制梁頂面壓應(yīng)力不超過材料 的允許壓應(yīng)力,因此,如果擋碴墻參與主梁共同工作,可能會使擋碴墻壓應(yīng)力超過材料的允許 壓應(yīng)力,造成擋碴墻壓碎(4分).所以在擋碴墻上隔一定距離設(shè)置一道斷縫,使擋碴墻不參與 主梁共同工作。(1分)在裝配式T形梁橋中,橫隔梁(板)的作用是什么?答:鐵路橋梁:兩片梁架設(shè)好后,應(yīng)先將橫隔板連接好后才能通車,不僅在于保持橫向穩(wěn)定性 更重要的是使兩片梁在列車荷載作用下能共同分擔荷載和防止梁受扭(2分)。鋼軌并不是正好 位于梁肋之上,而是在梁肋內(nèi)側(cè).這樣,如果兩片梁沒有聯(lián)成整體,那么
34、在列車通過時,梁便要受 扭;若聯(lián)成整體,則在直線線路上,由于線路中線與已聯(lián)成整體的橋梁中心線重合(或基本重合), 則梁就不會受扭或僅稍稍受扭(1分)。對于在曲線上的橋梁,由于存在離心力并且列車也不是 均勻分配在兩片梁上,因此就更有設(shè)置橫隔板的必要(1分)。公路橋梁:橫隔梁在裝配式T形梁橋中起著保證各根主梁相互聯(lián)成整體的作用.它的剛度越大, 橋梁的整體性越好,在荷載作用下各主梁就能更好地共同工作.(1分)公路車道荷載為什么需要進行縱向折減?答:因為在制訂車道荷載標準時,采用了自然堵塞的車間間距,在確定荷載大小時,采用了重 車居多的調(diào)查資料(2分)。但對大跨徑橋梁,隨著跨徑的增加,實際通行車輛出現(xiàn)
35、上述情況就 會逐步緩解,因此,需對汽車荷載按跨度進行折減(3分)。設(shè)置橋梁縱坡的原因和目的是什么?答:一方面有利于排水(3分),另一方面,則是橋梁立面布置所必需(2分)。為什么斜橋的斜交角不宜過大?答:斜橋的斜交角過大將使得:1)橋梁的跨度增大,提高造價;(2分)2)結(jié)構(gòu)受力不合理;(2分)3) 增加構(gòu)造難度.(1分)分別闡述板式橡膠支座和盆式橡膠支座的工作原理答:板式橡膠支座的活動機理是:利用橡膠的不均勻彈性壓縮實現(xiàn)轉(zhuǎn)角(1.5分),利用橡膠的 剪切變形實現(xiàn)水平位移(1.5分)。盆式橡膠支座的工作原理是:利用橡膠塊在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì)(適度不均勻壓縮) 來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動(1分);依靠聚四
36、氟乙烯板與不銹鋼板之間的低摩擦系數(shù)來實現(xiàn)水平位移.(1分)試給出鐵路橋墩幾種可能的荷載組合,并給出相應(yīng)的活載布置圖式.答:1)按在橋墩各截面上可能產(chǎn)生的最大豎向力的情況進行組合。(2分)2)按橋墩各截面在順橋向可能產(chǎn)生的最大偏心和最大彎矩的情況進行組合。(2分)3)按橋墩各截面在橫橋向可能產(chǎn)生最大偏心和最大彎矩的情況進行組合。(1分)10kN/m橋梁工程試卷2答案一、填空題(每空1分,共20分)(請將答案填寫在答題紙上)簡支梁(板)的架設(shè),從架梁的工藝類別劃分有陸地架梁法、淫吊架梁法和架橋機架梁法。 作用代表值包括 標準值 、 頻遇值 、準永久值。 橋臺的常見型式有重力式橋臺、輕型橋臺、框架式
37、橋臺和組合式橋臺等。 公路橋面構(gòu)造包括橋面鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道、路緣石(或 填:安全帶、欄桿、燈柱、安全護欄、伸縮裝置 任一個)等。鋼桁梁的主桁主要由上弦桿、下弦桿、腹桿和節(jié)點組成.懸索橋主要由索塔、拉索、加勁梁 和錨碇等組成.二、名詞解釋(每題3分,共15分)凈跨徑:在設(shè)計洪水位上相鄰兩橋墩(臺)之間的距離。車輛制動力:指車輛在剎車時為克服車輛的慣性力而在路面或軌道與車輪之間發(fā)生的滑動 摩擦力。模板:是用于澆筑混凝土、形成結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的臨時性結(jié)構(gòu).上水平縱向聯(lián)結(jié)系:在兩片主桁對應(yīng)的弦桿之間,加設(shè)若干水平布置的撐桿,并與主桁弦 桿共同組成一個水平桁架,以承受橫向水平力,這個水平桁架就叫
38、做水平縱向聯(lián)結(jié)系,簡稱 平縱聯(lián)。持久狀態(tài):指橋涵使用過程中長期承受結(jié)構(gòu)自重、汽車荷載等作用的狀態(tài).在該狀態(tài)下要求 對設(shè)想的結(jié)構(gòu)所有功能進行設(shè)計.三、簡答題(每題5分,共35分)1 .預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁與鋼筋混凝土簡支梁相比有何優(yōu)點?答:1)采用高強度鋼筋,可節(jié)約一定的普通鋼筋;(1.5分)2)預(yù)加壓應(yīng)力可大幅度提高梁體的抗裂性,并增加了梁的耐久性;(1。5分)3)由于利用高標號混凝土,截面尺寸減小,梁體自重減輕,可以增大跨越能力,也有利于運輸和 架設(shè);(1分)4)混凝土全截面受壓,充分發(fā)揮了混凝土抗壓性能的優(yōu)勢,也提高了梁的剛度。(1分)支座的作用是什么?連續(xù)梁橋的固定支座布置有何要求?答:1
39、)支座的作用是把上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞到墩臺上,并能夠適應(yīng)活載、混凝土收縮與徐 變等因素所產(chǎn)生的變位(位移和轉(zhuǎn)角),使上下部結(jié)構(gòu)的實際受力情況符合設(shè)計的計算圖式。(4 分)2)連續(xù)梁橋每聯(lián)只設(shè)一個固定支座.曲線連續(xù)梁中間常設(shè)單支點支座,僅在一聯(lián)范圍的梁的端 部(或橋臺上)設(shè)置雙支座。(1分)作用效應(yīng)組合的基本原則是什么?答:應(yīng)只涉及結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)(3分),并以橋梁在施工或運營時可能處于最不 利受力狀態(tài)為原則.(2分)在后張法預(yù)應(yīng)力簡支梁中,預(yù)應(yīng)力筋大部分在梁端附近都要彎起,這是為什么?答:在后張法預(yù)應(yīng)力簡支梁中,跨中截面為了獲得最大的承載能力和較大的預(yù)壓應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力筋 盡可能地靠
40、近梁的下緣布置,在支點附近由于梁體自重彎矩減小,在張拉錨固階段梁體上緣可 能會出現(xiàn)過高的拉應(yīng)力,可能導(dǎo)致開裂,因此為減小預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩,所以大部分預(yù)應(yīng)力鋼筋 在梁端附近都要彎起以減小偏心(3分)。再者,由于預(yù)應(yīng)力鋼筋靠錨具錨固在梁端,錨具和張拉 千斤頂需要一定的工作面積,錨具墊板下混凝土具有較高的局部壓應(yīng)力,可能造成錨下混凝土 開裂,因此也需要將錨具在梁端分散布置,使得大部分預(yù)應(yīng)力鋼筋在梁端附近都要彎起(2分)。橋梁伸縮裝置的作用是什么?答:橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮和徐變等影響下將會發(fā)生伸縮變形。(1分) 橋梁伸縮裝置作用就是為滿足結(jié)構(gòu)按照設(shè)計的計算圖式變形,同時又能保證車輛
41、平順通過。(4 分)試述橋梁工程設(shè)計的基本原則以及各原則之間的關(guān)系。答:1)橋梁設(shè)計的原則為:安全性、適用性、經(jīng)濟、美觀。(3分)2)安全是第一前提。在滿足安全、適用要求的條件下,考慮經(jīng)濟。在安全、適用和經(jīng)濟的前提 下,盡可能使橋梁具有優(yōu)美的造型。(2分)7 .在什么條件下應(yīng)該對擴大基礎(chǔ)的基底應(yīng)力進行重分布計算?為什么需要進行應(yīng)力重分布計 算?答:當基底應(yīng)力出現(xiàn)小于零的情況下,應(yīng)進行基底應(yīng)力重分布計算(2分)。這是由于當部分基 底應(yīng)力小于零時,意味著這部分基礎(chǔ)不再承受壓力,而導(dǎo)致截面內(nèi)壓應(yīng)力峰值可能增大,因此,為保證基底應(yīng)力滿足安全要求,需要進行應(yīng)力重分布計算。(3分)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理自學指
42、導(dǎo)書北京交通大學土建學院朱爾玉第2章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能提要鋼筋和混凝土的力學性能,是鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算的基 礎(chǔ)。學習本章時應(yīng)掌握:(1)不同類型鋼筋的應(yīng)力一應(yīng)變曲線及其區(qū)別,鋼筋的強度、變形、彈性模量, 鋼筋的品種和級別;(2)鋼筋的冷加工方法及冷拉、冷拔鋼筋的性能:(3)混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求,鋼筋的選用原則;(4)混凝土的強度等級,影響混凝土強度和變形的因素,混凝土的各類強度 指標,混凝土的變形模量;(5)混凝土的徐變和收縮現(xiàn)象及其對結(jié)構(gòu)的影響;(6)保證鋼筋和混凝土粘結(jié)力的構(gòu)造措施。小 結(jié)(1)有明顯屈服點的鋼筋(軟鋼)和無明顯屈服點的鋼筋(硬鋼)的應(yīng)力一
43、應(yīng) 變曲線不同.屈服強度是軟鋼強度設(shè)計值的依據(jù).對于硬鋼,則取條件屈服強度f02 作為強度設(shè)計值的依據(jù)。.(2)為了節(jié)約鋼材,常用冷拉或冷拔來提高熱軋鋼筋的強度.冷拉只能提高鋼筋 的抗拉強度,冷拔可以同時提高抗拉強度和抗壓強度。(3)I、ll、lll級熱軋鋼筋通常用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);II、III、IV級冷拉鋼筋及 甲級冷拔低碳鋼絲、高強鋼絲、鋼鉸線、熱處理鋼筋等,用作預(yù)應(yīng)力鋼筋.用于混凝 土結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)滿足強度、塑性、可焊性、與混凝土有可靠粘結(jié)等多方面要求.(4)混凝土立方體抗壓強度指標作為評定混凝土強度等級的標準,我國規(guī)定采 用150mm邊長的立方體作為標準試塊?;炷凛S心抗壓強度是結(jié)構(gòu)混
44、凝土最基本的 強度指標,混凝土軸心抗拉強度及局部抗壓強度等,都和軸心抗壓強度有一定的關(guān) 系。對于不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)選擇不同強度等級的混凝土.(5)混凝土的徐變和收縮對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能有重要影 響。雖然影響徐變和收縮的因素基本相同,但它們之間具有本質(zhì)的區(qū)別.混凝土在 重復(fù)荷載作用下的變形性能與一次短期荷載作用下的變形不同。(6)鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力是二者能共同工作的主要原因,應(yīng)當采取各種必 要的措施加以保證。思考題混凝土的徐變混凝土強度標準值鋼筋冷加工的方法有哪幾種?冷拉和冷拔后鋼筋的力學性能有何變化?什么是鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力?影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強度的主要因素有哪
45、 些?為保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結(jié)力要采取哪些措施?第3章按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法提 要在以后各章中,將要討論混凝土結(jié)構(gòu)各種基本構(gòu)件以及樓蓋、單層廠房、多層 框架等結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算。這些構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的型式雖然不同,但其設(shè)計計算都采用共 同的方法一概率極限狀態(tài)設(shè)計法。因此,在討論具體的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,先介 紹概率極限狀態(tài)設(shè)計法。學習本章時,應(yīng)抓住下面幾個主要問題:了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力、正態(tài)分布曲線、結(jié)構(gòu)的可靠度、 結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率、結(jié)構(gòu)的可靠指標和材料的設(shè)計參數(shù)的基本概念;了解荷載的分類、荷載的代表值、荷載分項系數(shù)和荷載設(shè)計值的概念及其 確定方法,了解極限狀態(tài)
46、的定義及分類;掌握按承載能力極限狀態(tài)和按正常使用極限狀態(tài)進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的 方法。小 結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計是解決如何處理結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力三者的關(guān)系. 由于結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力都是隨機變量,為簡化起見,假定它們服 從正態(tài)分布,用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析.要理解和掌握這個分析方法,要 了解結(jié)構(gòu)可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率、結(jié)構(gòu)的可靠指標以及材料的強度標 準值和設(shè)計值等概念。結(jié)構(gòu)設(shè)計離不開荷載,荷載分恒載和活荷載,活荷載有標準值、組合值、 準永久值等多個代表值,不同的代表值適用于不同的設(shè)計場合。整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足安全性、適用性或 耐久性等
47、功能要求時,這一特定狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)已達到該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極 限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種.在這兩種極限狀態(tài)中,一 般情況下,超過承載能力極限狀態(tài)所造成的后果比超過正常使用極限狀態(tài)更嚴重。 因此,設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,必須進行承載力(包括壓屈失穩(wěn))計算;在必要時尚 應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移驗算。處于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的承載力 計算.對于使用上需要控制變形和裂縫的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,還需要進行變形和裂縫的驗算。承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算公式是以概率理論為基礎(chǔ), 采用荷載標準值、材料強度標準值以及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、材料分項 系數(shù)、可變荷載的組合系
48、數(shù)等多個系數(shù)表示.由于承載能力極限狀態(tài)所考察的是結(jié) 構(gòu)構(gòu)件的破壞階段,而正常使用極限狀態(tài)考察的是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用階段,同時,承 載力問題一般比變形、裂縫問題更重要,因此,按承載能力極限狀態(tài)計算和按正常 使用極限狀態(tài)計算二者在各系數(shù)的取值上有所不同.思考題結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 2.荷載的設(shè)計值3.結(jié)構(gòu)的可靠性活荷載的準永久值5.結(jié)構(gòu)上的作用6.荷載的組合值7.結(jié)構(gòu)可靠性 8.活 荷載的頻遇值9.試說明荷載標準值與設(shè)計值之間的關(guān)系,荷載分項系數(shù)如何取值?第四章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力提 要本章的重點是:了解配筋率對受彎構(gòu)件破壞特征的影響,以及適筋受彎構(gòu)件在各個工作階 段的受力特點;掌握單筋矩形截面、雙
49、筋矩形截面和T形截面正截面承載力的計算方法;熟悉受彎構(gòu)件正截面的構(gòu)造要求。小結(jié)鋼筋混凝土梁由于配筋率不同,有超筋梁、少筋梁和適筋梁三種破壞形態(tài), 其中超筋梁和少筋梁在設(shè)計中不能采用。適筋梁的破壞經(jīng)歷三個階段.第1階段末I為受彎構(gòu)件抗裂度的計算依據(jù); 第11階段是一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的使用階段,是裂縫寬度和變形的計算依據(jù); 第11階段末111是受彎構(gòu)件正截面承載力的計算依據(jù).計算受彎構(gòu)件正截面承載力時,混凝土的壓應(yīng)力圖形以等效矩形應(yīng)力圖形代替?;炷恋膹澢箟簭姸仍O(shè)計值f是等效矩形應(yīng)力圖形中的換算強度,不是 材料本身的力學指標。cm受彎構(gòu)件分為單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面。三種截面的截
50、面 選擇和截面校核的方法及步驟見各框圖所示。在繪制施工圖時,鋼筋直徑、凈距、保護層、錨固長度等應(yīng)符合規(guī)范有 關(guān)構(gòu)造規(guī)定。思考題超筋梁2.少筋梁3.配筋率4.雙筋矩形截面梁5.界限破壞在什么情況下可采用雙筋截面梁,雙筋梁的基本計算公式為什么要有適用條件? 的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下,這時應(yīng)當如何計算?計算題P86 4。3 4.5第五章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力提 要本章介紹受彎構(gòu)件斜截面承載力的計算和構(gòu)造問題。重點是:斜截面破壞的主要形態(tài),影響斜截面抗剪承載力的主要因素,無腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承載力的計算公式及適用條件,防止斜壓 破壞和斜拉破壞的措施;受彎承載力圖(材料圖)的作法,彎起鋼筋的彎
51、起位置和縱向受力鋼筋的截 斷位置;縱向受力鋼筋伸入支座的錨固要求和箍筋構(gòu)造要求;伸臂梁配筋圖的繪制方法。小 結(jié)斜裂縫出現(xiàn)前,鋼筋混凝土梁可視為勻質(zhì)彈性材料梁,剪彎段的應(yīng)力可 甩材料力學方法分析;斜裂縫的出現(xiàn)將引起截面應(yīng)力重新分布,材料力學方法則不 再適用.隨著梁的剪跨比和配箍率的變化,梁沿斜截面可發(fā)生斜拉破壞、剪壓破壞和 斜壓破壞等主要破壞形態(tài),這幾種破壞都是脆性破壞.影響斜截面受剪承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強度等級、配箍率及 箍筋強度、縱筋配筋率等;計算公式是以主要影響參數(shù)為變量,以試驗統(tǒng)計為基礎(chǔ), 以滿足目標可靠指標的試驗偏下線為根據(jù)建立起來的。斜截面受剪承載力的計算公式是以剪壓破壞
52、的受力特征為依據(jù)建立的,因 此應(yīng)采取相應(yīng)構(gòu)造措施防止斜壓破壞和斜拉破壞的發(fā)生,即截面尺寸應(yīng)有保證,箍 筋的最大間距、最小直徑及配箍率應(yīng)滿足構(gòu)造要求。斜截面承截力包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力兩方面。不僅要滿 足計算要求,而且應(yīng)采取必要的構(gòu)造措施來保證.彎起鋼筋的彎起位置、縱筋的截斷 位置以及有關(guān)縱筋的錨固要求、箍筋的構(gòu)造要求等,在設(shè)計中均應(yīng)予以考慮和重視。思考題1、試述剪跨比的概念及其對斜截面破壞的影響。2、試述梁斜截面受剪破壞的三種 形態(tài)及其破壞特征.3、影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些?4、寫出矩形、T形、I形粱在不同荷載情況下斜截面受剪承載力計算公式。5、計 算梁斜截面受剪承載
53、力時應(yīng)取那些計算截面?6、什么是材料抵抗彎矩圖?如何繪制?為什么要繪制?7、為了保證梁斜截面受彎承載力,對縱筋的彎起、錨固、截斷以及箍筋的間距, 有什么構(gòu)造要求?計算題P1225。35。65。7第六章受壓構(gòu)件的截面承載力提 要本章的重點是:軸心受壓構(gòu)件的受力特點,配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的承載力計算;偏心受壓構(gòu)件的分類和破壞特征,縱向彎曲對偏心受壓構(gòu)件的影響;矩形截面(非對稱配筋和對稱配筋)及I形截面(對稱配筋)偏心受壓構(gòu)件正 截面承載力的計算和構(gòu)造;偏心受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力計算。矩形截面偏心受壓構(gòu)件的破壞特征、截面設(shè)計計算和構(gòu)造、截面承載力復(fù)核是 本章重點。本章的難點是小偏心受壓構(gòu)件
54、的計算.把握住該情形下混凝土受壓區(qū)的 變化特點、鋼筋應(yīng)力、附加偏心距e的計算方法以及運用內(nèi)力平衡條件,是解決這 一難點的關(guān)鍵.a小 結(jié)配有普通箍筋的軸心受壓短柱,鋼筋和混凝土的共同工作可直到破壞為止, 同樣可用材料力學的方法分析混凝土和鋼筋的應(yīng)力,但應(yīng)考慮混凝土塑性變形的影 響;構(gòu)件破壞時,混凝土達到極限壓應(yīng)變,應(yīng)力達到軸心抗壓強度,縱向鋼筋應(yīng)力 達到抗壓屈服強度(低強度鋼筋)或達到0.002E (高強度鋼筋,實際強度高于0.002E 時)。配有螺旋箍筋的柱,由于螺旋箍筋對混凝土的約束而可以提高柱的承載力。s軸心受壓構(gòu)件由于縱向彎曲的影響將降低構(gòu)件的承載力,因而在計算長柱 時引入“穩(wěn)定系數(shù),短
55、柱的=1. 0。根據(jù)偏心距的大小和配筋情況,偏心受壓構(gòu)件可分為大偏心受壓和小偏心 受壓兩種狀態(tài)。其界限破壞狀態(tài)與適筋和超筋梁的界限完全相同.當時,構(gòu)件處于 大偏心受壓狀態(tài)(含界限狀態(tài));當時,構(gòu)件為小偏心受壓狀態(tài)。在大偏心受壓承載力極限狀態(tài)時,受拉鋼筋和受壓鋼筋都達到屈服(當時 不屈服),混凝土壓應(yīng)力圖形與適筋梁相同,據(jù)此建立的兩個平衡方程是進行截面 選擇和承載力校核的依據(jù).在小偏心受壓承載力極限狀態(tài)下,離縱向力較近一側(cè)鋼筋受壓屈服,混凝 土被壓碎,但離縱向力較遠一側(cè)的鋼筋無論受拉和受壓都不會屈服,混凝土壓應(yīng)力 圖形也比較復(fù)雜。在小偏心受壓計算中,引入與的線性關(guān)系式以及“附加偏心距e ” 是解
56、決上述問題的關(guān)鍵,并使小偏心受壓的計算與大偏心受壓的計算公式相協(xié)調(diào):由于縱向彎曲的影響將降低長柱的承載力,因此當時,引進“偏心距增大 系數(shù)”以考慮其影響(時,取=1),值隨及的增加而增大.非對稱配筋的截面選擇,需要根據(jù)偏心距的大小判斷大小偏心受壓情形: 當時,按大偏心受壓計算;當時,按小偏心受壓計算。而對稱配筋的截面選擇,則 可按的大小直接判斯.偏心受壓構(gòu)件的受壓承載力不僅取決于截面尺寸和材料強度等,還取決于內(nèi) 力N和M的組合,因此截面的承載力校核是在給定e的條件下進行的。在利用承載 力公式解聯(lián)立方程時,應(yīng)首先解出.0偏心受壓斜截面抗剪計算,與受彎構(gòu)件矩形截面獨立梁受集中荷載的抗剪 公式有密切
57、聯(lián)系.軸向壓力的存在對抗剪有利。思考題1、軸心受壓普通箍筋拄與螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計算有何不同?2、簡述偏心受壓短柱的破壞形態(tài)?偏心受壓構(gòu)件如何分類?3、長柱的正截面受壓破壞與短柱的破壞有何異同?什么是偏心受壓長柱的二階彎 矩?4、怎樣區(qū)分大、小偏心受壓破壞的界限?5、怎樣進行不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的設(shè)計與計算?6、對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件大、小偏心受壓破壞的界限如何區(qū)分?7、怎樣進行對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的設(shè)計與計算?8、什么是構(gòu)件偏心受壓正截面承載力的相關(guān)曲線?9、矩形截面大、小偏心受壓破壞有何本質(zhì)區(qū)別?在截面設(shè)計時如何判別?在截面 復(fù)
58、核時如何判別? 10、附加偏心距、計算偏心距和初始偏心距的物理意義是什么?計算題:P1796。3、6.4、6。6第七章 受拉構(gòu)件的截面承載力提 要本章的重點是:軸心受拉構(gòu)件的受力特點和承載力計算;軸心受拉構(gòu)件的配筋構(gòu)造;偏心受拉構(gòu)件的分類及受力特征,矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面承載力的計 算;偏心受拉構(gòu)件的斜截面受剪承載力計算。小 結(jié)鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件開裂前的應(yīng)力可采用換算截面、利用材料力學公 式進行分析;在混凝土進入彈塑性階段后,由于塑性變形的影響,截面應(yīng)力會發(fā)生重 分布現(xiàn)象。開裂截面處裂縫貫通整個截面,該處拉力全部由鋼筋承擔。開裂前后的 鋼筋應(yīng)力發(fā)生突變.在進行軸心受力構(gòu)件的承載力計算時
59、,除滿足計算公式要求外,尚需符合有 關(guān)構(gòu)造要求,配筋不應(yīng)小于最小配筋百分率,也不應(yīng)超過最大配筋百分率的規(guī)定。鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件也分為兩種情形:當偏心拉力作用在 A和之間 (即)時,為小偏心受拉;當拉力作用在A和之外(即)時為大偏心受拉。s4S.小偏心受拉的受力特點類似于軸心受拉構(gòu)件,破壞時拉力全部由鋼筋承 受;大偏心受拉的受力特點類似于受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件,破壞時截面有混凝 土受壓區(qū)存在.偏心受拉的斜截面抗剪計算,與受彎構(gòu)件矩形截面獨立梁受集中荷載的 抗剪公式有密切聯(lián)系。軸向拉力的存在將降低抗剪承載力。第八章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力提 要本章的重點是:矩形截面純扭構(gòu)件的受力性能和承載力
60、計算方法;剪扭相關(guān)性及矩形截面剪扭構(gòu)件承載力計算方法;矩形截面彎扭和彎剪扭構(gòu)件承載力計算方法;T形和I形截面彎剪扭構(gòu)件承載力計算原則;受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。小結(jié)素混凝土純扭構(gòu)件在扭矩作用下,首先在主拉應(yīng)力最大的長邊中點開裂, 隨即發(fā)生突然性的脆性破壞。構(gòu)件的開裂扭矩一般就是破壞扭矩。破壞時構(gòu)件三面 開裂一邊混凝土被壓碎,破壞面為一個空間扭曲面。構(gòu)件的實際抗扭承載力介于彈 性分析與塑性分析結(jié)果之間.配置抗扭鋼筋的純扭構(gòu)件,在開裂前其受力性能與素混凝土構(gòu)件沒有明顯 的差別,但開裂后不立即破壞,而是逐漸形成多條呈45左右的螺旋裂縫。裂縫處 由抗扭鋼筋繼續(xù)承擔拉力,并與裂縫間混凝土斜壓桿共同構(gòu)成空間桁架
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