結構設計原理期末複習答疑

2023-02-09 18:03:06 字數 4622 閱讀 3693

考核方式

本課程採用形成性考核與終結性考試相結合的考核方式,滿分100分,及格60分。終結性考試成績佔考核總成績的80%;形成性考核佔考核總成績的20%。終結性考試為筆試,時間為90分鐘。

學員參加考試應帶鋼筆、鉛筆、三角板或直尺、橡皮和計算器。

命題依據

命題依據是本課程的借用教材,即**廣播電視大學出版社出版的、由常春偉主編的《結構設計原理》。

出題範圍包括以下幾章:

第1章緒論

第2章鋼筋混凝土結構的基本概念及材料的物理力學效能

第3章鋼筋混凝土受彎構件正截面的承載力計算

第4章鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力的計算

第6章鋼筋混凝土軸向受力構件承載力

第7章鋼筋混凝土受彎構件的應力、裂縫和變形

第8章預應力混凝土結構的基本原理

第10章砌體與混凝土結構

試題型別和結構

期末考試試題型別為選擇題30分、判斷題15分、簡答題40分、計算題15分。題目數量分別是15、15、5、1。

第1章緒論

考核要求:

1.掌握各種材料結構的特點及其應用。

2.了解結構各種計算方法。

3.了解極限狀態、可靠度的概念。

複習要點:

1.鋼結構在荷載作用下截面應力的計算值最能反映實際受力情況,因而結構工作的可靠性高。由於鋼材的強度高,所以承受同樣荷載,構件所需的截面積很小,故與其它結構相比,鋼結構自重較輕。鋼構件可以在工廠製作,在工地拼裝連線,因而施工效率高。

鋼結構的主要缺點是耐高溫差、易腐蝕。鋼結構應用範圍很廣,例如,在大跨徑的鋼橋、高層建築、人行天橋、鋼屋架等永久建築中使用。此外,還用於鋼支架、鋼模板、鋼圍堰等臨時結構中。

2.結構或構件達到最大承載能力或不適於繼續承載的變形的狀態稱為承載能力極限狀態。當結構或構件出現下列狀態之一時,認為超過了承載能力極限狀態:

(1)作為剛體失去平衡,如傾覆、滑移等;

(2)因被超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞)或因過度塑性變形而不適於繼續承載;

(3)變為機動體系;

(4)喪失穩定,如壓屈等。

3.結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值時的狀態稱為正常使用極限狀態。當結構或構件出現下列狀態之一時,則認為超過了正常使用極限狀態:

(1)影響正常使用或外觀的變形;

(2)影響正常使用或耐久性的區域性損壞(包括裂縫);

(3)影響正常使用的振動;

(4)影響正常使用的其他特定狀態。

4.結構的可靠性包括安全性、適用性和耐久性。可靠性用可靠度來度量。結構的可靠度就是結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率。

第2章鋼筋混凝土結構的基本概念及材料的物理力學效能

考核要求:

1.掌握混凝土及鋼筋的材料力學效能。

2.理解鋼筋與混凝土的共同工作的概念。

3.掌握鋼筋的品種、等級及加工。

複習要點:

1.計算鋼筋混凝土結構時,對於有明顯流幅的鋼筋,取它的屈服強度作為設計強度的依據。這是因為構件中鋼筋的應力到達屈服強度後,將產生很大的塑性變形,這時鋼筋混凝土構件將出現很大的變形和不可閉合的裂縫,以致不能使用。

2.對沒有明顯流幅或屈服點的鋼筋,其比例極限大約相當於極限強度的65%。在實用上取殘餘應變為0.2%時的應力(相當於極限強度的80%)作為假定的屈服點,即條件屈服點(又稱協定屈服點)。

3.通常把屈服強度與抗拉極限強度的比值稱為屈強比,它代表了材料的強度儲備,一般屈強比要求不大於0.8。

4.鋼筋的塑性通常用伸長率和冷彎效能兩個指標來衡量。

5.混凝土立方體抗壓強度又被稱為混凝土標號。《公路橋規》中規定用於公路橋梁承重部的混凝土標號分為15、20、25、30、40、50和60號7個等級。鋼筋混凝土構件的混凝土標號不宜低於15號;當採用ⅱ、ⅲ級鋼筋時,混凝土標號不宜低於20號。

6.在荷載的長期作用下,混凝土的變形將隨時間而增加。即在應力不變的情況下,混凝土的應變隨時間繼續增長,這種現象被稱為混凝土的徐變。

7.混凝土在空氣中結硬時體積減小的現象稱為收縮。

第3章鋼筋混凝土受彎構件正截面的承載力計算

考核要求:

1.掌握受彎構件的構造要求。

2.掌握受彎構件正截面受力的三個工作階段及三種破壞形式。

3.理解受彎構件正截面計算的基本假定及壓區混凝土等效應力圖形。

4.理解受彎構件正截面的承載力計算的方法。

複習要點:

1.鋼筋混凝土梁正截面工作劃分為:彈性工作階段(整體工作階段),帶裂縫工作階段和破壞階段。第一階段——彈性工作階段(整體工作階段)末ia可作為受彎構件開裂彎矩的計算依據;第ⅱ階段——帶裂縫工作階段,相當於梁使用時的應力狀態,可作為正常使用階段的變形和裂縫寬度計算的依據;第ⅲ階段——破壞階段末可作為承載能力極限狀態計算時的依據。

2.根據梁的破壞形式不同,梁的破壞可分為:適筋梁、超筋梁和少筋梁三類。

3.當鋼筋和混凝土強度確定後,一根梁總會有乙個特定的配筋率,它使得鋼筋應力達到屈服強度的同時,受壓區邊緣纖維應變也恰好到達混凝土受彎時的極限壓應變。這種梁的破壞叫「界限破壞」,即適筋梁與超筋梁的界限。「界限破壞」梁的破壞特點是:

受拉筋應力達到屈服的同時,受壓混凝土壓碎而梁立即破壞。梁的「界限破壞」時所對應的配筋率為最大配筋率。

第4章鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力的計算

考核要點:

1.掌握斜截面的破壞特徵及影響斜截面抗剪能力的主要因素。

2.理解斜截面抗剪承載力的計算方法,掌握斜截面抗剪承載力的構造要求。

3.了解全梁承載能力校核的方法。

4.了解斜截面抗彎承載力計算方法。

5.了解連續梁斜截面破壞特點及抗剪計算方法。

6.了解深梁破壞形態及構造要求。

複習要點:

1.有腹筋梁與無腹筋梁的受力機制區別在於:①箍筋和彎起鋼筋的作用明顯;②斜裂縫間的混凝土參加了抗剪。

2.梁斜截面破壞的三種形態為斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞。

斜拉破壞:當剪跨比較大(m>3)時,或箍筋配置過少時,常發生這種破壞。

剪壓破壞:當剪跨比約為1~3,且腹筋配置適中時,常發生這種破壞。

斜壓破壞:當剪跨比m較小(m<1)時,或剪跨比適中(1  3.斜拉破壞的特點:這種破壞可與正截面的少筋破壞相模擬。

其破壞荷載與出現斜裂縫時的荷載很接近,破壞過程急驟,破壞面較整齊,破壞前梁的變形很小,具有明顯的脆性。

4.剪壓破壞的特點:破壞性質類似於正截面的適筋破壞,但其變形很小,仍屬於脆性破壞。

5.斜壓破壞的特點:這種破壞形態可與正截面的超筋破壞相模擬,也屬於脆性破壞。

6.影響受彎構件斜截面抗剪效能的因素有:剪跨比、混凝土的強度、骨料品種、縱筋強度和配筋率、配箍率和箍筋強度、梁的截面尺寸、荷載形式、支座約束條件等等。其中,最主要的因素有剪跨比、混凝土強度、縱筋配筋率和配箍率和箍筋強度。

7.隨著剪跨比m的增加,梁的破壞形態按斜壓(m<1)、剪壓(13)的順序演變,而抗剪承載力逐步降低。當m>3後,剪跨比的影響已不明顯,抗剪承載力趨於穩定。

8.受彎構件斜截面受剪破壞的主要形態有:斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞。

斜拉破壞特徵:破壞過程急速且突然,彎曲裂縫一旦出現,就迅速向受壓區斜向伸展,直至荷載板邊緣,使混凝土裂通,梁被撕裂成兩部分,而喪失承載能力。

剪壓破壞特徵:梁破壞時,與斜裂縫相交的腹筋達到屈服強度,同時剪壓區的混凝土在壓應力和剪應力的共同作用下,達到了復合受力時的極限強度。

斜壓破壞特徵:首先混凝土在載入點與支座間被斜裂縫分割成若干個斜向短柱,當混凝土中的壓應力超過其抗壓強度時,混凝土即被壓壞。破壞時,與斜裂縫相交的腹筋往往達不到屈服強度。

第6章鋼筋混凝土軸向受力構件承載力

考核要求:

1.掌握軸心受拉、軸心受壓構件的破壞特點,理解承載力計算方法。

2.掌握軸向受力構件的構造要求。

3.理解螺旋箍筋柱、偏心受壓構件的承載力計算方法。

4.了解長細比對受壓構件承載力的影響、偏心受壓構件截面破壞形態。

5.了解大小偏心受壓的界限、偏心矩增大係數。

複習要點:

1.當荷載的合力通過構件截面重心的受壓構件即為軸心受壓構件。鋼筋混凝土軸心受壓構件按配筋方式不同可分為兩種形式:

(1)配有縱向鋼筋及箍筋的軸心受壓構件,稱為普通箍筋柱;(2)配有縱向鋼筋及螺旋箍筋 (或焊接環形箍筋)的軸心受壓構件,稱為螺旋箍筋柱,也稱為間接箍筋柱。

2.如果在鋼筋混凝土軸心受壓構件採用高等強度鋼筋,一般是混凝土先被壓碎而鋼筋尚未達到屈服強度。所以在受壓構件設計中,採用高強度鋼筋是不經濟的,也是沒有必要的。

3.鋼筋混凝土長柱承載力與相同條件下短柱承載力的比值稱為鋼筋混凝土構件的縱向彎曲係數。縱向彎曲係數與柱的長細比、混凝土和鋼筋強度以及配筋率有關,與長細比關係最大。長細比越大,縱向彎曲係數越小。

4.鋼筋混凝土偏心受壓構件根據破壞特徵不同分為大偏心受壓構件和小偏心受壓構件。

形成大偏心受壓破壞的條件是:相對偏心距較大,且受拉鋼筋配筋率較小的情況;形成小偏心受壓破壞的條件是:相對偏心距較小,或雖然相對偏心距較大,但構件配置的受拉鋼筋較多的情況。

大偏心受壓構件的破壞特徵是:偏心受壓構件的破壞是由於受拉鋼筋首先達到屈服強度而導致受壓混凝土壓碎。構件臨界破壞時有明顯的徵兆,橫向裂縫開展顯著。

構件的承載力取決於受拉鋼筋的強度和數量。

小偏心受壓構件的破壞特徵一般是:首先受壓區邊緣混凝土的應變達到極限壓應變,受壓區混凝土被壓碎;同一側的鋼筋壓應力達到屈服強度,而另一側的鋼筋,不論受拉還是受壓,其應力均達不到屈服強度。構件破壞前,受壓區高度略有增加,破壞時無明顯預兆。

其正截面承載力取決於受壓區混凝土強度和受壓鋼筋強度。

結構設計原理》複習

填空題1 公路橋涵設計中所採用的荷載有如下幾類 永久荷載 可變荷載和偶然荷載 將空心板截面換算成等效的工字形截面的方法,是根據面積 慣性矩和形心位置不變的原則。2 鋼筋混凝土受彎構件沿斜截面的主要破壞形態有斜壓破壞 斜拉破壞和剪壓破壞等。影響有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有 剪跨比 混凝土強度 縱...

《結構設計原理》複習

第六章軸心受壓構件的正截面承載力計算 二 複習題 一 填空題 1 鋼筋混凝土軸心受壓構件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分為兩種 普通箍筋柱和螺旋箍筋柱 2 普通箍筋的作用是 防止縱向鋼筋區域性壓屈 並與縱向鋼筋形成鋼筋骨架,便於施工 3 螺旋筋的作用是使截面中間部分 核心 混凝土成為約束混凝土,從...

《結構設計原理》複習

三 複習題 一 填空題 1 在鋼筋混凝土構件中鋼筋的作用是替混凝土受拉或協助混凝土受壓 2 混凝土的強度指標有混凝土的立方體強度 混凝土軸心抗壓強度和混凝土抗拉強度 3 混凝土的變形可分為兩類 受力變形和體積變形 4 鋼筋混凝土結構使用的鋼筋,不僅要強度高 而且要具有良好的塑性 可焊性 同時還要求與...