设计原理

1、钢筋砼共同工作的有利条件:
两者间有良好的粘结力，保证荷载下的变形协调;——两者间温度膨胀系数较为接近，不会产生较大的温度应力；——混凝土为钢筋提供耐锈蚀保护
2、砼立方体抗压强度的概念，实验条件，涂油的影响？
概念：按规定的立方体标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。 实验条件：按标准制作的试件在20?C±2?C温度和相对湿度95%以上的潮湿环境中养护28d；依照标准试验方法测得的抗压强度值(MPa为单位)
涂油的影响：在承压板和试件上下表面之间涂以油脂润滑剂，则试验加压时摩阻力将大为减小，所测得的抗压强度较低。
9、收缩与应力相关吗?主要是什么影响因素？无关，因素：混凝土的组成和配合比、养护使用条件下的温度与湿度
10、徐变与塑性变形区别？徐变不同于塑性变形！——徐变在各种应力水平下都可能发生，塑性变形在超过一定应力水才平会发生 ——徐变可部分恢复，塑性变形不可恢复。
12、无明显流幅钢筋的名义屈服极限强度如何定？将对于残余应变为0.2% 时的应力作为屈服点，《公路桥规》取σ0.2 =0.85σb。
13、钢筋与砼粘结作用组成，影响粘结作用的因素有哪些？粘结力组成：i. 混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力（较小） ii. 钢筋与混凝土接触界面上的物理摩擦力（不稳定）iii. 钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力（较大，稳定）
影响粘结强度的因素：主要有混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度和钢筋净间距以及钢筋外形等。
1、目前国际上结构概率设计法分几个水准？我国处于那个水准？水准I——半概率设计法 水准II——近似概率设计法 水准III —— 全概率设计法我国处于水准二
2、结构的功能要求有哪些？可靠度、设计基准期的概念，我国工程设计基准期取值？结构设计的预期功能要求 ——安全要求：构件承载力和结构稳定性（超常作用） ——适用要求：结构刚度和整体性（常规作用）
——耐久要求：材料化学和物理稳定性（长期作用）。结构的可靠度：——是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预期功能要求的概率。
设计基准期：——是进行结构可靠性，可靠度分析时，考虑持久设计状况下各项基本设计变量与时间关系所采用的基准时间参数。
设计基准期取值：中国公路桥梁设计规范统一取100年。
4、极限状态、可靠、失效概念？可靠状态：结构能够满足各项功能要求而良好工作的状态；失效状态：可靠状态以外的其他工作状态；极限状态：可靠状态与失效状态之间作为划分界限的临界边际状态。
5、承载能力极限状态、正常使用

极限状态概念？承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态
正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态。
8、有哪三种设计状况？分别对应哪些极限状态计算？根据结构在不同时段内的特定物理条件，结构设计状况分为：持久状况、短暂状况和偶然状况
持久状况——定义：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。——设计要求：必须同时进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计
短暂状况——定义：桥涵施工过程中承受临时性荷载/作用的状况。——设计要求：一般只进行承载能力极限状态设计，必要时进行正常使用极限状态的设计
偶然状况——定义：桥涵使用过程中偶然出现的状况，如地震、车/船撞击等，出现概率极小。——设计要求：只需进行承载能力极限状态设计
10、结构承载能力极限状态设计计算原则是什么？作用效应最不利组合（基本组合）设计值必须小于或等于结构抗力的设计值。
12、结构上作用分哪几类？永久作用：结构使用期间，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用 。可变作用：结构使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽视的作用。偶然作用：结构使用期间出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用
14、作用效应组合有哪些？
承载能力极限状态计算时作用效应组合。 基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用的设计值效应相组合。偶然组合：永久作用的标准值效应与可变作用的某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。
正常使用极限状态计算时作用效应组合——短期效应组合：永久作用的标准值效应与可变作用的频遇值效应相组合。——长期效应组合：永久作用的标准值效应与可变作用的准永久值效应相组合。
2、板中分布筋有何作用？如何布置？
板内分布钢筋的作用：i. 协助分布荷载，使主钢筋受力更均匀； ii. 施工时固定主钢筋位置、形成稳定的钢筋骨架； iii. 分担混凝土收缩以及温度、湿度变化引起的应力，防止构件表面开裂。
布置：分布筋应放置在受力钢筋的上侧。《公路桥规》规定，行车道板分布钢筋直径不小于8mm，其间距应不大于200mm，截面面积不宜小于板截面面积的0.1%。在所有主钢筋的弯折处，均应设置分布钢筋。人行道板分布钢筋直径不小于6mm，其间距应不大于200mm。双向板的配筋：在两个受力方向(长边和短边方向)均需配置受力主钢筋
3、梁中钢筋有哪几种？各有何用？
——梁

内配筋的种类：计算受力钢筋i. 纵向受拉主钢筋（抗弯） ii. 弯起钢筋或斜钢筋（抗剪；抗弯） iii. 箍筋（抗剪；起分布钢筋作用） 辅助钢筋iv. 架立钢筋（固定钢筋骨架） v. 水平向分布钢筋（同板的分布筋）
4、适筋受弯构件正截面工作的荷载-挠度曲线、三个工作阶段？三个阶段：第一阶段：梁没有裂缝；第二阶段：梁带有裂缝工作；第三阶段：裂缝急剧开裂，纵向受力钢筋应力维持在屈服强度不变。
5、适筋、超筋、少筋和界限破坏概念？
适筋梁破坏（设计目标）定义：加载过程中受拉钢筋先屈服、然后受压区边缘混凝土再压碎，截面达到极限承载力而破坏特点：破坏前梁的挠度较大，裂缝发育（受拉区混凝土竖向裂缝较多、较宽），征兆明显；延性较好。发生条件：截面配筋率ρ处于合适范围(ρmin≤ρ≤ρmax)。
超筋梁破坏（避免！）——定义：加载过程中受压区边缘混凝土先压碎、而此时受拉钢筋尚未屈服，截面达到极限承载力而破坏——特点：破坏前梁的挠度较小，裂缝不发育（受拉区混凝土竖向开裂较少），征兆不明显；破坏时混凝土压溃高度较大，属脆性破坏。——发生条件：截面配筋率ρ超过最大配筋率ρmax(ρ＞ρmax)。
. 少筋梁破坏（避免！）——定义：加载过程中受拉区边缘混凝土一旦开裂、受拉钢筋立即进入屈服，截面达到极限承载力而破坏——特点：破坏前梁的挠度很小，受拉区混凝土无开裂， 几乎没有征兆；属脆性破坏。——发生条件：截面配筋率ρ低于最小配筋率ρmin(ρ＜ρmin)。
界限破坏：钢筋混凝土梁受拉区主钢筋达到屈服应变εy的同时，受压区边缘混凝土达到极限压应变εcu而压碎。
6、受弯构件正截面计算的基本假设?
平截面假定(几何关系、变形协调条件)钢筋混凝土受弯构件正截面从开始加载直至破坏的各个阶段，截面平均应变均为直线分布 。
忽略受拉区混凝土的抗拉强度：钢筋混凝土受弯构件到达正截面极限承载力时，受 拉区裂缝截面处大部分混凝土已退出工作，余下小部分受拉混凝土应力较低，对正截面承载力贡献不大，可以忽略。
材料应力-应变关系（本构关系、物理条件）——混凝土受压的应力-应变关系：二次抛物线和水平线组成的曲线。
1、受弯构件斜截面破坏三种形态如何描述？各有何特点？
1)．斜拉破坏 ( m > 3 ) 产生条件：一般发生在剪跨比较大（m >3）的无腹筋梁 破坏特征：当斜裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝（临界斜裂缝），并迅速延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断成两部分。破坏面较整齐，无压碎痕迹，同时，沿纵向钢筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。这种破坏

即为斜拉破坏。
2)．剪压破坏（是斜截面剪切破坏中最常见的一种破坏形态） 产生条件：一般发生在剪跨比适中即1≤m≤3的无腹筋梁 破坏特征：梁在剪弯区段内出现斜裂缝，随着荷载的增大，陆续出现几条斜裂缝，其中一条发展成为临界斜裂缝。临界斜裂缝出现后，梁还能继续增加荷载，斜裂缝延伸至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力和剪应力共同作用下被压碎而破坏，这种破坏称为剪压破坏。
3)．斜压破坏产生条件： 当剪跨比较小（m＜1) 破坏特征：在加载点和支座之间出现一条斜裂缝，然后出现若干条大体相平行的斜裂缝．梁腹被分割成若干个倾斜的小柱体。随着荷载增大，梁腹发生类似混凝土棱柱体被压坏的情况，即破坏时斜裂缝多而密，但没有主裂缝，故称为斜压破坏。
1、普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的概念？普通箍筋柱：配有纵向钢 筋和普通箍筋；螺旋箍筋柱：配有纵向钢筋和螺旋箍筋 。
2、轴心受压构件中纵筋的作用，普通箍筋、螺旋箍筋的作用？纵筋：(1) 协助混凝土受压，减小截面尺寸；(2) 承受可能出现的意外弯矩；(3) 增加构件的破坏延性 普通箍筋：(1) 防止纵向钢筋局部屈曲失稳；(2) 固定纵筋位置，与纵筋形成钢筋骨架、方便施工螺旋箍筋：(1) 具备普通箍筋的作用；(2) 约束核心混凝土，提高其承载力和延性
5、螺旋箍筋柱相对同截面、同尺寸普通箍筋柱承载能力一定提高吗？延性会改善吗？不一定提高，延性不一定会改善。不考虑螺旋箍筋环箍效应的条件： a. 长柱；b. NII < NI； c. 螺旋箍筋配置过少。
1、偏心受压柱纵筋如何布置？纵筋：抗拉、抗压；沿截面短边集中布置或圆周均匀布置。
2、大偏心受压、小偏心受压、界限破坏的概念？
受拉破坏（大偏心受压破坏）——发生条件：相对偏心距e0/h较大，受拉纵筋配置较少——破坏过程：加载开始，与偏心压力N同侧（简称近侧，下同）材料受压，与N异侧（简称远侧，下同）材料受拉；随荷载增加，远侧受拉区混凝土出现横向裂缝，接着远侧钢筋受拉屈服，最后近侧钢筋受压屈服、混凝土压碎，构件达到极限承载力。
受压破坏（小偏心受压破坏）——发生条件：相对偏心距e0/h较小，远侧纵筋配置较多；——破坏过程：加载开始，与N同侧（简称近侧，下同）材料受压，与N异侧（简称远侧，下同）材料受压或受拉；随荷载增加，最后近侧钢筋受压屈服、混凝土压碎，构件达到极限承载力。偏心受压构件的界限破坏——远侧钢筋As 受拉屈服的同时，近侧混凝土达到极限压应变而压碎、钢筋 As’ 受压屈服，截面达到极限承载力而破坏。
3、偏心

受压构件承载能力状态M-N相关曲线特点？受压破坏：N不变，M越小越安全；M不变，N越小越安全。受拉破坏：N不变，M越小越安全；M不变，N越大越安全。
4、偏心受压短柱、长柱、细长柱破坏特点如何区别？
短柱破坏：u << e0 条件：l0 / h < 8 特点：截面材料破坏，破坏时偏心距增大不明显 。
长柱破坏：u 与 e0相比不可忽视条件：8 < l0 / h < 30特点：截面材料破坏，破坏时偏心距明显增大。
细长柱破坏：u 与 e0相比不可忽视条件：l0 / h > 30特点：构件横向挠曲失稳破坏，破坏时偏心距剧增。
5、如何考虑长柱横向挠曲对抗压性能的影响？
偏心受压构件控制截面实际弯矩值：η 称为偏心受压构件考虑纵向挠曲影响的轴向力偏心距增大系数。η越大表明二阶弯矩影响越大。
6、偏心受压构件对称配筋概念？矩形截面偏心受压构件的纵筋配置：——距偏心压力较远一侧钢筋面积As ——距偏心压力较近一侧钢筋面积A’s 非对称配筋： As ≠ A’s ——对称配筋： As = A’s
1、变形、裂缝计算属于何种极限状态？采用哪些作用效应组合类型？
承载能力极限状态。 采用与承载能力极限状态下不同的作用效应组合a.应力验算采用施工荷载效应标准值组合，要考虑起吊时的动力系数，但作用效应分项系数均为1；b. 裂缝、变形验算采用作用短期效应组合或长期 效应组合；c. 采用换算截面进行计算。
2、换算截面的三个假定？换算前后钢筋和假想砼之间的应力、应变关系？——平截面假定：应变直线分布——材料线弹性假定：σ = E ε ——受拉区混凝土退出工作
3、裂缝宽度计算主要有哪几种理论？
方法：（1）计算理论法：通过机理分析建立计算图示，结合试验资料得到计算公式:粘结滑移理论；无滑移理论；综合理论。（2）数理统计法：直接对大量试验资料进行数理统计，归纳得到经验公式。
1、相比预拱应力砼结构、钢筋砼结构的主要缺陷？
（1）带裂缝工作开裂显著降低结构刚度，当跨径增大时，为控制结构变形，材料用量、自重增加很快，结构跨越能力受限；开裂使得结构耐久性受到影响。（2）无法利用高强材料 为限制裂缝宽度，正常条件使用钢筋应力通常< 150~250MPa。高强钢材标准抗拉强度可达1860MPa以上，按照普通加筋方法使用，其抗拉强度严重浪费而不宜采用；
5、预应力砼结构的优缺点？优点（1）提高了构件的抗裂度和刚度。改善结构的耐久性。（2）可节省材料减少自重。（3）可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。（4）结构质量安全可靠。（5）促进桥梁结构新体系与施工方向的发展。
缺点：（1）工艺复杂对施工的要求较高。（

2）需要有专门的设备。（3）预应力上拱度无法控制。（4）开工费用较大。
7、锚具锚因结力的原理有哪些？根据锚固受力原理，可分为以下三大类：（1）摩阻锚具：如锥塞锚、夹片锚等（2）承压锚具：如镦头锚、螺母锚具等（3 ）粘结握裹锚具：如压花锚、挤压锚等
8、对预应力砼结构有哪三种概念的理解?1）预加应力的目的是为了将混凝土变成拉压对称的弹性材料，提高加筋混凝土截面的开裂弯矩/抗裂性 2）预加应力的目的是使高强混凝土和高强钢材能够共同工作 3）预加应力的目的是为了实现荷载平衡.
9、预应力能够提高构件正截面抗弯极限承载能力吗？预应力对改善构件什么性能有重要意义？预应力只能改善受弯构件正常使用性能；预应力不能提高受弯构件极限承载能力！！
10、预应力砼受弯构件相比普通钢筋砼构件开裂弯矩有何区别？开裂弯矩：使得构件受拉区边缘混凝土即将开裂的弯矩值。当预应力混凝土受弯构件正截面受拉区边缘混凝土预压应力被消压弯矩M0抵消为0后，再增加一个普通钢筋混凝土梁截面开裂弯矩Mcr,c，则受拉区边缘混凝土达到其抗拉强度ftk，即将开裂。