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钢筋混凝土结构设计原理复习重点

钢筋混凝土结构设计原理复习重点

1)在钢筋混凝土构件中,钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。2)钢筋与混凝土两种材料共同工作基于三个条件:1.钢筋与混凝土之间存在粘接力,使两者能结合在一起;2.钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近;3.钢筋埋置于混凝土中,混凝土对钢筋起到了保护和固定作用,使钢筋不容易发生锈蚀,且使其受压时不易失稳,在遭受火灾时不致因钢筋很快软化而导致结构整体破坏。3)混凝土优点:耐久性好、耐火性好、整体性好、可模性、就地取材、节约钢材;缺点:自重大、抗裂性差、需用模板、结构施工工序复杂,周期较长且受季节气候影响,损伤修复困难,隔热、隔声性能较差。钢筋的物理性能取决于它的化学成分;按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢。4)钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构中的普通钢筋可采用热轧钢筋;用于预应力混凝土结构中的预应力筋可采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋软钢:有明显流幅的钢筋。硬钢:无明显流幅的钢筋。工程上一般取残余应变为0.2%时的应力(σ0.2)作为无明显流幅钢筋的强度限值。5)钢筋应力-应变曲线分四个阶段:弹性阶段ob、屈服阶段bc、强化阶段cd、破坏阶段de。钢筋的两个强度指标:屈服强度(b点钢筋的强度限值),抗拉(极限)强度(d点钢筋的实际破坏强度)。钢筋还有两个塑形指标:延伸率(指钢筋试件上标距为10d或5d范围内的极限伸长率)和冷弯性能。6)疲劳破坏:钢筋在重复、周期动荷载作用下,经过一定次数后,钢材发生脆性的突然断裂破坏,而不是单调加载时的塑性破坏,这种破坏称为疲劳破坏。钢筋的疲劳强度:是指在某一规定应力变化幅度内经过一定的次数循环荷载后,发生破坏的最大应力值。混凝土结构对钢筋性能的要求:适当的强度和屈服比;足够的塑性;可焊性;耐久性和耐火性;与混凝土具有良好的粘结。7)混凝土的强度是指它抵抗外力产生的某种应力的能力。混凝土的强度有立方体抗压强度;轴心抗拉强度;轴心抗压强度。立方体抗压强度试验:取标准试件的立方体用钢模成型,经浇筑振捣密实静置一昼夜,试件拆模后放入标准养护室,28天后取出试件擦干表面水,置于试验机内,沿浇筑的垂直方向施加压力,连续加载至试件破坏。试件的破坏荷载除以承压面积即为标准立方体抗压强度。混凝土的强度等级:混凝土的各种力学指标的基本代表值。混凝土抗拉试验的方法有;轴心受拉;劈裂;弯折。8)徐变:在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随着时间而徐徐增长的现象。徐变的原因:混凝土中的水泥凝胶体在荷载的作用下产生黏性流动,将它承受的压力转给骨料颗粒骨料应力增大,试件变形随之增大;混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加使徐变增大。9)粘结应力:钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向剪应力。粘结强度:粘结失效时的最大粘结应力。粘结应力作用性质分为:锚固粘结应力;裂缝附近的粘结应力。光圆钢筋的粘结力组成:混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力;钢筋与混凝土表面间的摩擦力;钢筋表面粗糙不平的机械咬合力。影响钢筋混凝土的粘结强度因素:混凝土强度;混凝土保护层厚度及钢筋间距;钢筋的外形;横向配筋;侧向压应力;受力状态。10)结构上的作用:是指施加在结构上集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。直接作用或间接作用作用在结构构件上,由此对结构产生内力和变形,称为作用效应。结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力。安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。结构的可靠度是指结构在规定时间内,在规定条件下完成预定功能的概率。11)概率极限状态设计法:水准法Ⅰ-半概率法;水准Ⅱ-近似概率法;水准Ⅲ-全概率法。极限状态分为两类:承载能力极限状态(考虑结构安全性的功能)和正常使用极限状态(考虑结构的适用性和耐久性)。12)梁式板中一般布置两种钢筋:受力钢筋和分布钢筋。分布钢筋垂直于板的受力钢筋方向,并在受力钢筋的内侧按构造要求配置。分布钢筋的作用:浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置;抵抗温度变化和收缩产生的内力;承担并分布板上局部荷载产生的内力;适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点:第一阶段,未开裂阶段,特征:没有裂缝,挠度很小。该阶段可用于抗裂验算。第二阶段,带裂缝工作阶段,特征:有裂缝,但挠度不是很明显。该阶段可用于裂缝宽度及变形验算。第三阶段,破坏阶段,钢筋屈服,裂缝较宽,挠度较大。可用于正截面受弯承载力计算。13)正截面受弯破坏形态:适筋破坏特征是纵向受拉钢筋的应力首先达到屈服强度,然后受压区边缘混凝土达到极限压应变致使受压区混凝土被压坏,属于塑性破坏。超筋梁破坏特征是受压区混凝土被压碎而纵向受拉钢筋达不到屈服强度,属于脆性破坏。少筋破坏的特征是破坏时极限弯矩很小且受拉区混凝土一开裂梁就发生破坏,属于脆性破坏。14)轴心受压柱中的纵向钢筋与混凝土共同承担纵向压力,可以减少构件的截面尺寸,能抵抗因偶然偏心在构件受拉边产生的拉应力;防止构件的突然脆性破坏。改善混凝土的变性能力还可以减小混凝土的徐变变形和收缩。箍筋的作用主要是固定纵向钢筋的位置,与纵筋形成空间钢筋骨架,防止纵筋受力外凸,为纵向钢筋提供侧向支撑还可以约束核心混凝土,改善混凝土的变形性能。15)大偏心受压破坏:当纵向压力N的相对偏心距较大,且受拉钢筋As 配置的不过多时会出现受拉破坏。特征:受拉钢筋首先屈服而后受压区边缘混凝土达到极限压应变,受压钢筋达到屈服强度。小偏心受压破坏:当纵向压力N的相对偏心距较大,当受拉钢筋As配置数量过多,或者相对偏心距较小时发生受压破坏。特征:受压区混凝土被压坏,压应力较大一侧钢筋应力能够达到屈服强度,而另一侧钢筋受拉不屈服或受压不屈服。16)受压构件沿斜截面剪切破坏的主要形态有:斜压;剪压;斜拉。当梁受弯区剪力较大,弯矩较小,主压应力起主导作用时易发生斜压破坏,特点:混凝土被斜向压坏,箍筋应力达不到屈服强度,设计时用先知截面尺寸不得过小来防止这种破坏。当弯剪区弯矩过大,剪力较小,主拉应力起主导作用时易发生斜拉或剪压破坏。特征:破坏时梁被斜向拉裂成两部分,破坏过程急速而突然,设计时采用一定数量的箍筋和保证合适的箍筋间距来避免剪压破坏时箍筋应力首先达到屈服强度然后剪压区混凝土被压坏,破坏时钢筋和混凝土的强度均被充分利用。通过受剪承载力计算来防止减压破坏。17)影响梁斜截面受剪承载力的主要因素:剪跨比;混凝土强度;箍筋的配筋率和箍筋的强度;纵向钢筋的配筋率。斜裂缝产生的原因:剪力和弯矩复合作用引起的梁腹内主拉应力方向是倾斜的,当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时将出现斜裂缝。裂缝控制的目的:使用功能的要求;建筑外观的要求;耐久性的要求。影响裂缝宽度的主要因素:受拉区纵向钢筋的应力、直径、表面形状、配筋率、混凝土保护成厚度、荷载性质。18)裂缝控制等级:一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。三级:允许出现裂缝的构件,对钢筋混凝土构件,按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时,对预应力混凝土构件,按荷载标准组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过规定的最大裂缝宽度限制。对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。19)变形控制的目的和要求:保证结构的使用功能要求;避免非结构构件的损坏;满足外观和使用者的心理要求;避免对其他结构构件的不利影响。20)最小刚度原则:采用各同号弯矩区段内最大弯矩Mmax处的最小截面刚度Bmin作为该区段的刚度B按等刚度梁来计算构件的挠度,这就是受弯构件挠度计算的最小刚度原则。提高受弯构件刚度的措施:增大构件截面高度,增加受拉钢筋配筋率,提高混凝土强度等级,在构件受压区配置一定数量的受压钢筋,采用预应力混凝土构件。21)影响混凝土结构耐久性的主要因素:混凝土碳化;钢筋锈蚀;混凝土的冻融破坏;混凝土的碱集料反应;侵蚀性介质的腐蚀。22)纯扭构件的力学模型:矩形截面纯扭构件在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时,截面核心混凝土部分退出工作,所以实心截面的钢筋混凝土受扭构件可比拟为一箱型截面构件。此时,具有螺旋形裂缝的混凝土箱壁与抗扭纵筋和箍筋共同组成空间桁架抵抗扭矩。其中抗扭纵筋为空间桁架的弦杆,箍筋为受拉腹杆,被斜裂缝分割的斜向混凝土条带为斜压腹杆。23)塑性铰:梁跨中变形较集中的区域犹如一个能够转动的“铰”称之为塑性铰。特点:塑性铰实际上不是集中于一个截面,而是具有一定长度的塑性变形区域;塑性铰能承受弯矩;对于单筋受弯构件,塑性铰只能沿弯矩作用方向,绕不断上升的中和轴发生单向转动;塑性铰的转动能力受到配筋率等的限制,转动的转角值较小。24)先张法是制作预应力混凝土构件时,先张拉预应力筋后浇灌混凝土的一种方法。后张法是先浇灌混凝土,待混凝土达到规定强度后再张拉预应力筋的一种预加应力方法。有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。无粘结预应力指预应力筋伸缩、自由滑动,不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。25)引起预应力损失的原因:1.张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失σl1 ;2.预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2;3.混凝土加热养护时,预应力筋与承受拉力设备之间的温差引起的预应力损失σl3;4.预应力筋的应力松弛引起的预应力损失σl4;5.混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失σl5;6.用螺旋式预应力筋作配筋的环形构件,由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6。先张法构件的预应力损失有σl1、σl3、σl4、σl5;而后张法构件有σl1、σl2、σl4、σl5(当为环形构件时有σl6)。减少σl1损失的措施:1.尽量少用垫板,因为每增加一块垫板,a值就增加1mm;2.选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具;3.增加台座长度。减少σl2的措施有:1.对于较长的构件可采用两端张拉,则计算中的孔道长度即可减少一半;2.采用超张拉以抵消摩擦引起的部分损失。减少σl3损失的措施:采用两次升温养护。减少σl4损失的措施:采用超张拉来减少σl4损失。减少σl5损失的措施:1.采用高标号水泥,减少水泥用量,降低水灰比,采用干硬性混凝土;2.采用级配较好的骨料,加强振捣,提高混凝土的密实性;3.加强养护,以减少混凝土的收缩。1)在钢筋混凝土构件中,钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。2)钢筋与混凝土两种材料共同工作基于三个条件:1.钢筋与混凝土之间存在粘接力,使两者能结合在一起;2.钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近;3.钢筋埋置于混凝土中,混凝土对钢筋起到了保护和固定作用,使钢筋不容易发生锈蚀,且使其受压时不易失稳,在遭受火灾时不致因钢筋很快软化而导致结构整体破坏。3)混凝土优点:耐久性好、耐火性好、整体性好、可模性、就地取材、节约钢材;缺点:自重大、抗裂性差、需用模板、结构施工工序复杂,周期较长且受季节气候影响,损伤修复困难,隔热、隔声性能较差。钢筋的物理性能取决于它的化学成分;按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢。4)钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构中的普通钢筋可采用热轧钢筋;用于预应力混凝土结构中的预应力筋可采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋软钢:有明显流幅的钢筋。硬钢:无明显流幅的钢筋。工程上一般取残余应变为0.2%时的应力(σ0.2)作为无明显流幅钢筋的强度限值。5)钢筋应力-应变曲线分四个阶段:弹性阶段ob、屈服阶段bc、强化阶段cd、破坏阶段de。钢筋的两个强度指标:屈服强度(b点钢筋的强度限值),抗拉(极限)强度(d点钢筋的实际破坏强度)。钢筋还有两个塑形指标:延伸率(指钢筋试件上标距为10d或5d范围内的极限伸长率)和冷弯性能。6)疲劳破坏:钢筋在重复、周期动荷载作用下,经过一定次数后,钢材发生脆性的突然断裂破坏,而不是单调加载时的塑性破坏,这种破坏称为疲劳破坏。钢筋的疲劳强度:是指在某一规定应力变化幅度内经过一定的次数循环荷载后,发生破坏的最大应力值。混凝土结构对钢筋性能的要求:适当的强度和屈服比;足够的塑性;可焊性;耐久性和耐火性;与混凝土具有良好的粘结。7)混凝土的强度是指它抵抗外力产生的某种应力的能力。混凝土的强度有立方体抗压强度;轴心抗拉强度;轴心抗压强度。立方体抗压强度试验:取标准试件的立方体用钢模成型,经浇筑振捣密实静置一昼夜,试件拆模后放入标准养护室,28天后取出试件擦干表面水,置于试验机内,沿浇筑的垂直方向施加压力,连续加载至试件破坏。试件的破坏荷载除以承压面积即为标准立方体抗压强度。混凝土的强度等级:混凝土的各种力学指标的基本代表值。混凝土抗拉试验的方法有;轴心受拉;劈裂;弯折。8)徐变:在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随着时间而徐徐增长的现象。徐变的原因:混凝土中的水泥凝胶体在荷载的作用下产生黏性流动,将它承受的压力转给骨料颗粒骨料应力增大,试件变形随之增大;混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加使徐变增大。9)粘结应力:钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向剪应力。粘结强度:粘结失效时的最大粘结应力。粘结应力作用性质分为:锚固粘结应力;裂缝附近的粘结应力。光圆钢筋的粘结力组成:混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力;钢筋与混凝土表面间的摩擦力;钢筋表面粗糙不平的机械咬合力。影响钢筋混凝土的粘结强度因素:混凝土强度;混凝土保护层厚度及钢筋间距;钢筋的外形;横向配筋;侧向压应力;受力状态。10)结构上的作用:是指施加在结构上集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。直接作用或间接作用作用在结构构件上,由此对结构产生内力和变形,称为作用效应。结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力。安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。结构的可靠度是指结构在规定时间内,在规定条件下完成预定功能的概率。11)概率极限状态设计法:水准法Ⅰ-半概率法;水准Ⅱ-近似概率法;水准Ⅲ-全概率法。极限状态分为两类:承载能力极限状态(考虑结构安全性的功能)和正常使用极限状态(考虑结构的适用性和耐久性)。12)梁式板中一般布置两种钢筋:受力钢筋和分布钢筋。分布钢筋垂直于板的受力钢筋方向,并在受力钢筋的内侧按构造要求配置。分布钢筋的作用:浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置;抵抗温度变化和收缩产生的内力;承担并分布板上局部荷载产生的内力;适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点:第一阶段,未开裂阶段,特征:没有裂缝,挠度很小。该阶段可用于抗裂验算。第二阶段,带裂缝工作阶段,特征:有裂缝,但挠度不是很明显。该阶段可用于裂缝宽度及变形验算。第三阶段,破坏阶段,钢筋屈服,裂缝较宽,挠度较大。可用于正截面受弯承载力计算。13)正截面受弯破坏形态:适筋破坏特征是纵向受拉钢筋的应力首先达到屈服强度,然后受压区边缘混凝土达到极限压应变致使受压区混凝土被压坏,属于塑性破坏。超筋梁破坏特征是受压区混凝土被压碎而纵向受拉钢筋达不到屈服强度,属于脆性破坏。少筋破坏的特征是破坏时极限弯矩很小且受拉区混凝土一开裂梁就发生破坏,属于脆性破坏。14)轴心受压柱中的纵向钢筋与混凝土共同承担纵向压力,可以减少构件的截面尺寸,能抵抗因偶然偏心在构件受拉边产生的拉应力;防止构件的突然脆性破坏。改善混凝土的变性能力还可以减小混凝土的徐变变形和收缩。箍筋的作用主要是固定纵向钢筋的位置,与纵筋形成空间钢筋骨架,防止纵筋受力外凸,为纵向钢筋提供侧向支撑还可以约束核心混凝土,改善混凝土的变形性能。15)大偏心受压破坏:当纵向压力N的相对偏心距较大,且受拉钢筋As 配置的不过多时会出现受拉破坏。特征:受拉钢筋首先屈服而后受压区边缘混凝土达到极限压应变,受压钢筋达到屈服强度。小偏心受压破坏:当纵向压力N的相对偏心距较大,当受拉钢筋As配置数量过多,或者相对偏心距较小时发生受压破坏。特征:受压区混凝土被压坏,压应力较大一侧钢筋应力能够达到屈服强度,而另一侧钢筋受拉不屈服或受压不屈服。16)受压构件沿斜截面剪切破坏的主要形态有:斜压;剪压;斜拉。当梁受弯区剪力较大,弯矩较小,主压应力起主导作用时易发生斜压破坏,特点:混凝土被斜向压坏,箍筋应力达不到屈服强度,设计时用先知截面尺寸不得过小来防止这种破坏。当弯剪区弯矩过大,剪力较小,主拉应力起主导作用时易发生斜拉或剪压破坏。特征:破坏时梁被斜向拉裂成两部分,破坏过程急速而突然,设计时采用一定数量的箍筋和保证合适的箍筋间距来避免剪压破坏时箍筋应力首先达到屈服强度然后剪压区混凝土被压坏,破坏时钢筋和混凝土的强度均被充分利用。通过受剪承载力计算来防止减压破坏。17)影响梁斜截面受剪承载力的主要因素:剪跨比;混凝土强度;箍筋的配筋率和箍筋的强度;纵向钢筋的配筋率。斜裂缝产生的原因:剪力和弯矩复合作用引起的梁腹内主拉应力方向是倾斜的,当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时将出现斜裂缝。裂缝控制的目的:使用功能的要求;建筑外观的要求;耐久性的要求。影响裂缝宽度的主要因素:受拉区纵向钢筋的应力、直径、表面形状、配筋率、混凝土保护成厚度、荷载性质。18)裂缝控制等级:一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。三级:允许出现裂缝的构件,对钢筋混凝土构件,按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时,对预应力混凝土构件,按荷载标准组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过规定的最大裂缝宽度限制。对二a类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。19)变形控制的目的和要求:保证结构的使用功能要求;避免非结构构件的损坏;满足外观和使用者的心理要求;避免对其他结构构件的不利影响。20)最小刚度原则:采用各同号弯矩区段内最大弯矩Mmax处的最小截面刚度Bmin作为该区段的刚度B按等刚度梁来计算构件的挠度,这就是受弯构件挠度计算的最小刚度原则。提高受弯构件刚度的措施:增大构件截面高度,增加受拉钢筋配筋率,提高混凝土强度等级,在构件受压区配置一定数量的受压钢筋,采用预应力混凝土构件。21)影响混凝土结构耐久性的主要因素:混凝土碳化;钢筋锈蚀;混凝土的冻融破坏;混凝土的碱集料反应;侵蚀性介质的腐蚀。22)纯扭构件的力学模型:矩形截面纯扭构件在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时,截面核心混凝土部分退出工作,所以实心截面的钢筋混凝土受扭构件可比拟为一箱型截面构件。此时,具有螺旋形裂缝的混凝土箱壁与抗扭纵筋和箍筋共同组成空间桁架抵抗扭矩。其中抗扭纵筋为空间桁架的弦杆,箍筋为受拉腹杆,被斜裂缝分割的斜向混凝土条带为斜压腹杆。23)塑性铰:梁跨中变形较集中的区域犹如一个能够转动的“铰”称之为塑性铰。特点:塑性铰实际上不是集中于一个截面,而是具有一定长度的塑性变形区域;塑性铰能承受弯矩;对于单筋受弯构件,塑性铰只能沿弯矩作用方向,绕不断上升的中和轴发生单向转动;塑性铰的转动能力受到配筋率等的限制,转动的转角值较小。24)先张法是制作预应力混凝土构件时,先张拉预应力筋后浇灌混凝土的一种方法。后张法是先浇灌混凝土,待混凝土达到规定强度后再张拉预应力筋的一种预加应力方法。有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。无粘结预应力指预应力筋伸缩、自由滑动,不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。25)引起预应力损失的原因:1.张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失σl1 ;2.预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2;3.混凝土加热养护时,预应力筋与承受拉力设备之间的温差引起的预应力损失σl3;4.预应力筋的应力松弛引起的预应力损失σl4;5.混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失σl5;6.用螺旋式预应力筋作配筋的环形构件,由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6。先张法构件的预应力损失有σl1、σl3、σl4、σl5;而后张法构件有σl1、σl2、σl4、σl5(当为环形构件时有σl6)。减少σl1损失的措施:1.尽量少用垫板,因为每增加一块垫板,a值就增加1mm;2.选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具;3.增加台座长度。减少σl2的措施有:1.对于较长的构件可采用两端张拉,则计算中的孔道长度即可减少一半;2.采用超张拉以抵消摩擦引起的部分损失。减少σl3损失的措施:采用两次升温养护。减少σl4损失的措施:采用超张拉来减少σl4损失。减少σl5损失的措施:1.采用高标号水泥,减少水泥用量,降低水灰比,采用干硬性混凝土;2.采用级配较好的骨料,加强振捣,提高混凝土的密实性;3.加强养护,以减少混凝土的收缩。

混凝土结构设计原理课程设计任务书

《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖 适用专业:土木工程专业(本科) 使用班级:2014级土木4、5班 设计时间:2016年12月 设计任务书

建筑工程教研室 《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖设计任务书 一、设计任务: 设计某三层轻工厂房车间的楼盖,拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置,确定梁、板、柱截面尺寸,计算梁板配筋,并绘制结构施工图。 二、设计目的 《混凝土结构》课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节,对培养和提高学生的基本技能,启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。 1.了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容,为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。 2.复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。 3.掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法,诸如: (1)进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图; (2)掌握弹性理论和塑性理论的设计方法; (3)掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法; (4)了解构造设计的重要性,掌握现浇梁板的有关构造要求; (5)掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定; (6)学习书写结构计算书; (7)学习运用规范。 三、设计资料 1、结构平面及柱网布置如图所示(楼梯间在此平面外),按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1,车间内无侵蚀性介质,柱网尺寸见表二。每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进行设计。 活荷载标准值 表1

表3 度序号 ^组 活载序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ① 1 2 P 3 4 5 31 43 56 ② 6 7 r 8 9 10 32 44 55 ③ 11 12 13 14 15 33 45 54 ④ 16 17 18 19 20 34 46 53 ⑤ 21 22 23 24 25 35 47 52 ⑥ 26 27 28 29 30 36 48 51 ⑦ 37 38 39 40 41 42 49 50 2、楼面构造 楼面面层为水磨石(底层20mm 厚水泥砂浆,10mm 面层),自重 为 0.65kN/m 2 ;顶棚为15mm 厚混合砂浆抹灰;梁用15mm 厚混合砂浆 抹灰。 3、材料 ① 混凝土:自定。 ② 钢 筋:自定。 四、设计内容及要求 1 .结构布置 柱网尺寸给定,要求了解确定的原则。 梁格布置,要求确定主、次梁 布置方向及次梁间距。 2.按塑性理论方法设计楼板和次梁,按弹性理论方法设计主梁。 3.提交结构计算书一份。要求:步骤清楚、计算正确、书写工整。 4.绘制结构施工图。内容包括 ( 1 )结构平面布置; ( 2)板、次梁配筋图; 序号 L x L y ① 6600 5400 ② 6600 6600 ③ 6900 5700 ④ 6900 6000 ⑤ 6900 6300 ⑥ 6900 6600 ⑦ 7200 6000 ⑧ 7200 6300 柱网跨度尺寸 分组编号 表2 结构平面及柱网布置图

混凝土结构设计原理复习重点(非常好) 期末复习资料汇总

1.混凝土结构:以混凝土为主要材料制作的结构。包括: 素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。 钢筋混凝土结构优点:就地取材,节约钢材,耐久、耐火,可模性好,整体性好,刚度大,变形小。缺点:自重大,抗裂性差,性质较脆。 2.钢筋塑性性能:伸长率,冷弯性能。伸长率越 大,塑性越好。 3.规定以边长为150mm的立方体在(20+-3)度的温度 和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度(以N/mm2计)作为混凝土的强度等级。 4.收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。 膨胀:混凝土在水中或处于饱和和湿度情况下结硬时体积增大的现象。 水泥用量越多、水灰比越大,收缩越大。骨料的级配好、弹性模量大,收缩小。构件的体积与表面积比值大,收缩小。 5.钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20。采 用400MPa以上钢筋,不应低于C25。预应力混凝土结构,不宜低于C40,不应低于C30。承受重复荷载的,不应低于C30。 6.粘结力的影响因素:化学胶结力(钢筋与混凝土接触面 上的化学吸附作用力),摩擦力(混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力),机械咬合力(钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力),钢筋端部的锚固力(一般是用在钢筋端部弯钩、弯折,在锚固区焊短钢筋、短角钢等方法来提供锚固力)。 7.结构的作用是指施加在结构上的集中力或分布力,以 及引起结构外加变形或约束变形的各种因素。按时间的变异分:永久作用,可变作用,偶然作用。8.结构抗力R是指整个结构或结构构件承受作用效应 (即内力和变形)的能力,如构件的承承载能力、刚度等。 9.设计使用年限:是指设计规定的结构或结构构件不需 进行大修即可按齐预定目的使用的时期,即结构在规定的条件下所达到呃使用年限。 10.轴心受拉(压)构件:纵向拉(压)力作用线与构件 截面形心线重合的构件。 轴心受力构件中配有纵向钢筋和箍筋,纵向钢筋的作用是承受轴向拉力或压力,箍筋的主要作用是固定纵向钢筋,使其在构件制作的过程中不发生变形和错位。 11.受弯构件的破坏特征:少筋破坏(当构件的配筋率低 于某一定值时,构件不但承载能力很低,而且只要其一开裂,裂缝便急速开展,裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受,钢筋由于突然增大的应力而屈服,构件立即发生破坏),适筋破坏(当构件的配筋率不是太低也不是太高时,构件的破坏首先是由于受拉区纵向受力钢筋屈服,然后受压区混凝土呗压碎,钢筋和混凝土的强度都得到充分利用),超筋破坏(当构件的配筋率超过某一特定的值时,构件的破坏特征又发生质的变化构件的破坏是由于受压区的混凝土呗压碎而引起,受拉区纵向受力钢筋不屈服)。 12.基本假定:截面应变保持平面。不考虑混凝土的抗拉 强度。混凝土的受压的应力应变关系曲线按下列规定 取用。 13.双筋矩形截面适用情况:1.结构或构件承受某种交变 的作用,使截面上的弯矩改变方向。2.截面承受的弯矩设计值大于单筋截面所能承受的最大弯矩设计值,而截面尺寸的材料品种等由于某些原因又不能改变。 3.结构或构件的截面由于某种原因,在截面的受压区 预先已经布置了一定数量的受力钢筋。 14.T形截面受弯构件按受压区的高度不同分:第一类T 形截面,中和轴在翼缘内。第二类T形截面,中和轴在梁肋内。 15.剪切破坏的形态:斜拉破坏(整个破坏过程急速而突 然,破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近,破坏前梁的变形很少,并且往往只有一条斜裂缝。破坏具有明显的脆性),剪压破坏(这种破坏有一定的预兆,破坏荷载较出现斜裂缝时的荷载过高。但与适筋梁的正截面破坏相比,减压破坏仍属于脆性破坏),斜压破坏(破坏荷载很高,但变形很小,亦属于脆性破坏)。 16.平衡扭转:若结构的扭矩是由荷载产生的,其扭矩课 根据平衡条件求得,与构件的抗扭刚度无关。 协调扭矩:另一类是超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转。 17.偏心受压构件分为:单向偏心受压构件,双向偏心受 压构件。 当ξ<=ξb,受拉钢筋先屈服,然后混凝土压碎,肯定为受拉破坏—大偏心受压破坏,反之为小偏心受压破坏。 18.结构的可靠性:安全性(结构构件能承受在正常施工 和正常使用时可能出现的各种作用,以及在偶然事件发生时及大盛后,仍能保持必需的整体稳定性),适用性(在正常使用时,结构构件具有良好的工作性能,不出现过大的变形和过宽的裂缝),耐久性(在正常的维护下,结构构件具有足够的耐久性能,不发生锈蚀和风化现象)。 19.裂缝的控制等级分为三级::正常使用阶段严格要求 不出现裂缝的构件。正常使用阶段一般要求不出现裂缝的构件。正常使用阶段允许出现裂缝的构件。 混凝土结构设计基本原理复习重点 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作: (1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构 功能。 (2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土

钢筋混凝土结构复习题

钢筋混凝土结构复习题 一、单项选择题 1.对于两跨连续梁( )。 A .活荷载两跨满布时,各跨跨中正弯矩最大 B .活荷载两跨满布时,各跨跨中负弯矩最大 C .活荷载单跨布置时,中间支座处负弯矩最大 D .活荷载单跨布置时,另一跨跨中负弯矩最大 2.屋盖垂直支撑的作用有( )。 A .保证屋架在吊装阶段的强度 B .传递纵向水平荷载 C .防止屋架下弦的侧向颤动 D .传递竖向荷载 3.等高排架在荷载的作用下,各柱的( )均相等。 A .柱高 B .内力 C .柱顶侧移 D .剪力 4.水平荷载作用下每根框架柱所分配到的剪力与( )直接有关。 A .矩形梁截面惯性矩 B .柱的抗侧移刚度 C .梁柱线刚度比 D .柱的转动刚度 5.超静定结构考虑塑性内力重分布计算时,必须满足 ( )。 A .变形连续条件 B .静力平衡条件 C .采用热处理钢筋的限制 D .采用高强度混凝土 6.在横向荷载作用下,厂房空间作用的影响因素不.包括..( )。 A .柱间支撑的设置 B .山墙间距 C .山墙刚度 D .屋盖刚度 7.公式0.5/(12)c i i α=+中,i 的物理意义是( )。 A .矩形梁截面惯性矩 B .柱的抗侧移刚度 C .梁柱线刚度比 D .T 形梁截面惯性矩 8.按D 值法对框架进行近似计算时,各柱反弯点高度的变化规律是 ( ) 。 A .其他参数不变时,随上层框架梁刚度减小而降低 B .其他参数不变时,随上层框架梁刚度减小而升高 C .其他参数不变时,随上层层高增大而降低 D .其他参数不变时,随下层层高增大而升高

9.单层厂房排架柱内力组合时,一般不属于... 控制截面的是( )。 A .上柱柱顶截面 B .上柱柱底截面墙 C .下柱柱顶截面 D .下柱柱底截面 10.在对框架柱进行正截面设计时,需要考虑的最不利组合一般不包括... ( )。 A 、max M 及相应的N B 、min M 及相应的N C 、max N 及相应的M D 、min N 及相应的M 11、伸缩缝的设置主要取决于( )。 A 、结构承受荷载大小 B 、结构高度 C 、建筑平面形状 D 、结构长度 12.钢筋混凝土柱下独立基础的高度主要是由( )。 A 、地基抗压承载力确定 B 、地基抗剪承载力确定 C 、基础抗冲切承载力确定 D 、基础底板抗弯承载力确定 13.一般情况下,在初选框架梁的截面高度时,主要考虑的因素是( )。 A. 层高 B. 梁的跨度 C. 结构的总高度 D. 梁的混凝土强度等级 14.我国规范对高层建筑的定义是( )。 A. 8层以上建筑物 B. 8层及8层以上或高度超过26m 的建筑物 C. 10层以上建筑物 D. 10层及10层以上或高度超过28m 的建筑物 15. 多层多跨框架在水平荷载作用下的侧移,可近似地看做由( )。 A.梁柱弯曲变形与梁柱剪切变形所引起的侧移的叠加 B.梁柱弯曲变形与柱轴向变形所引起的侧移的叠加 C.梁弯曲变形与柱剪切变形所引起的侧移的叠加 D.梁弯曲变形与柱轴向变形所引起的侧移的叠加 16. 多跨连续梁(板)按弹性理论计算,为求得某跨跨中最大负弯矩,活荷载应布置在 ( )。 A .该跨,然后隔跨布置 B.该跨及相邻跨 C. 所有跨 D.该跨左右相邻各跨,然后隔跨布置 17.计算风荷载时,基本风压应( )。 A 、采用50年一遇的风压,但不得小于0.3KN/mm 2 B 、采用100年一遇的风压,但不得小于0.3KN/mm 2

结构设计原理课程设计

. 装配式钢筋混凝土简支T梁设计 计算书

中华人民共和国行业标准: 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 《公路桥涵设计通用规范》JDG D60—2004 二、设计资料 1. 桥面净空:净—7+2×1.5m 2. 设计荷载:公路Ⅱ级汽车荷载,人群 3.5KN/m2. 结构安全等级为二级,即r0=1.0 3. 材料规格: 钢筋:主筋采用HRB400钢筋;箍筋采用HRB335钢筋;Ⅰ类环境 水平纵向钢筋面积为(0.001~0.002)bh,直径8~10mm,水平纵向钢筋对称,下 密上疏布置在箍筋外侧。 架立筋选用2φ20的钢筋 混凝土:采用C30混凝土 4. 结构尺寸: T形主梁:标准跨径L b=20.00m 计算跨径L j=19.5m 主梁全长L=19.96m 主梁肋宽b=180mm 主梁高度h=1300mm 三、设计内容 1. 计算弯矩和剪力组合设计值 2. 正截面承载力计算 3. 斜截面抗剪承载力计算 4. 全梁承载能力校核 5. 水平纵向钢筋和架立筋设计 6. 裂缝宽度及变形(挠度)验算

梁体采用C40的混凝土,轴心抗压强度设计值为18.4Mpa ,轴心抗拉强度设计值ftd=1..65Mpa 。主筋采用KL400,抗拉强度设计值fsd=330Mpa ,抗压强度设计值 Mpa f sd 330/ =;箍筋采用HRB335,直径8mm ,抗拉强度设计值为280Mpa 。 1.计算弯矩和剪力组合设计值 因恒载作用效应对结构的承载力不利,故取永久效应,即恒载的分项系数2.11=G γ。汽车荷载效应的分项系数为4.11=Q γ。对于人群荷载,其它可变作用效应的分项系数为 4.1=Qj γ。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合,故取人群荷载的组合系数 8.0=C ? 2 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1755·0.554.18.00.6084.10.7022.1=??+?+?= 4 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1369·0.404.18.00.4664.10.5602.1=??+?+?= 支点截面处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1=??+?+?= 2 l 处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 64.660.24.18.0464.102.1=??+?+?= 2.截面承载力计算 (1)确定T梁翼缘的有效宽度' f b 由图所示T形截面受压翼板厚度的尺寸,可得: 翼板平均厚度mm b f 1102 140 80' =+= 又mm mm L b f 6500195003 1 3' 1=?== 由横断面的尺寸可知:5个T 形梁的总长为5*1600=8000mm ,则每个T 形梁宽1580/ =f b ,缝宽(8000-1580*5)/5=20,则两相邻主梁的平均间距为1600mm ,即: mm b f 1600' 2= mm mm h b b b f h f 15001101202180122' ' 3=?+?+=++=

混凝土结构设计原理复习重点(非常好)

混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好) 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作: (1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。 (2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 (3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用 结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土 立方体抗压强度(f cu,k):用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。(f cu,k为确定混凝土强度等级的依据) 1.强度轴心抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。(f ck=0.67 f cu,k) 轴心抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越大,这个比值越低。 复合应力下的强度:三向受压时,可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。 双向受力时,(双向受压:一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向受拉:混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样; 一向受拉一向受压:混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低,混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低) 受力变形:(弹性模量:通过曲线上的原点O引切线,此切线的斜率即为弹性模量。反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力) 体积变形(温度和干湿变化引起的):收缩和徐变等。 混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型 1、美国E.Hognestad建议的模型 2、德国Rusch建议的模型 混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量 弹性模量 变形模量 切线模量 3、(1)徐变:混凝土的应力不变,应变随时间而增长的现象。 混凝土产生徐变的原因: 1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 线性徐变:当应力较小时,徐变变形与应力成正比;非线性徐变:当混凝土应力较大时,徐变变形与应力不成正比,徐变比应力增长更快。影响因素:应力越大,徐变越大;初始加载时混凝土的龄期愈小,徐变愈大;混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大,徐变大;骨料愈坚硬、弹性模量高,徐变小;温度愈高、湿度愈低,徐变愈大;尺寸大小,尺寸大的构件,徐变减小。养护和使用条件 对结构的影响:受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多;长细比较大的偏心受压构件,侧向挠度增大,承载力下降;由于徐变产生预应力损失。(不利)截面应力重分布或结构内力重分布,使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。(有利) (2)收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象,在水中体积膨胀。 影响因素:1、水泥的品种:水泥强度等级越高,则混凝土的收缩量越大; 2、水泥的用量:水泥越多,收缩越大;水灰比越大,收缩也越大; 3、骨料的性质:骨料的弹性模量大,则收缩小; 4、养护条件:在结硬过程中,周围的温、湿度越大,收缩越小; 5、混凝土制作方法:混凝土越密实,收缩越小; 6、使用环境:使用环境的温度、湿度大时,收缩小; 7、构件的体积与表面积比值:比值大时,收缩小。 对结构的影响:会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝,会导致预应力混凝土的预应力损失等。 措施:加强养护,减少水灰比,减少水泥用量,采用弹性模量大的骨料,加强振捣等。 混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。(200万次及其以上) 二、钢筋 光圆钢筋:HPB235 表面形状 带肋钢筋:HRB335、HRB400、RRB400 有明显屈服点的钢筋:四个阶段(弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段),屈服强度力学性能是主要的强度指标。 (软钢)

结构设计原理-复习题讲解学习

一、选择题 1、其他条件相同时,预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性( ) A 、相同 B 、大些 C 、小些 D 、大很多 2、预应力混凝土结构宜采用( ) A 、火山灰水泥 B 、硅酸盐水泥 C 、矿渣水泥 D 、以上三种均可 3、先张法构件的预压力是通过( )来传递的 A.、承压力 B 、粘结力 C 、粘结力和承压力 D 、以上答案都不对 4、后张法构件的预压力是靠( ) A.、粘结力和承压力来传递 B 、工作锚具来传递和保持的 C 、粘结力来传递的 D 、以上答 案都不对 5、加筋混凝土结构按预应力度大小分类,当预应力度λ为( )时,是全预应力混凝土 结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 6、加筋混凝土结构按预应力度大小分类,当预应力度λ为( )时,是部分预应力混凝 土结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 7、《公路桥规》规定,对于钢丝、钢绞线张拉控制应力应满足( ) A 、pk con f 95.0≤σ B 、pk con f 90.0≤σ C 、pk con f 85.0≤σ D 、pk con f 75.0≤σ 8、先张法预应力混凝土构件,在混凝土预压前(第一批)的损失为( ) A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 9、后张法预应力混凝土构件,在混凝土预压后(第二批)的损失为( ) A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 10、后张法预应力混凝土梁在进行持久状况应力验算时,由( )所引起的应力,应采用 净截面几何特性进行计算。 A 、预加力 B 、预加力和活载 C 、二期恒载和活载 D 、活载 11、预应力混凝土受弯构件在持久状况下,斜截面的抗裂性是通过斜截面混凝土的( ) 来控制的。 A 、正应力 B 、剪应力 C 、主压应力 D 、主拉应力 12、预应力混凝土受弯构件在持久状况下,正截面的抗裂性是通过正截面混凝土的( ) 来控制的。 A 、法向拉应力 B 、剪应力 C 、主拉应力 D 、主压应力 13、预应力混凝土受弯构件斜截面的承载力与普通混凝土受弯构件相比是( ) A 、提高了 B 、相同 C 、降低了 D 、降低很多 14、预应力混凝土与普通混凝土相比,提高了( ) A 、正截面承载力 B 、抗裂性能 C 、延性 D 、以上答案均不对 15、部分预应力混凝土在作用(或荷载)作用下,构件截面混凝土( ) A 、允许出现拉应力 B 、不允许出现拉应力 C 、允许出现压应力 D 、以上答案均不 对 16、桥梁结构中不宜采用中等强度钢筋作为预应力钢筋,这是因为( ) A 、不能有效提高承载力 B 、挠度过大 C 、配筋多 D 、预应力效果差

结构设计原理课程设计完整版

结构设计原理课程设计 设计题目:预应力混凝土等截面简支 空心板设计(先张法) 班级:6班 姓名:于祥敏 学号:44090629 指导老师:张弘强

目录 一、设计资料 (2) 二、主梁截面形式及尺寸 (2) 三、主梁内力计算 (3) 四、荷载组合 (3) 五、空心板换算成等效工字梁 (3) 六、全截面几何特性 (4) 七、钢筋面积的估算及布置 (5) 八、主梁截面几何特性 (7) 九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9) 十、应力损失估算 (10) 十一、钢筋有效应力验算 (13) 十二、应力验算 (13) 十三、抗裂性验算 (19) 十四、变形计算 (21)

预应力混凝土等截面简支空心板设计 一、设计资料 1、标跨m 16,计算跨径m 2.15 2、设计荷载:汽车按公路I级,人群按2/0.3m KN ,10=γ 3、环境:I类,相对湿度%75 4、材料: 预应力钢筋:采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线(71?标准型),抗拉强度标准值MPa f pk 1860=,抗拉强度设计值MPa f pd 1260=,公称直径mm 24.15,公称面积2140mm ,弹性模量MPa Ep 51095.1?= 非预应力钢筋:400HRB 级钢筋,抗拉强度标准值MPa f sk 400=,抗拉强度设计值 MPa f sd 330=,弹性模量MPa Es 5100.2?= 箍筋:335H R B 级钢筋,抗拉强度标准值MPa f sk 335=,抗拉强度设计值 MPa f sd 280=,弹性模量MPa Es 5100.2?= 混凝土:主梁采用50C 混凝土,MPa Ec 41045.3?=,抗压强度标准值MPa f ck 4.32=,抗压强度设计值MPa f cd 4.22=,抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=,抗拉强度设计值 MPa f td 83.1= 5、设计要求:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求,按A类预应力混凝土构件设计此梁 6、施工方法:先张法 二、主梁截面形式及尺寸(mm ) 主梁截面图(单位mm )

结构设计原理复习题 及答案.

结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照( )确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土,各种强度之间的关系是( ) A 、c f >cu f >t f B cu f >t f >c f C 、cu f >c f >t f D 、t f >cu f >c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时,《桥规》(JTG D —2004)采用的标准试件尺寸为( ) 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号( )表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验,测得的抗压强度值为( ) A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ; B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ; C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ; D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ,是因为试件尺寸越小,抗压强度就越小; 6、同一强度等级的混凝土,棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是( ) A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时,其强度变化规律是( ) A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是( ) A、在很小的应力(c c f 3.0≤σ)下做重复加载卸载试验所测得 B、在很大的应力(c σ>c f 5.0)下做重复加载卸载试验所测得 C、应力在0=c σ~c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次,取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 D、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与( )成正比。 A、混凝土强度 B、时间 C、温度和湿度 D、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为( )等级。 A、8 B、10 C、12 D、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时,对于有明显流幅的钢筋,原则上都是以( )作为钢筋强度取值的依据 A、屈服极限 B、比例极限 C、弹性极限 D、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋,结构设计时原则上都是以( )作为钢筋强度取值的依据 A、比例极限 B、条件屈服强度 C、弹性极限 D、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值( )强度标准值。 A、等于 B、小于 C、大于 D、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用( )来衡量。 A、屈服极限和冷弯性能 B、比例极限和延伸率 C、延伸率和冷弯性能 D、抗拉极限强度和延伸率

钢筋混凝土结构复习题目

三.计算题 1、.如下图所示简支梁,混凝土C30,P=100KN ,不计自重,环境类别为一类,试求: (1) 所需纵向受拉钢筋(采用HRB335级钢筋, 2 /300mm N f y =) (2) 求受剪箍筋(无弯起钢筋)(箍筋采用:HPB235级, 2 /210mm N f y =) C30:22/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==,箍筋采用:双肢箍,φ8(2 13.50mm A sv =) 1、 解:(1)由公 式得 2 6 2 0465 2009.110.110125????== bh f M c s αα=0.243 283.00.243211211=?--=--=s αξ 858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =?-+?=?+?=αγs 26 01044465 858.030010125/mm h f M A s y s =???==γ 选用钢筋421017,18mm A s =Φ 2min 200500200%2.01044mm bh A s =??=>=ρ (2)采用双排配筋 mm h h 440600=-= 2 01/bh f M c s αα== 271.04402009.110.1101252 6 =???? s αξ211--==323.0271.0211=?-- =+?=)2-1(15.0s αγs 0.50.838271.0211(=?-+?) 26 01614440 838.021010125/mm h f M A s y s =???= =γ

选用钢筋8Φ16 A s =1608mm 2 2min 270500200%27.01614mm bh A s =??=>=ρ (3)假定受拉钢筋放两排 60=a mm h 440605000=-= 2 01/bh f M c s αα==488.0440 2009.110.1102252 6 =???? s αξ211--==1-55.0845.0488.021>=?- 故采用双筋矩形截面 取b ξξ= M )5.01(2 011b b c bh f ξξα-= )55.05.01(55.04402009.110.12?-?????= =183.7KN m ? 26 6' 0' ' 9.339) 35440(300107.18310225)(/mm a h f M A y s =-??-?= -= 9.339300/4402009.110.155.0//' '01+????=+=y y s y c b s f f A f bh f A αξ =2260mm 2 故受拉钢筋选用622Φ A s =2281mm 2 受压钢筋选用216Φ A ' s =402mm 2,满足最小配筋率要求。 2、某钢筋混凝土矩形截面简支梁承受荷载设计值如图所示。其中集中荷载F=92kN ,均布荷载g +q =7.5kN/m (包括自重)。梁截面尺寸b ×h =250mm×600mm,配有纵筋4 25,混凝土强度等级为C25,箍筋为I 级钢筋,试求所需箍筋数量 并绘配筋图。

《结构设计原理》复习资料资料

《结构设计原理》复习资料 第一篇钢筋混凝土结构 第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能在本章的学习中应注意以下几个方面的问题:(1)混凝土的强度指标有哪些,以及获得它们的方法;(2)混凝土的应力应变关系曲线,弹性模量的取值方法;(3)混凝土收缩、徐变的概念及特性;(4 )两类钢材的变形及强度特征;(5)锚固长度的意义;(6)钢筋混凝土结构对混凝土与钢筋的基本要求。 三、复习题 (一)填空题 1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。 2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。 3、混凝土的变形可分为两类:受力变形和体积变形。 4、钢筋混凝土结构使用的钢筋,不仅要强度高,而且要具有良好的塑性、可焊性,同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。 5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多,其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。 &钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作,其主要原因是:钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。 7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形,混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。 (二)判断题 1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制 的。 ........................ 【X】 2、混凝土强度愈高,应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈 好。 .................. 【X】 3、线性徐变在加荷初期增长很快,一般在两年左右趋以稳定,三年左右徐变 即告基本终止。 .................................................................... .............. [V! 4、水泥的用量愈多,水灰比较大,收缩就越 小。 .............................. [X】 5、钢筋中含碳量愈高,钢筋的强度愈高,但钢筋的塑性和可焊性就愈 差。 ....... [V】 (三)名词解释 1、混凝土的立方体强度------- 我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm 的立方体试件,在20C±2C的温度和相对湿度在90%^上的潮湿空气中养护28 天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压极限强度值(以MPa计)作为混凝

武汉理工大学混凝土结构设计原理课程设计上课讲义

学号:0121206120102 课程设计 课程:混凝土结构设计原理 学院:土建学院 班级:土木 zy1202 姓名: 学号: 0121206120102 指导老师: 2015年1月18日

目录 一、设计资料 (1) 二、设计荷载 (1) 三、主梁毛截面几何特性计算 (1) 四、预应力钢束面积的估算及钢束布置 (4) 五、主梁截面几何特性计算 (7) 六、截面强度计算 (9) 七、钢束预应力损失估算 (11) 八、预加应力阶段的正截面应力验算 (15) 九、使用阶段的正应力验算 (18) 十、使用阶段的主应力验算 (21) 十一、锚固区局部承压验算 (23) 十二、主梁变形(挠度)计算 (24)

贵州道真高速公路桥梁上部构件设计 一、设计资料 1、初始条件:贵州道真高速公路桥梁基本上都采用标准跨径,上部构造采用装配式后张法预应力混凝土空心板,20 m 空心板、1.25m 板宽,计算跨径19.5m ,预制长度19.96m 。参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》按A类预应力混凝土构件设计此梁。 2、材料:(1)混凝土:C40混凝土,MPa Ec 41025.3?=,抗压强度标准值 MPa f ck 8.26=,抗压强度设计值MPa f cd 4.18=,抗拉强度标准值MPa f tk 40.2=,抗拉强度设计值MPa f td 65.1=。 (2)非预应力钢筋:普通钢筋主筋采用HRB335级钢筋,抗拉设计强度 a sd MP f 280=;箍筋采用R235级钢筋,抗拉设计强度a sd MP f 195=。 (3)预应力钢筋公称直径为15.24mm ,公称面积为140mm2,抗拉标准强度 a pk MP f 1860=,MPa f pd 1260=,弹性模量Ep =1.95×105Mpa ,低松弛级。 二、设计荷载 设计荷载为公路-I 级,结构重要性系数0γ取1.0。荷载组合设计值如下: kN Q 76=跨中m kN M .399=汽m kN M .710=恒m kN M .1395=跨中kN Q j 3720=00=j M m kN M .10254/1= 三、主梁毛截面几何特性计算

结构设计原理复习重点.

第一章 1.钢筋混凝土梁比素混凝土梁,有哪些改善? (1)钢筋混凝土梁充分利用了钢筋和混凝土各自的材料特点,使二者结合,共同工作。(2)提高构件的承载能力 (3)改善构件的受力性能 2.钢筋和混凝土共同工作机理? (1)钢筋和混凝土之间有着良好的粘结力,在荷载作用下能很好的共同变形。 (2)钢筋和混凝土的线膨胀系数接近,当温度改变时,两者变形接近,不会产生较大的相对变形而破坏二者之间的粘结。 (3)混凝土作为保护层,保护钢筋不发生锈蚀。 3.钢筋混凝土结构的优点? (1)钢筋被混凝土包裹不致锈蚀,有较好的耐久性。 (2)充分发挥了混凝土和钢筋两种材料的特点,形成的构件有较大的承载力和刚度。(3)可模性好,可以根据需要浇筑成各种结构形状和尺寸的结构。 (4)所用原材料大部分为砂石,便于就地取材。 (5)现浇钢筋混凝土结构整体性较好,设计合理时有良好的抗震、抗爆和抗振动性能。(6)耐火性较好,钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。 4.钢筋混凝土结构的缺点? (1)自重大,使得结构很大一部分承载力消耗在承受自重上。 (2)抗裂性能较差,往往是带缝工作。 (3)施工受气候条件影响较大。 (4)检测、加固、拆除比较困难。 5.混凝土强度的3个指标(基本代表值)?

(1)混凝土立方体抗压强度fcu:边长为150mm的立方体标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方式测得的抗压强度值。(立方体抗压强度标准值fcuk,具有95%的强度保证率,是混凝 土强度等级分级的根据。) (2)混凝土轴心抗压强度fc(棱柱体抗压强度):以150mm×150mm×300mm的 标准试件,按照与立方体试件相同条件和试验方法,所得棱柱体抗压强度值称为混凝土轴心抗压强度。 (3)混凝土轴心抗拉强度ft:通过劈裂试验测定混凝土劈裂抗拉强度fts,再乘换算系数 0.9,得到混凝土轴心抗拉强度。 6.徐变:在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象被称为徐变。 7.减小徐变的手段? 降低水灰比,减少水泥用量;增大集料的体积比;适当提高混凝土养生的温度和湿度,使得水泥水化更充分。 8.徐变的好处与坏处? 好处:(1)有利于结构构件产生应力重分布,减少应力集中现象(2)减小大体积混凝土的温度应力 坏处:(1)引起预应力损伤(2)在长期高应力作用下会导致破坏 9.混凝土的收缩:在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象。10:热轧钢筋的强度限值为什么取屈服强度? 热轧钢筋受拉达到屈服点后,有比较大的流幅,构件会出现很大的变形和过宽的裂缝而不能正常使用,因此以屈服强度作为钢筋强度的限值。 对于硬钢,没有明显的流幅,一般取残余应变为0.2%时对应的应力作为其强度限值,称为条件屈服强度。 11.光圆钢筋与混凝土粘结机理? (1)钢筋与混凝土中水泥胶体的胶结力 (2)钢筋与混凝土接触面上的摩擦力

钢筋混凝土结构复习纲要

《钢筋混凝土结构》复习纲要 第一部分知识点 第一章绪论 1.钢筋和混凝土是两种物理力学性能很不相同的材料,他们可以互相结合共同工作的主要原因有: (1)混凝土结硬后,钢筋与混凝土牢固粘结在一起,相互传递内力。粘结力是这两种材料共同工作的基础。 (2)钢筋和混凝土的线膨胀系数相近。 (3) 混凝土对钢筋有保护作用。 2.钢筋混凝土结构与其他结构相比的一些优点: 1)就地取材; 2)节约钢材; 3)耐久性和耐火性能好; 4)可模性好; 5)现浇的钢筋混凝土结构的整体刚度大,整体性好。 缺点如下: 1)自重大; 2)抗裂性差。

3.建筑结构的功能要求:安全性、适用性和耐久性,简称“三性”。 4.整个结构或结构的一部分超过某一特定功能就不能满足设计规定的某一功能要求,则此状态称为 该功能的极限状态。 结构的极限状态可分为承载力极限状态和正常使用极限状态两类。 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度:以边长为150mm的立方体作为标准试件,在标准条件下养护28d,按 照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度。我国以立方体抗压强度来评定混凝土强度等级的标准。 混凝土轴心抗压强度 混凝土轴心抗拉强度 三种强度之间的大小关系 2.混凝土的应力-应变关系是以棱柱体为试件而测出来的。 混凝土的徐变:结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象称为徐变。 (1).水泥用量越多,徐变越大;水灰比越大,徐变越大; (2).骨料越坚硬,弹性模量越高,徐变越小; (3).养护越好,徐变越小。 3.混凝土的收缩:混凝土在空气中结硬体积减少的现象为收缩。 4.钢筋的塑性性能通常用伸长率和冷弯性能两个指标来衡量。伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指

结构设计原理知识点

第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f :(基本强度指标)以边长150mm 立方体试件,按标准方法制作养护28d ,标准试验方法(不涂润滑剂,全截面受压,加载速度0.15~0.25MPa/s )测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系: cu f (150)=0.95cu f (100) cu f (150)=1.05cu f (200) 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量:在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线,该切线曲率即为原点弹性模量。表示为:E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量:连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线,K 点混凝土应力为σc (=0.5c f ),该割线(OK )的斜率即为变形模量,也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量:混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线,该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形:在应力长期不变的作用下,混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素:a. 内在因素,包括混凝土组成、龄期,龄期越早,徐变越大;b. 环境条件,指养护和使用时的温度、湿度,温度越高,湿度越低,徐变越大;c. 应力条件,压应力σ﹤0.5 c f ,徐变与应力呈线性关系;当压应力σ介于(0.5~0.8)c f 之间,徐变增长比应力快;当压应力σ﹥0.8 c f 时,混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响:a.使结构变形增加;b.静定结构会使截面中产生应力重分布;c.超静定结构引起赘余力;d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形:在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因:a.硬化初期,化学性收缩,本身的体积收缩;b.后期,物理收缩,失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素:a.混凝土组成和配比;b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度,以及凡是影响混凝土中水分保持的因素;c.构件的体表比,比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响:a.构件未受荷前可能产生裂缝;b.预应力构件中引起预应力损失;c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类,可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类,可分为a.热轧钢筋;b.热处理钢筋;c.冷加工钢筋(冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。) 6.钢筋的力学性能 物理力学指标:(1)两个强度指标:屈服强度,结构设计计算中强度取值主要依据;极限抗拉强度,材料实际破坏强度,衡量钢筋屈服后的抗拉能力,不能作为计算依据。(2)两个塑性指标:伸长率和冷弯性能:钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力;(2)二者具有相近的温度线膨胀系数;(3)在保护层足够的前提下,呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀,保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准:a.水准Ⅰ,半概率设计法,只对影响结构可靠度的某些参数,用数理统计分析,并与经验结合,对结构的可靠度不能做出定量的估计;b.水准Ⅱ,近似概率设计法,用概率论和数理统计理论,对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计,忽略了变量随时间的关系,非线性极限状态方程线性化;c.水准Ⅲ,全概略设计法,我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性:指结构在规定时间(设计基准期)、规定的条件下,完成预定功能的能力。 可靠性组成:安全性、适用性、耐久性。 可靠度:对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态:当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形,具体表现:a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡;b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏;c.结构转变成机动体系;d.结构或构件丧失稳定;e.变形过大,不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值,具体表现:a.由于外观变形影响正常使用;b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用;c.由于震动影响正常使用;d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后,其余部分不至于发生连续倒塌的状态。(破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中) 4.作用:使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为:永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用:在结构试用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。

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