结构设计作业一

第一次作业（1、2、3章）

第一章

1、配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？

答：配置在混凝土截面受拉区的钢筋代替混凝土承受拉力，提高混凝土梁的承载能力

2、混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？

答：砼轴心受压的应力-应变曲线可视为单轴向受压应力-应变曲线的特点，总体上分为上升段和下降段两部分：

1、上升段，

1）从加载至（0.3~0.4）f为第一阶段，此阶段应力较小，应力-应变关系接近直线，终点为比例极限

2）裂缝稳定扩展期，曲线凸向应力轴至临界点，临界点应力可作为长期抗压强度的依据

3）裂缝快速发展的不稳定期，直至峰点，峰值应力可作为砼棱柱体的抗压强度，相应的应变值在0.0015~0.0025之间波动。

2、下降段，此后应力-应变曲线向下弯曲，直至凹向发生改变，曲线出现拐点，曲线开始凸向应变轴，随着变形的增加，此过程中曲率最大点成为收敛点，收敛点以后的曲线成为收敛段，收敛段砼已经失去结构意义。

3、什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？

答：在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间而不断增长的现象，称为混凝土的徐变。影响徐变的因素有：1、混凝土的龄期越短，徐变越大。2、水泥用量越大、徐变越大。3、骨料的弹性模量越高，徐变越小。4、水灰比越大，徐变越大。5、养护时相对湿度越小，徐变越大。6、构件尺寸越大，徐变越小。

7、捣实越密实，徐变越小。

第二章

1、桥梁结构的功能包括哪几方面的内容？何谓结构的可靠性？

答：桥梁结构的功能由其使用要求决定的，具体有如下四个方面：（1）桥梁结构

应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形

等的作用；（2）桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如，不发生

影响正常使用的过大变形和局部损坏；（3）桥梁结构在正常使用和正常维护条件

下，在规定的时间内，具有足够的耐久性，例如，不出现过大的裂缝宽度，不发

生由于混凝土保护层碳化导致钢筋的修饰；（4）在偶然荷载（如地震、强风）作

用下或偶然事件（如爆炸）发生时和发生后，桥梁结构仍能保持整体稳定性，不

发生倒塌。

②结构的可靠性：指结构的安全性、适用性和耐久性。

2、什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态？

答：当整个结构或结构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，此特定状态成为该功能的极限状态。承载能力极限状态和正常使用极限状态。

3、我国《公路桥规》规定了结构设计哪三种状况？

答：持久状况、短暂状况和偶然状况。

4、钢筋混凝土梁的支点截面处，结构重力产生的剪力标准值 V Gk =187.01KN ；汽

车荷载产生的剪力标准值V Q1k =261.76KN,；冲击系数1+μ=1.19；人群荷载产生

的剪力标准值V Q2k =57.2KN ；温度梯度作用产生的剪力标准值V Q3k =41.5KN ，参照

例题2-3，试进行正常使用极限状态设计时的作用效应组合计算。

解：①作用短期效应组合

汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为：

11'261.76/1.19219.971Q k Q k V V kN μ=

==+

111

187.010.7219.97 1.057.20.841.5m n sd Gik j Qjk i j S S S φ===+?=+?+?+?∑∑=431.39kN

①作用长期效应组合

211187.010.4219.970.457.20.841.5m n

ld Gik j Qjk i j S S S φ===+?=+?+?+?∑∑=331.08kN

第三章

1、什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率？配筋率的表达式中，

0h 含义是什么？

答： 配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达）。0h 是指截面的有效高度。

2、为什么钢筋要有足够的混凝土保护层厚度？钢筋的最小混凝土保护层厚度的选择应考虑哪些因素？

答：设置保护层是为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀和其他环境因素的作用，也是为了保证钢筋和混凝土有良好的粘结。影响因素：环境类别、构件形式、钢筋布置。

3、什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁？各自有什么样的破坏形态？答：实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁；大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称为适筋梁；大于最大配筋率的梁称为超筋梁。1、少筋梁的受拉区混凝土开裂后，受拉钢筋达到屈服点，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受压区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已经很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。2、适筋梁受拉区钢筋首先达到屈服，其应力保持不变而应变显著增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏。

3、超筋梁的破坏是受压区混凝土被压坏，而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，受拉区的裂缝开展不宽，破坏突然，没有明显预兆。

4、截面尺寸b×h=200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335钢筋，环境I类，安全等级二级，最大弯矩组合设计值Md=145KN .m，进行截面设计并复核？

解：基本公式法：

查附表可得，则弯矩计算值