精品资料（2021-2022年收藏）结构设计原理期末复习

1、1.试述钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用答：（1）纵向受力钢筋：承受拉力或压力。（2）箍筋：箍筋除了帮助混凝土抗剪外，在构造上起着固定纵向钢筋位置的作用，并与纵向钢筋、架立钢筋等组成钢筋骨架。（3）弯起钢筋：抗剪。（4）架立钢筋：架立箍筋、固定箍筋的位置，形成钢筋骨架。（5）水平纵向钢筋：主要是在梁侧面发生裂缝后，减小混凝土裂缝宽度。（其中纵向钢筋、箍筋、架立钢筋、水平纵向钢筋具有抗扭作用。）2.钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态有哪些？有何特征？答：（1）适筋梁破坏的特点是当荷载增加到一定程度后，受拉钢筋首先屈服，然后受压混凝土被压碎，属塑性破坏。（2）少筋梁破坏的特点是裂缝一旦出现，即很快形

2、成临界斜裂缝，并迅速延伸至梁顶使混凝土裂通，梁被拉断而破坏，属脆性破坏。（3）超筋梁破话的特点是随着荷载的增加，受压混凝土首先被压碎，受拉钢筋未屈服，属脆性破坏。3.钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？每个阶段受力主要特点是什么？答：钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为三个阶段：（1） 第阶段：整体工作阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土的压应力都基本程三角形分布。纵向钢筋承受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变成正比。第阶段末：混凝土的压应力基本上仍是三角形分布。受拉边缘混凝土的拉应变临近抗拉极限应变，拉应力达到混凝土抗拉强度，表示裂缝即将出现。（2） 第阶段：荷载作用

3、弯矩达到开裂弯矩后，在梁混凝土抗压强度最弱界面上出现了第一批裂缝。这时，在有裂缝的截面上，拉区混凝土推出工作，把它原承担的拉力转给了钢筋，发生了明显的应力重分布。钢筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不再是三角形分布，而形成微曲的曲线形，中性轴位置向上升高。 第阶段末：钢筋拉应变达到屈服时的应变值，钢筋屈服。（3） 第阶段：钢筋的拉应变增加很快，但钢筋的拉应力一般维持在屈服强度不变（对具有明显流幅的钢筋）。这时，裂缝急剧开展，中性轴继续上升，混凝土受压区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显的丰满曲线形。第阶段末：压区混凝土的抗剪强度耗尽，在临界裂缝两侧的一定区段内，压区混凝土出

4、现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁截面破坏。4.混凝土受弯构件斜截面的破坏形态有哪些？有何特征？答：（1）剪压破坏的特点是：当荷载增加到一定程度后，构件上先出现的垂直裂缝和细微的倾斜裂缝，发展形成一根主要的斜裂缝，称为“临界斜裂缝”，属塑性破坏。（2）斜拉破坏的特点是：斜裂缝一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载作用点处，使混凝土裂通，梁斜向被拉断而破坏，属脆性破坏。（3）斜压破坏的特点是：随着荷载的增加，梁腹被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体，这些柱体最后在弯矩和剪力的复合作用下被压碎，属脆性破坏。5.简述钢筋混凝土简支梁箍筋设计的步骤，写出主要计算公式。答：（1）该

5、公式的上限值：如果表明截面尺寸满足要求，否则加大截面尺寸或者提高混凝土标号。（2）核算公式的下限值确定配箍形式：如果则此梁段范围内可仅根据构造要求设置箍筋需满足，否则计算配箍。（3）确定计算剪力值并分配，根据支点截面力、跨中截面弯矩计算距支座中心h/2处截面剪力为计算剪力。混凝土和箍筋共同承担的剪力，弯起钢筋承担的剪力。（4）箍筋设计：由求解并满足。（附）弯起钢筋设计：。6.预应力混凝土的设计计算步骤？答：（1）根据设计要求，选定构件截面形式和相应尺寸。（2）根据结构可能出现的效应组合，计算控制截面最大设计V与M。（3）根据正截面抗弯要求和已初定的砼截面尺寸，估算预应力钢筋数量，并进行合理的布

6、置。（4）计算主梁截面几何特性。（5）进行正截面和斜截面承载力计算。（6）确定预应力钢筋的张拉控制力，估算各项预应力损失并计算各阶段相应有效预应力。（7）按短暂状况和持久状况进行抗裂验算。（8）进行正截面和斜截面抗裂验算。（9）主梁的变形计算。（10）锚固局部承压计算与锚固区设计。7、钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪计算公式上、下限验算的实质是什么？答：(1)规定斜截面抗剪强度的上限值的实质是通过控制受弯构件最小的截面尺寸防止梁发生斜压破坏。如果表明截面尺寸满足要求，否则加大截面尺寸或者提高混凝土标号。 (2)规定斜截面抗剪强度的下限值的实质是通过控制最小的配箍率或最大的箍筋间距，限制斜拉破坏的发

7、生。如果则此梁段范围内可仅根据构造要求设置箍筋需满足，否则计算配箍。8、试述钢筋混凝土圆形截面偏心受呀构件承载力复核的步骤？(写出主要公式)答：（1）由 整理得：（2）假设值，由查表得系数A、B、C和D的值，代入算得（）。（3）若算得的（）值与实际偏心距（）相近，则假定符合。若两者不符，需重新假设值，重复以上步骤，直至两者基本相符为止。（4）按确定的值机器所相应的系数A、B、C和D的值代入基本公式中，则可求得截面承载力。9、什么是后张法？简述后张法预应力混凝土构件的施工步骤及主要设备。答：后张法是先浇筑构件混凝土，养护硬结后，再在构件上张拉钢筋的方法。施工步骤为浇筑构件混凝土时按预应力钢筋的设

8、计位置在构件中预留孔道，待混凝土达到一定张强度后，将钢筋穿入预留孔内，以混凝土构件本身作为支承件，张拉钢筋，使混凝土构件也同时被压缩。待张拉到设计拉力后，用特制的锚具将钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土活的并保持其预压应力。最后，在预留孔内压注水泥浆，以保护预应力钢筋不受锈蚀，并使它与混凝土粘结成为整体。使用的主要设备有：制孔器、穿束机、千斤顶、锚具、压浆机。10、 什么是极限状态？分为哪几类？主要表现有哪些？答：极限状态是：整体结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态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-安全极限状态

9、三类。承载能力极限状态表现为(1)刚体失去平衡；(2)材料强度破坏；(3)结构转变为机动体系；(4)结构或结构件丧失稳定。 正常使用极限状态表现为(1) 影响正常使用或外观的变形；(2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏；(3) 影响正常使用的振动 ；(4) 影响正常使用的其他特定状态。 破坏-安全极限状态又称为条件极限状态，指允许发生局部的破坏，而其余部分仍具有适当的可靠度。 11、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定有哪些？答：受弯构件正截面承载力计算的基本假定有（1） 构件变形符合平截面假定 (2不考虑混凝土的抗拉强度（3 材料应力应变物理关系混凝土的应力应变曲线,采用的是由一条

10、二次抛物线及水平线组成的曲线；钢筋的应力应变曲线采用简化的理想弹塑性应力应变关系；（4）混凝土压应力的分布图形取等效矩形应力图。 12、简述普通钢筋混凝土单筋二类T形梁承载力复核的步骤，写出主要计算公式。答：1）复核是否为少筋梁 求，说明不是少筋梁。 2）判定T形截面类型 由，说明该梁为第二类 T 形截面梁。 3) 求中性轴位置由 得 且，说明该梁为二类T梁且不是超筋梁。 13、保证钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力、斜截面抗剪能力的构造措施要哪些？答：保证正截面抗弯能力的构造措施是承载能力图外离弯矩包络图。 保证钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪能力的构造措施是靠近支点的第一排弯起钢筋顶部的弯折点应

11、位于支座中心截面处，以后各排（跨中方向）弯起钢筋的梁顶部弯折点应落在前一排（支点方向）弯起钢筋梁底部弯折点处或弯折点以内。弯起钢筋的弯终点外尚应留有一定的锚固长度。位于梁侧的底层钢筋不应弯起。 14、什么是预应力度？根据预应力度配筋混凝土结构如何划分类型？答：预应力度()为由预加应力大小确定的消压弯矩 M0与外荷载产生的弯矩 M 的比值，。 配筋混凝土结构据预应力度分类如下： 1.全预应力混凝土结构, 1 。 2.部分预应力混凝土结构l>>0，部分预应力混凝土构件分为以下两类：A类在作用（或荷载）短期效应下，控制截面受拉边缘允许出现拉应力，但应控制拉应力不得超过某个允许值。B类在作

12、用（或荷载）短期效应下，允许出现裂缝，但对最大裂缝宽度加以限制。 钢筋混凝土结构不预加应力的混凝土结构,即=0 。15、简述双筋梁的概念、特点、适用范围。 答：1）在梁截面混凝土受压区配置钢筋以协助混凝土承担压力的梁。 2）特点：用钢筋来承受截面的部分压力不经济的；受压钢筋的存在可以提高钢筋的延性，并能减小长期荷载作用下的变形。 3）当梁截面承受异号弯矩时，必须采用双筋截面；当截面承受弯矩组合设计值较大，而梁截面尺寸受到使用条件的限制或混凝土强度又不宜提高的情况，又出现而抗力不足时，应该用双筋截面。16、简述普通钢筋混凝土单筋第二类T形梁配筋的设计步骤，写出主要计算公式。 答：1）判定T形截面

13、类型 h0=h-as 由r0Md>fcdb'fh'f(h0-h'f/2) , 说明该梁为第二类T形截面梁。2）求中性轴位置并复核 由 r0Md=fcdbx(h0-x/2)+fcd(b'f-b)h'f(h0-h'f/2) 得 x>h'f 且 ，说明该梁为二类T梁且不是超筋梁。3）求AS 由 fcdbx+ fcd(b'f-b)h'f=fsdAS 得 AS 17、钢筋混凝土圆形偏压承载力计算的基本假定有哪些？ 1）截面应变分布符合平截面假定；2）不考虑混凝土的抗拉强度；3）受压区混凝土的极限压应变，混凝土强度等级C5

14、0及以下时取，C80时取，中间强度等级采用直线内插；4）混凝土的压应力图形为矩形；5）钢筋的应力视为理想的弹塑性体，各根钢筋的应力根据应变确定。18、什么事预应力混凝土？作用，以及预应力构件的优点。 预应力混凝土是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其值和分布，能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适的程度的混凝土。 作用：使混凝土构件在使用荷载作用下不至开裂，或推迟开裂，或者减小裂缝开展的宽度。 优点：1）提高了构件的抗裂度和宽度和刚度；2）可以节省材料，减轻自重；3）可以减少梁的竖向剪力和主拉应力；4）结构质量安全可靠；5）预应力可作为结构构件连接的手段，促进桥梁结构新体系与施工方

15、法的发展。19、钢筋与混凝土共同作用的原理是什么？如何提高钢筋与混凝土之间的粘结力？ （1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体； 钢筋与混凝土之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏； 设置一定厚度的混凝土保护层，钢筋免于锈蚀，使结构物耐久。 （2）提高钢筋与混凝土之间的粘结力 采用带肋钢筋；钢筋端部设置弯钩；钢筋在混凝土中有可靠地锚固长度。20、试述3钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用，并说明哪些钢筋具有抗扭作用。 1）纵向受力钢筋：承受拉力或压力2）弯起钢筋：抗剪 3）箍筋：抗剪 ，固定纵向钢筋位置，并与纵向钢筋、架力钢筋组成钢筋骨架；4）架力钢筋

16、：架力箍筋，固定箍筋，形成钢筋骨架；5）水平纵向钢筋：在梁侧面发生裂缝之后，减小混凝土裂缝宽度。纵向受力钢筋，箍筋，架力钢筋 ， 水平纵向钢筋具有抗扭作用。21、保证受弯构件斜截面抗剪强度、斜截面抗弯强度的构造措施是什么？ （1） 靠近支点的第一排弯起钢筋顶部的弯折点应位于支座中心截面处，以后各排（跨中方向）弯起刚进的梁顶部弯折点应落在前一排（支点方向）弯起钢筋梁递补弯折点处或弯折点以内。弯起钢筋的弯终点外尚应留有一定的锚固长度。位于梁侧的底层钢筋不应弯起。（2）弯筋与梁纵轴的交点位于该筋的不需要点之外。弯起点至其充分利用点的距离S应满足。22、受弯构件斜截面破坏的形态有哪些？有何破坏特征？

17、1）剪切破坏：当荷载增加到一定程度后，构件上先出现垂直裂缝和斜裂缝，发展成一根主要的斜裂缝，临界斜裂缝，属于塑性破坏。 2）斜拉破坏：斜裂缝一出现，很快形成临界斜裂缝，迅速延伸到集中荷载作用点处，使混凝土列通，梁斜向被拉断而破坏，属于脆性破坏。 3）斜压破坏：随荷载增加，梁腹被许多平行斜裂缝分割成许多倾斜受压体，在弯矩和剪力的复合作用下被压碎，属于脆性破坏。23、简述后张法预应力混凝土构件的施工步骤及主要设备。 后张法是先浇筑构件混凝土，养护硬结后，再在构件上张拉钢筋的方法。 步骤：为浇筑构件按设计位置预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将钢筋穿入预留孔内，以混凝土构件本身作为支承件，张拉钢筋，

18、使混凝土构件也同时被压缩。待张拉到设计拉力后，用特制的锚具将钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预应力。最后在预留孔道内压注水泥浆，以保护预应力钢筋不致锈蚀，并使与混凝土粘结成整体。 设备 :制孔器，穿束机，千斤顶，锚具，压浆机。24、钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态有哪些？有何特征？ 1）适筋梁破坏：当荷载增加到一定程度后，受拉钢筋首先屈服，然后受压混凝土被压碎，属塑性破坏。2）少筋梁破坏：裂缝一旦出现，很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸至梁顶，使混凝土列通，梁被拉断而破坏，属脆性破坏。3）超筋梁破坏：随荷载增加，受压混凝土首先被压碎，受拉钢筋为屈服，属脆性破坏。25、规定斜截面抗剪强度的上限值、下限值的实质是什么？1）规定斜截面抗剪强度的上限值的实质是通过控