结构设计原理重点
三、简答题：（4×5）
1. 何谓结构的极限状态，我国公路工程设计时采用哪几种极限状态，其各自的
定义是什么？
答：整个结构或结构的一部分超过某一特定的状态而不能满足设计规定的功能要求时，这个特定状态即为极限状态。
我国公路工程设计时采用两种极限状态：一是承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形；二是正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
2. 钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？ 答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。
3. 在钢筋混凝土偏心受压构件中，如何区分大、小偏心受压构件，简述其各自
的破坏特征。
答：b ξξ≤时为大偏心受压构件，b ξξ>时为小偏心受压构件。
大偏心受压破坏从受拉钢筋屈服开始，破坏前有明显预兆，属于塑性破坏； 小偏心受压破坏是由最大受压区边缘混凝土达到极限压应变而应起的，破坏前无明显预兆，属于脆性破坏。
4.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》是如何考虑弯矩、剪力、
和扭矩共同作用下的配筋计算？剪、扭构件承载力计算时，βt的意义是什么？
上下限是多少？
答：弯矩按正截面受弯构件计算，剪力、和扭矩考虑相互影响，引入剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数βt；按受弯构件的正截面受弯承载力计算所需的纵向钢筋截面面积，按剪、扭共同作用下的承载力计算承受剪力所需的箍筋截面面积和承受扭矩所需的纵向钢筋截面面积和箍筋截面面积，叠加上述二者求得的纵向钢筋和箍筋截面面积，即得最后所需的纵向钢筋截面面积并配置在相应的位置。βt是剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数，βt <0.5时，取0.5，βt>1.0时，取1.0.
5.何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？
答：所谓预应力混凝土结构，是指结构在承受外荷载以前，预先采用人为的方法，在结构内部形成一种应力状态，使结构在使用阶段产生拉应力的区域先受到压应力，这项压应力将与使用阶段荷载产生的拉应力抵消一部分或全部，从而推迟裂缝的出现，限制裂缝的展开，提高结构的刚度。
优点：提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节约钢材。
缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。
6.什么是结构的安全等级？建筑结构功能要求有哪些？
答：我国根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，分为三个安全等级。
功能要求：
(1)安全性的要求；（2）适用性的要求；（3）耐久性的要求
7.什么是结构可靠度？
答：可靠度：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率；
8.应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对
受压区高度计算公式cu s y b E f εβξ?+
=
11 解：解：平均应变符合平截面假定得到：
y cu cu cb h x εεε+=0 将cb b x x ?=1β带入上式：y cu cu b h x εεεβ+=01 于是：
cu s y b E f εβξ?+
=
11
9. 试述钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力计算的变角度空间桁架模型的基
本假定？
答：三个基本假定：
混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为α；
纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；
忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用；
10. 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？
答：变形钢筋与混凝土粘结作用主要有三部分组成：
钢筋与混凝土接触面上的化学吸附力（胶结力）；
混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力；
钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力；
11. 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？
答：整个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，这个特定状态就称为该功能的极限状态；
极限状态分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。
12.轴心受压构件设计时，如果用高强度钢筋，其设计强度应如何取值？
答：纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级，不宜采用高强度钢筋，因为与混凝土共同受压时，不能充分发挥其高强度的作用。混凝土破坏时的压应变0.002，此时相应的纵筋应力值бs’=Esεs’=200×103×0.002=400 N/mm2；对于HRB400级、HRB335级、HPB235级和RRB400级热扎钢筋已达到屈服强度，对于Ⅳ级和热处理钢筋在计算fsd’值时只能取400 N/mm2。
13.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？
答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。
14.影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？
答：（1）剪跨比的影响，随着剪跨比的增加，抗剪承载力逐渐降低；
（2）混凝土的抗压强度的影响，当剪跨比一定时，随着混凝土强度的提高，抗剪承载力增加；
（3）纵筋配筋率的影响，随着纵筋配筋率的增加，抗剪承载力略有增加；
（4）箍筋的配箍率及箍筋强度的影响，随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加，抗剪承载力增加；
（5）斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用；
（6）加载方式的影响；
（7）截面尺寸和形状的影响；
15. 判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是
什么？
答：（1）b ξξ≤，大偏心受压破坏；b ξξ>，小偏心受压破坏；
（2）破坏特征：
大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏；
小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服；
16. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》是如何考虑弯矩、剪力、
和扭矩共同作用的？t β的意义是什么？起什么作用？上下限是多少？
答：实际工程的受扭构件中，大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的，这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂，采用统一的相关方程来计算比较困难。为了简化计算，对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性，而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。
1.510.5t d t d V W T bh β=+（0.5≤t β≤1.0），t β称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数，当t β小于0.5时,取t β等于0.5;当t β大于1.0时,取t β等于1.0。
17. 进行螺旋筋柱正截面受压承载力计算时，有哪些限制条件？为什么要作出这
些限制条件？
答：凡属下列条件的，不能按螺旋筋柱正截面受压承载力计算：
① 当l 0/b ＞12时，此时因长细比较大，有可能因纵向弯曲引起螺旋箍筋不起作用；
② 如果因混凝土保护层退出工作引起构件承载力降低的幅度大于因核芯混
凝土强度提高而使构件承载力增加的幅度，
③当间接钢筋换算截面面积A ss0小于纵筋全部截面面积的25%时，可以认
为间接钢筋配置得过少，套箍作用的效果不明显。
18.受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏，经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征
是什么？各个阶段是哪种极限状态的计算依据？
答：适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。
第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。
第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩M cr sh，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时，受拉钢筋开始屈服。
第Ⅲ阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。
第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。
第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。
第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。
19.单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么？等效矩形应力图
的基本假定是什么？它们作用是什么？
答：单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是（1）平截面假定；（2）混凝土应力—应变关系曲线的规定；（3）钢筋应力—应变关系的规定；（4）不考虑混凝土抗拉强度。以上规定的作用是确定钢筋、混凝土在承载力极限状态下的受力状态，并作适当简化，从而可以确定承载力的平衡方程或表达式。
等效矩形应力图的基本假定：将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足以下两个条件：（1）受压区混凝土压应力合力C值的大小不变，即两个应力图形的面积应相等；（2）合力C作用点位置不变，即两个应力图形的形心
位置应相同。等效矩形应力图的基本假定使简化计算成为可能。
20. T 形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？为什么
要规定适用条件？
答：基本公式：
第一类型T 形截面：（中和轴在翼缘内）
x b f A f f cd s sd '
=
)2
(0'
0x h x b f M f cd d -=γ 第二类型T 形截面：（中和轴在腹板内）
s y c f f c A f bx f h b b f =+-1'
'
1)(αα
)2
()()2('
0''00f f f cd cd d h h h b b f x h bx f M --+-=γ 适用条件：
b ξξ≤； m i n
ρρ> 规定适用条件是为了避免超筋破坏和少筋破坏。
21. 斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？
答：（1）斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏
（2）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；
剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制；
斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制；
22. 影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？
答：（1）剪跨比的影响，随着剪跨比的增加，抗剪承载力逐渐降低；
（2）混凝土的抗压强度的影响，当剪跨比一定时，随着混凝土强度的提
高，抗剪承载力增加；
（3）纵筋配筋率的影响，随着纵筋配筋率的增加，抗剪承载力略有增加；
（4）箍筋的配箍率及箍筋强度的影响，随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加，抗剪承载力增加；
（5）斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用；
（6）加载方式的影响；
（7）截面尺寸和形状的影响；
23.什么叫材料抵抗弯矩图？其有何作用？
材料抵抗弯矩图（又称材料图):就是以各截面实际的纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位置为横坐标，所作出的弯矩图形。即表示各正截面所具有的抗弯承载能力。
绘制抵抗弯矩图的作用：是反映材料的利用程度, 确定纵筋的弯起数量和位置,确定纵筋的截断位置。
24.钢筋截断时有什么构造要求？为什么有这样的构造要求？
答：应从按正截面抗弯承载力计算充分利用该钢筋强度的截面至少延伸（la+h0)长度。（la为受拉钢筋最小锚固长度）
同时应考虑从正截面抗弯承载力计算不需要该钢筋的截面至少延伸20d(d为钢筋直径，环氧树脂涂层钢筋25d)。
25.钢筋弯起时有什么构造要求？
一方面为了保证斜截面抗弯强度，纵筋弯起点应设在按正截面抗弯承载力计算充分利用该强度的截面（纵筋的充分利用点）以外（弯矩减小方向）不小于h0/2处。
另一方面为了保证正截面抗弯强度，纵筋弯起后与梁轴线的交点应位于该纵筋不需要点以外（弯矩减小方向）。
26. 何为钢筋混凝土受扭构件的配筋强度比？其取值有何规定？ 答：配筋强度比cor
sv sv v st sd U A f S A f 1=ζ。 0.6 1.7ζ≤≤时，纵筋、箍筋均可达到屈服强度。
当 ζ = 1.0~1.2， 纵筋和箍筋的用量比最佳
27. 写出桥梁工程中的斜截面承载力计算公式（不计弯起钢筋），并解释其各符
号意义。 答：sv sv k cu u f f p bh a a a V ρ,03321)6.02(1045.0+??=-
a1是异号弯矩系数；；
a2是预应力提高系数；
a3是受压翼缘的影响系数；
b 是斜截面受压区顶端截面处矩形截面宽度；
h0是斜截面受压端正截面上的有效高度；
p 是斜截面内纵向受拉钢筋的 配筋率；
fcu ，k 是混凝土立方体抗压强度标准值；
psv 是箍筋配筋率；
fsv 是箍筋抗拉强度设计值。
28. 判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是
什么？
答：（1）b ξξ≤，大偏心受压破坏；b ξξ>，小偏心受压破坏；
（2）破坏特征：
大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏；
小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服；
29. 什么是构件偏心受压正截面承载力M N -的相关曲线？绘图说明M N -相
互的影响规律。
答：构件偏心受压正截面承载力M N -的相关曲线实质是它的破坏包络线。反映出偏心受压构件达到破坏时，u N 和u M 的相关关系，它们之间并不是独立的。
ab 段 (受拉破坏段)：轴压力的增加会使其抗弯能力增加
cb 段(受压破坏段)：轴压力的增加会使其抗弯能力减小。
30. 预应力损失包括哪些？如何减少各项预应力损失值？
答：预应力损失包括：①锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。可通过选择变形小锚具或增加台座长度、少用垫板等措施减小该项预应力损失； ②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失；
③预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。可通过二次升温措施减小该项预应力损失；
④预应力钢筋松弛引起的预应力损失。可通过超张拉减小该项预应力损失； ⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。可通过减小水泥用量、降低水灰比、保证密实性、加强养互等措施减小该项预应力损失；
⑥螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。为减小该损失可适当增大构件直径。
31. 作用的代表值有哪些？对永久作用和可变作用的代表值《公路桥规》是怎样
规定的？
答：作用的代表值有作用的标准值:、可变作用频遇值、可变作用准永久值
（1）永久作用：采用标准值为代表值。
（2）可变作用：
承载能力极限状态：采用标准值作为代表值
正常使用极限状态：采用频遇值（短期效应组合设计时）或采用准永久值（长期效应组合设计时）
32. 钢筋混凝土之所以能一起工作的原因有哪些?
（1）钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力，能相互牢固地结成整体。在外荷载作用下，钢筋与相邻混凝土能够协调变形，共同受力；
（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数(linear expansion coefficient)相近（钢为
1.2×10-5℃-1，混凝土为(1.0～1.5)×10-5℃-1）。因此，当温度发生变化时，在钢筋混凝土构件内只产生较小的温度应力，因而不致破坏钢筋和相邻混凝土之间的粘结力；
（3）钢筋被混凝土所包裹，从而防止了钢筋的锈蚀，保证了结构的耐久性(durability)。
33. 钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的？
(1) 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，
(2) 混凝土收缩(shrinkage)，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力。
(3) 钢筋与混凝土之间机械咬合作用力。
(4) 附加咬合作用
34. 什么是混凝土徐变？混凝土分别在什么情况下发生是线性徐变和非线性徐
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。
当应力0.5c f σ≤时，徐变大致与应力成正比，产生线性徐变。当应力(0.5~0.8)c f σ≤时，徐变的增长较应力快，产生非线性徐变。
35.什么是可变荷载准永久值，是如何计算的？
可变荷载准永久值是指在设计基准期内，可变作用超越的总时间约为设计基准期一般的作用值，是对结构上经常出现的且量值较小的荷载作用取值：准永久值＝标准值×准永久值系数ψ2。
36.谓结构的极限状态，我国公路工程设计时采用哪几种极限状态，其各自的定
义是什么？
答：整个结构或结构的一部分超过某一特定的状态而不能满足设计规定的功能要求时，这个特定状态即为极限状态。
我国公路工程设计时采用两种极限状态：一是承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形；二是正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
37.何谓作用？结构上的作用按其随时间的变异性和出现的可能性分为哪3类，
作用的代表值有哪些？
施加在结构上的集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，它分为永久作用、可变作用和偶然作用。代表值有标准值、频遇值和准永久值。
38.受弯构件中的适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？
钢筋混凝土梁的试验表明，一根配筋适当的钢筋混凝土梁，从加荷直至破坏，其正截面工作状态，大致可分为三个工作阶段
1）阶段Ⅰ——整体工作阶段2）阶段Ⅱ——带裂缝工作阶段3）阶段Ⅲ——破坏阶段
2.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？
答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件
破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。
39. T 形截面梁的翼缘宽度根据哪些因素确定？
（1）简支梁计算跨径的1/3。
（2）相邻两梁的平均间距。
（3） '
212h f b b h ++
40. 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式1b sd
cu s f E β
ξε=+
0cu cu y
x h εεε=+0/,/b y sd x h f Es ξβε== 1b sd
cu s E β
ξε=+
41. 如何保证受弯构件斜截面不发生斜压破坏和斜拉破坏？
一般是采用限制截面最小尺寸防止发生斜压破坏；限制箍筋最大间距和最小配箍率防止发生斜拉破坏。
42. 影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？
剪跨比
混凝土强度
纵向受拉钢筋配筋率
箍筋数量及强度等级
43. 试述钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力计算的变角度空间桁架模型的基
本假定？
基本假定：
（1）混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝；
（2）纵筋和箍筋只承受拉力；
（3）忽略核心混凝土和钢筋销栓作用。
44. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》是如何考虑弯矩、剪力、
和扭矩共同作用下的配筋计算？剪、扭构件承载力计算时，t β的意义是什
么？上下限是多少？
弯矩按正截面受弯构件计算，剪力、和扭矩考虑相互影响，引入剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数t β；按受弯构件的正截面受弯承载力计算所需的纵向钢
筋截面面积，按剪、扭共同作用下的承载力计算承受剪力所需的箍筋截面面积和承受扭矩所需的纵向钢筋截面面积和箍筋截面面积，叠加上述二者求得的纵向钢筋和箍筋截面面积，即得最后所需的纵向钢筋截面面积并配置在相应的位置。t β是剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数，0.5t β<时，取0.5， 1.0t β>时，取1.0，
45. 判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是
什么？
b ξξ>，大偏心受压，部分受拉、部分受压，受拉钢筋应力先达到屈服强度，随后，混凝土被压碎，受压钢筋达屈服强度。构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和数量。
b ξξ≤，小偏心受压，一般是靠近纵向力一侧的混凝土首先达到极限压应变而压碎，该侧的钢筋达到屈服强度，远离纵向力一侧的钢筋不论受拉还是受压，一般达不到屈服强度。构件的承载力取决于受压区混凝土强度和受压钢筋强度。
46. 请说明钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度计算公式
max 123300.2810ss f s d w c c c E σρ??+= ?+??
中各符号含义，影响裂缝宽度的主要因素有哪
些？
c1——考虑钢筋表面形状的系数；c2——考虑荷载作用的系数；c3——与构件受力性质有关的系数
d ——纵向钢筋直径
ρ——纵向受拉钢筋配筋率
σss——按短期效应组合计算的构件裂缝处纵向受拉钢筋在裂缝处的纵向受拉钢筋的应力
影响裂缝宽度的主要因素有钢筋应力σss；钢筋直径d；配筋率ρ；保护层厚度c；钢筋外形；荷载作用性质；构件受力性质的影响：
47.什么是换算截面？在进行截面换算时有哪些基本假定？
将钢筋和混土两种材料组成的实际截面换算成为一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面即换算截面。
(1)平截面假定。即梁在弯曲变形时，各横截面仍保持平面。
(2)弹性体假定。钢筋混凝土受弯构件在第Ⅱ工作阶段时，混凝土受压区的应力图形是曲线，但此时曲线并不丰满，与直线形相差不大，可以近似地看作为直线分布，即受压区的应力与平均应变成正比。
(3)受拉区出现裂缝后，受拉区的混凝土不参加工作，拉应力全部由钢筋承担。
(4)同一强度等级的混凝土，其拉、压弹性模量视为同一常值.
48.何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？
所谓预应力混凝土结构，是指结构在承受外荷载以前，预先采用人为的方法，在结构内部形成一种应力状态，使结构在使用阶段产生拉应力的区域先受到压应力，这项压应力将与使用阶段荷载产生的拉应力抵消一部分或全部，从而推迟裂缝的出现，限制裂缝的展开，提高结构的刚度。
优点：提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节约钢材。
缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。
49. 什么是预应力度？我国的工程中的按预应力度的概念对配筋混凝土是如何
分类的？
将预应力度定义为0s M M λ= M 0：消压弯矩，也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到0时的
弯矩；M s ：按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩。预应力度λ的变化范围是从λ≥１变化到λ=0，因此由预应力度λ值可将配筋混凝土结构系列分成全预应力（1λ≥）、部分预应力（10λ>>）和钢筋混凝土（0λ=）结构三类。
50. 预应力损失主要有哪些？减少预应力损失的办法有哪些？
预应力损失主要有
a.预应力钢筋与管道壁之间的摩擦产生的损失；
b.锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的损失；
c.混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座之间的温差产生的损失；
d.混凝土的弹性压缩产生的损失；
e.预应力钢筋的应力松弛产生的损失；
f.混凝土的收缩和徐变产生的损失；
减小的措施
a. 超张拉，重复张拉
b. 选用变形小的锚具
c. 选用收缩、徐变小的混凝土
五、计算题（每题10分，共计20分）
1. 已知简支T 梁截面尺寸如图所示，b =200mm ，h =600mm ，b f ’=1200mm ，h f ’=100mm ，混凝土强度等级C30（13.8, 1.39cd td f MPa f MPa ==），纵向受拉钢筋HRB335级钢筋，（280sd f MPa =，0.56b ξ=）。设计荷载作用下弯矩组合设计值：=600kN m d M ?。安全等级一级（γ0=1.0），s a =65mm 。试求所需纵向受拉钢筋面积A s 。（10分）
2. 已知钢筋混凝土柱的截面h×b=500mm×400mm ，荷载产生的轴向力组合设计值d N ＝
400kN ，弯矩组合设计值d M ＝250kN·m ，混凝土强度等级为C20（9.2cd f MPa =），纵
向受力钢筋用HRB335级钢筋（280,56.0'===sd sd b f f ξMPa ）
，桥梁安全等级二级0 1.1γ=，设s a ＝'s a ＝40 mm ，偏心距增大系数η=1.05，按对称配筋设计求钢筋截面面
积's A 及s A 。（10分）
3. 钢筋混凝土简支梁桥主梁，安全等级2级（γ0=1.0），在结构重力、汽车荷载和人群荷载
作用下，分别得到在主梁的1/2跨径处截面的弯矩标准值为:结构重力产生的弯矩W Gk ＝400kN.m ；汽车荷载弯矩M Q1k =300kN.m （未计入冲击系数），冲击系数μ=0.3，计入冲击系数后，汽车荷载弯矩M Q1k =260kN.m ；人群荷载弯矩M Q2k =40kN.m 。请分别计算：
（1）承载能力极限状态设计时的作用效应组合值；（2）正常使用极限状态设计时的作用短期效应组合值。
4. 图示矩形截面受弯构件，截面尺寸为300600b h mm mm ?=?。安全等级二级
（0 1.0γ=），承受弯矩组合设计值530d M kN m =?，拟用C25混凝土
（11.5cd f MPa =），HRB335级钢筋（280sd sd f f MPa '==,0.56b ξ=），65s a mm =。
'
'
f h
已在受压区配置受压钢筋225，2982s
A mm '=，45s a mm '=，试求所需受拉区钢筋面积s A 。
5. 图示矩形截面受弯构件，截面尺寸为200400b h mm mm ?=?。安全等级一级（0 1.0γ=），承受弯矩组合设计值75d M kN m =?，采用C20混凝土
（9.2cd f MPa =），HRB335级钢筋（280sd sd f f MPa '==,0.56b ξ=），假定
65s a mm =，35s
a mm '=，按双筋计算求所需受拉区和受压区钢筋面积s A 、's A 。（15分）
6. 一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸200mm×550mm ，混凝土强度等级为C30，Ⅰ类环境条件，安全等级为二级，纵筋为HRB335级钢筋，跨中弯
矩组合设计值120d M kN m =?（280sd sd f f MPa '==），假定65s a mm =，根据
抗弯计算其配置纵筋1256mm 2，该梁控制截面的剪力设计值200kN ，按仅配
置箍筋考虑，采用R235箍筋（195sd sd f f MPa '==），直径φ12mm ，求其最
大布置间距S v 。
结构设计原理课后题答案8—20
8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？ 答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。 8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？ 答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件 一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh 0计算,他们的值都不应小于45f td /f sd ，同时不小于0.2. 9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？ 答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。 9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？ 答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。 9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？ 答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。 9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？ 答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝 12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？ 答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。 基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。 12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？ 预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件 12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。 12-5什么是后张法？答：后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。 13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？ 答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象 张拉控制应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的
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）
工程结构设计原理试卷及答案
（）成人高等教育本科课程考试试卷 （A）卷 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力Nu有哪项提供【】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力Mu【】 A. 配筋率大的，Mu大 B. 配筋率小的，Mu大 C. 两者Mu相等
D. 两者Mu接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 B.C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度
《结构设计原理》试卷和答案
《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗
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
工程结构荷载与可靠度设计原理_复习资料
荷载与结构设计原理总复习题 一、判断题 1.严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。（N） 2.狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。（Y） 3.广义的荷载包括直接作用和间接作用。（Y） 4.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。（N） 5.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。（Y） 6.土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。（N） 7.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。（N）8.雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（N） 9.雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。（N） 10.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的 关系，但是两者不一定同时出现。（Y） 11.汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷 载是一集中力加一均布荷载的汽车重力形式。 （N） 12.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。（Y） 13．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。（N） 14.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要 对均布活荷载的取值进行折减。（Y） 15.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外 荷载作用对墙背产生的土压力。（Y） 16.波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。（Y） 17.先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。（Y） 18.在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。（N）19.结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。（N） 20.温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。（Y） 21.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。（Y） 22.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。（Y） 23.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。（Y） 24.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间虽然无摩擦力，但仍有剪力存在。（N） 25.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（Y） 26.不但风的作用会引起结构物的共振，水的作用也会引起结构物的共振。（Y） 27.平均风速越大，脉动风的幅值越大，频率越高。（N） 28.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。（Y） 29.地震作用中的体波可以分为横波和纵波，两者均可在液体和固体中传播。（N） 30.如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波 长以内，这种破碎波就称为近区破碎波。（Y）31.远区破碎波与近区破碎波的分界线为波浪破 碎时发生在一个波长的范围内。（N） 32.在实际工程设计时，当出现可变荷载，应采用 其荷载组合值。（N） 33.对于静定结构，结构体系的可靠度总大于或等 于构件的可靠度。（N） 34.对于超静定结构，当结构的失效形态不唯一 时，结构体系的可靠度总小于或等于结构每一失效形态对应的可靠度。（Y） 35.结构设计的目标是确保结构的承载能力足以 抵抗内力，而变形控制在结构能正常使用的范围内。（Y） 36.对实际工程问题来说，由于抗力常用多个影响 大小相近的随机变量相乘而得，则其概率分布一般来说是正态的。（N） 37.结构可靠度是指结构可靠性的概率度量，是结 构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
结构设计原理课后习题答案(第三版)
结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么？ 混凝土梁得受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉 区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋得屈服强度。因此，钢筋混凝土梁得承载能 力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150得棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋， 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时，此时得平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定得试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应 变曲线有哪几个因素？ 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线；0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 之后，塑性变形 显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后， 曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载得长期作用下，混凝土得变形随时间增长，即在应力不变得情况下， 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小，加载时龄期，混 凝土结构组成与配合比，养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形，两者有与不同之处？ 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象，就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别就是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶 段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度？为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保
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。
【工作总结范文】结构设计原理小结
结构设计原理小结 ec--混凝土弹性模量； efc--混凝土疲劳变形模量； es--钢筋弹性模量； c20--表示立方体强度标准值为20n/mm2的混凝土强度等级； fcu--边长为150mm的施工阶段混凝土立方体抗压强度； fcu,k--边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值； fck,fc--混凝土轴心抗压强度标准值，设计值； ftk,ft--混凝土轴心抗拉强度标准值，设计值； fck,ftk--施工阶段的混凝土轴心抗压，轴心抗压拉强度标准值； fyk,fptk--普通钢筋，预应力钢筋强度标准值； fy,fy--普通钢筋的抗拉，抗压强度设计值； fpy,fpy--预应力钢筋的抗拉，抗压强度设计值。 第2.2.2条作用，作用效应及承载力 n--轴向力设计值； nk,nq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的轴向力值； np--后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力； np0--混凝土法向预应力等于零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；
nu0--构件的载面轴心受压或轴心受拉承载力设计值； nux,nuy--轴向力作用于x轴，y轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值； m--弯矩设计值； mk,mq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的弯矩值； mu--构件的正截面受弯承载力设计值； mcr--受弯构件的正截面开裂弯矩值； t--扭矩设计值； v--剪力设计值； vcs--构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值； fl--局部荷载设计值或集中反力设计值； σck,σcq--荷载效应的标准组合，准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力； σpc--由预加力产生的混凝土法向应力； σtp,σcp--混凝土中的主拉应力，主压应力； σfc,max,σfc,min--疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维混凝土的最大应力，最小应力； σs,σp--正载面承载力计算中纵向普通钢筋，预应力钢筋的应力； σsk--按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力；
结构设计原理计算方法
结构设计原理案例计算步骤 一、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 计算公式： ——水平力平衡 （）——所有力对受拉钢筋合力作用点取矩（） （）——所有力对受压区砼合力作用点取矩（）使用条件： 注：/，&& 计算方法： ㈠截面设计yy 1、已知弯矩组合设计值，钢筋、混凝土强度等级及截面尺寸b、h，计算。 ①由已知查表得：、、、； ②假设； ③根据假设计算； ④计算（力矩平衡公式：）； ⑤判断适用条件：（若，则为超筋梁，应修改截面尺寸或提 高砼等级或改为双筋截面）； ⑥计算钢筋面积（力平衡公式：）； ⑦选择钢筋，并布置钢筋（若 ，则按一排布置）； 侧外 ⑧根据以上计算确定（若与假定值接近，则计算，否则以的确定值作 为假定值从③开始重新计算）； ⑨以的确定值计算； ⑩验证配筋率是否满足要求（，）。 2、已知弯矩组合设计值，材料规格，设计截面尺寸、和钢筋截面面积。 ①有已知条件查表得：、、、； ②假设，先确定； ③假设配筋率（矩形梁，板）； ④计算（，若，则取）； ⑤计算（令，代入）； ⑥计算（，&&取其整、模数化）； ⑦确定（依构造要求，调整）； ⑧之后按“1”的计算步骤计算。 ㈡承载力复核 已知截面尺寸b、，钢筋截面面积，材料规格，弯矩组合设计值，
所要求的是截面所能承受的最大弯矩，并判断是否安全。 ①由已知查表得：、、、； ②确定； ③计算； ④计算（应用力平衡公式：，若，则需调整。令， 计算出，再代回校核）； ⑤适用条件判断（，，）； ⑥计算最大弯矩（若，则按式计算最大弯矩） ⑦判断结构安全性（若，则结构安全，但若破坏则破坏受压区，所以应以受压区控制设计；若,则说明结构不安全，需进行调整——修改尺寸或提高砼等级或改为双筋截面）。 二、双筋矩形截面梁承载力计算 计算公式： ， ，（）+（） 适用条件： （1） （2） 注：对适用条件的讨论 ①当&&时，则应增大截面尺寸或提高砼等级或增加的用量（即 将当作未知数重新计算一个较大的）；当时，算得的即为安全要 求的最小值，且可以有效地发挥砼的抗压强度，比较经济； ②当&&时，表明受压区钢筋之布置靠近中性轴，梁破坏时应变较 小，抗压钢筋达不到其设计值，处理方法： a.《公桥规》规定：假定受压区混凝土压应力的合力作用点与受压区钢筋合力作用 点重合，并对其取矩，即 令2，并 （） 计算出； b.再按不考虑受压区钢筋的存在（即令），按单筋截面梁计算出。 将a、b中计算出的进行比较，若是截面设计计算则取其较小值，若是承载能力复核则取其较大值。 计算方法： ㈠截面设计 1.已知截面尺寸b、h，钢筋、混凝土的强度等级，桥梁结构重要性系数，弯矩组合 设计值，计算和。 步骤： ①根据已知查表得：、、、、； ②假设、（一般按双排布置取假设值）； ③计算；
结构设计原理
结构设计原理 交卷时间：2016-11-05 15:53:42一、单选题 1. (2分)钢筋屈服状态指 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案B 解析 考查要点： 试题解答： 2. (2分)地震荷载属于（）
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 3. (2分)下列对结构的分类不属于按受力特征分类的是：（） 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案A 解析 考查要点： 试题解答： 4. (2分) 直径300mm的轴心受压柱，由C25混凝土（f cd=11.5Mpa），HPB300（f sd=270Mpa）钢筋制作，要它能够承担1400kN的压力，最好选直径25mm的钢筋（）根。
得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 5. (2分)梁内抵抗弯矩的钢筋主要是（） 得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案A 解析 考查要点： 试题解答： 6. (2分)事先人为引入内部应力的混凝土叫（）。
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 7. (2分)下列描述是适筋梁的是（） 得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案C 解析 考查要点： 试题解答： 8. (2分)拉伸长度保持不变，钢筋中的应力随时间而减小的现象叫（）。
得分： 2 知识点：结构设计原理作业题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 9. (2分)针对地震荷载的计算属于（） 得分： 2 知识点：结构设计原理考试题 答案D 解析 考查要点： 试题解答： 10.
结构设计原理复习资料总结02
第一章钢筋混凝土结构的力学性能 1、基本构件变形分类：受拉构件、受压构件、受弯构件、受扭构件 2、遵行适用、安全、经济、美观的原则设计 3、混凝土结构包括：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构 4、钢筋和混凝土在一起工作由于：1）两者之间有可靠的粘结力，能牢固的结成整体，在外荷载作用下能协调变形2）两者的温度线膨胀系数相近、温度变化时产生很下的温度应力3）钢筋被混凝土覆盖防止锈蚀 5、钢筋混凝土结合优点：1）合理利用两者的受力特点，形成具有较高承载力的结构构件2）使用寿命长，耐久性好，不需要经常维护维修，耐火性好3）施工方法适应性强4）现浇钢筋混凝土结构的整体性好，抗震性较好5）大多数可以就地取材，节省运费，降低建筑成本（砂、石） 6、钢筋混凝土结构缺点：1）自重大2）抗裂性差3）浇筑混凝土时需要模板支撑4）户外施工受季节条件限制 7、钢筋按生产工艺和加工条件分为：热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋 8、热轧钢筋分为：光圆钢筋、变形钢筋（螺纹钢筋、人字形钢筋、月牙纹钢筋） 9、直径小于6mm为钢丝 10、拉伸试验中没有明显流幅的钢筋其残余应变为0.2%时的应力δ0.2作为协定的屈服点(条件屈服强度),取残余应变的0.1%处应力作为弹性极限强度 11、钢筋的强度指标：屈服强度、极限强度 12、钢筋的塑性指标：伸长率、截面收缩率、冷弯性能 13、 14、粘结力：能承担由于变形差沿其接触面上产生的剪应力 15、粘结力的作用：钢筋端部的锚固、裂缝间应力的传递 16、粘结力的组成：钢筋与砼接触面上的化学吸附作用、砼收缩将钢筋紧紧握裹儿产生的摩擦力、钢筋与混凝土之间机械咬合作用力、附加咬合作用 17、影响粘结力的主要因素：钢筋表面形状、砼强度等级、浇筑砼时钢筋的位置、保护层厚度和钢筋间距、横向钢筋及侧向压力等 第二章钢筋混凝土结构的基本计算原则 1、结构的作用：引起结构内力和变形的一切原因统称为结构的作用 2、结构的作用分为两类：直接作用和间接作用 3、作用在结构上产生的内力和变形称为作用效应 4、结构的作用按时间的变异性和出现的可能性分为三类：永久作用（作用值在设计基准期内不随时间变化，或其变化值平均值相比可以忽略不计）、可变作用（作用值在设计基准期内随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略）、偶然作用（在设计基准期出现的概率很小，一旦出现，其持续时间很短，但其量值很大） 5、作用代表值：结构或结构构件设计时，为了便于作用的统计和表达，简化设计共识，通常以一些确定的值来表达这些不确定的作用量，这些确定的值即称为作用的代表值 6、作用的标准值：其量值应取结构设计规定期限内可能出现的最不利值，一般按照在设计基准期内最大概率分布FQT（x）的某一分位值确定 7、作用的准永久值：（对可变作用而言）依据作用出现的累计时间而定，{公桥规}规定，可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久系数ψ2得到 8、作用的频遇值：根据在足够长观测期内作用任意点时点概率分布的分位值而定 9、作用设计值：作用标准值乘以作用分项系数 10、抗力：是结构构件抵抗作用效应的能力，即承载能力和抗变形能力 11、引起抗力不定性的因素：材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性 12、结构的可靠性：安全性、适用性、耐久性 13、结构可靠度：结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的概率 14、结构设计目的：要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性的前提下，完成全部功能的要求 15、极限状态：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，则此特定状态称为该功能的极限状态 16、承载能力极限状态：对应于桥涵及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态 17、正常使用极限状态：对应于桥涵及其构件达到正常使用或耐久性的某项限定值的状态 18、作用效应组合：是结构上几种作用分别产生的效应的随机叠加 第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题
《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题 第一章荷载类型 1.荷载：由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。 2.作用：能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种因素总称为作用。 3.荷载与作用的区别与联系. 区别：荷载不一定能产生效应，但作用一定能产生效应。 联系：荷载属于作用的范畴。 第二章重力 1.土是由土颗粒、水和气体组成的三项非连续介质。 2.雪压：单位面积地面上积雪的自重。 3.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。 第三章侧压力 1.根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。 三种土压力的受力特点： （1）静止土压力：挡土墙在土压力作用下，不产生任何方向的位移或转动而保持原有的位置，墙后土体处于弹性平衡状态。 （2）主动土压力：挡土墙在土压力的作用下，背离墙背方向移动或转动时，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位移量值时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，滑动楔体内应力处于主动极限平衡状态。 （3）被动土压力：挡土墙在外力作用下向墙背方向移动或转动时，墙体挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，墙后土体开始上隆，作用在档土墙上的土压力达到最大值，滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态。 2.水对结构物的力学作用表现在对结构物表面产生静水压力和动水压力。静水压力可能导致结构物的滑动或倾覆；动水压力，会对结构物产生切应力和正应力，同时还可能引起结构物的振动，甚至使结构物产生自激振动或共振。 3.（1）冻胀力：在封闭体系中，由于土体初始含水量冻结，体积膨胀产生向四面扩张的内应力，这个力称为冻胀力。（2）冻土：具有负温度或零温度，其中含有冰，且胶结着松散固体颗粒的土，称为冻土。 （3）冻胀原理：水分由下部土体向冻结锋面迁移，使在冻结面上形成了冰夹层和冰透镜体，导致冻层膨胀，底层隆起。（4）影响冻土的因素：含水量、地下水位、比表面积和温差。 第四章风荷载 1.基本风压：按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压称为基本风压。通常应符合以下五个规定：标准高度的规定（10m）、地貌的规定(空旷平坦)、公称风速的时距（10分钟）、最大风速的样本时间（1年）和基本风速重现期（30-50年）。 2.风效应可以分为顺风向结构风效应和横风向结构风效应两种。 3.速度为的风流经任意截面物体，都将产生三个力：物体单位长度上的顺风向力p D、横风向力P L以及扭力矩P M。 第五章地震作用 1.地震按其产生的原因，可分为火山地震、陷落地震和构造地震。 2.（1）震源：即发震点，是指岩层断裂处。 （2）震中：震源正上方的地面地点。 （3）震源深度：震中至震源的距离。 （4）震中距：地面某处到震中的距离。 （5）震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。 （6）地震能：一次地震所释放的能量。 （7）烈度：某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。 （8）地震波：传播地震能量的波 3.地震波分为在地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。 第七章荷载的统计分析 1.平稳二项随机过程荷载模型的假定为：
结构设计原理答案
一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么？ 答：1. 混凝土硬化后，钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体，从而保证在荷载作用下，钢筋和商品混凝土能变形协调，共同工作，不易失稳。 2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数，两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。 3.在钢筋的外部，应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层，钢筋包裹在混凝土之中，受到混凝土的固定和保护作用，钢筋不容易生锈，发生火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。 4、钢筋端部有足够的锚固长度。 二、影响粘结强度的因素有哪些？ 答：1，混凝土强度；粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。 2，钢筋的表面状况；如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。 3，保护层厚度和钢筋之间的净距。因此，构造规定，混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。 4，混凝土浇筑时钢筋的位置；对于梁高超过一定高度时，施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。 三、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？ 答：答：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，这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素： （1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；（2）加荷时混凝土的龄期；（3）混凝土的组成成分和配合比；（4）养护及使用条件下的温度与湿度 四、什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？ 答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力； （2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度； （3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 答：结构可靠性是指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。包括安全性、适用性和耐久性。 结构的可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。