抗震结构设计原理

第一章绪论

1、地震按其成因分为：火山地震、陷落地震和构造地震

2、震源：底层构造运动中，地球内部断层错动断裂并引起周围介质震动的部位

震中：震源正上方的地面位置叫震中

震中区（极震区）：震中附近的地面震动最剧烈，也是破坏严重的地区

震中距：震源至地面的垂直距离叫做震源深度

3、地震波：体波（纵波、横波）随深度增大而增大….面波（L波、R波）随深度增大而减小

纵波＞横波＞面波（面波的振幅最大）

4、震级：表示地震本身大小的尺度

地震裂变：是指某一地区地面及房屋建筑等工程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。

关系区别：一次地震表示地震大小的震级只有一个，但由于各地区距离震中的远近不同、震源深度不同，地质情况和建筑物情况不同，故各地区所遭受到的地震影响程度不同。

5、基本烈度：指某地区在今后一定时间内，在一般场地条件下可能遭受的最大地震烈度，我国确定以50年内超过概率为10%的烈度为基本烈度（474年一遇）

抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，一般情况下可采用中国地震动区划图地震基本烈度，6度以上地区建筑必须进行抗震烈度设防。

6、地震动三个基本要素：幅值、频率和持时（在近场内基岩上的低振动加速度峰值大于软弱场地上的，而远场则相反）

7、四个抗震设防类别：特殊、重点、标准、适度设防，简称甲乙丙丁（甲乙抗震措施提升一度，计算时甲提升一度，乙不提升）

小震烈度：50年内超63.2% 中震10% 大震2-3%

中震烈度（基本烈度）=小震烈度（众值或多遇）+1.55=大震（罕遇）-1.00

三水准设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒

两阶段抗震方法：第一阶段设计为承载力及弹性形变验算，取第一水准（相当于小震）的参数计算。这样可满足第一二水准设防要求。第二阶段设计为弹塑性形变验算，满足第三水准设防要求。

第二章场地、地基和基础

1、场地：是指工程群体所在地，具有相似的反应普特征。按场地上建筑物的震害轻重程度，把建筑场地划分四类，即对建筑抗震有利、一般、不利和危险的地段。

2、场地土：指场地范围内的地基土，在软弱地基上，刚性结构表现较好而柔性结构易遭到破坏。震害随覆盖层厚度的增加而加重。

3、场地对建筑物震害的影响，主要与场地土的刚性和场地覆盖层厚度有关。

除十分软弱的土外，地基抗震承载力取值应比静承载力有所提高。

4、***场地土液化成因：地震时，包河砂土货粉土颗粒在强烈震动下发生相对位移，土的颗粒结构趋于密实，颗粒间孔隙水在短时间内不能排出而受到挤压，从而使孔隙水压上升，上升到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土收到的有效压应力下降乃至消失，这时，土的抗剪强度等于0，砂土颗粒犹如“液体”一样处于悬浮状态。

影响方面：（1）土层地质年代（2）土的组成（3）土的相对密度（4）土层的埋深（5）地下水位的深度（6）烈度和地震持续时间

6、液化的判别可分两步进行，即初步判别和标准贯入试验判别

第三章结构抗震反应分析及抗震验算

1、地震作用：地震释放的能量，以地震波向四周扩散，当其扩散到地面后引起地面运动，使原来静止的建

筑物受到动力作用，这种作用通过建筑物基础影响上部结构，使整个结构产生振动，结构在振动过程中产生的惯性力称为地震作用。

2、反应谱：结构最大地震反映与该结构自振周期的关系曲线。

3、主振型（振型）：在结构振动过程中的任意时刻，两个质点位移比值始终能够保持不变，即结构的振动形状不变，这种振动形式成为主振型。

4、主振型的正交性：是指两个不同主振型对应位置上的质点位移相乘，再乘以该质点的质量，然后将各质点所求出的上述积作代数和，其值为零。

5、底部剪力法适用范围：质量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，以剪切变形为主（房屋高宽比小于4）的结构。

突出屋面的屋顶间，如烟筒等地震作用效应宜乘以3，不下传属于局部效应增大，作用在主体结构顶层。为了保证较长周期结构的安全性，规定了不同抗震设防烈度的剪重比V/G≥λ

6、对于平面布置有明显不对称的结构，在水平地震作用下将产生明显的平动——扭转耦连效应

7、顶点位移法：是根据结构在重力荷载水平作用时计算得到的顶点位移来推其基本频率和基本周期的一种方法。

8、***地震作用计算原则：（1）一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力的构件承担（2）有斜交抗侧力构件的结构，宜分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用（3）质量和刚度明显不均匀，不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响（4）烈度为8.9度的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。第四章建筑结构抗震概念设计

1、多道抗震防线：即抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成，并有延性较好的结构构件连接起来协同工作，且抗震结构体系还要具有最大的可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列较易于修复的分布的塑性屈服区，使结构有足够的吸收耗能能力。

2、结构平面不规则的类型：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续

结构竖向不规则的类型：侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变

3、防震缝宽度：

框架结构15m以下，不小于100mm；大于15m的6~9度分别每增高5~2m加宽20mm

框架—抗震墙结构：不小于上述70%，且不小于100mm

抗震墙结构：不小于上述50%，且不小于100mm

4、我国当前采用（层间位移角）来衡量结构变形能力

5、抗震结构设计中的非结构构件通常包括建筑非结构构件和固定于建筑结构的建筑附属机电设备的支架。第五章混凝土结构房屋抗震设计

1、房屋高度越大，所受地震作用越大，对抗震性要求越高，因此，不同结构类型应根据经济技术综合考虑其使用高度。

2、钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并以此为根据在设计中采用相应的计算和构件措施要求。

3、剪压比：为防止构件截面在箍筋屈服前混凝土过早发生剪切破坏，必须限制构件的截面最小尺寸，即限制构件的剪压比。

4、手工计算方法中，常采用反弯点法和D值法进行水平荷载下框架内力计算。

5、***轴压比：是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比N/FcBcHc。限制轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。试验表明，柱的延性随轴压比的增大而急剧下降，尤其是高轴压比的条件下，箍筋对柱的变形能力影响和小。因此，在框架抗震设计中，必须限制轴压比以保证具有一定的延性。

6、“强柱弱梁”原则：为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现，必须要求在同一节点柱的抗弯能力大于梁的抗弯能力。

“强剪弱弯”原则：为防止柱在压弯破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”原则，对柱端部截面组合的剪力设计值予以调整。

“强节点弱构件”原则：节点核心区是保证框架承载力和抗倒塌能力的关键部位，因此，在抗震结构设计节点设计应遵循“强节点弱构件”的设计原则。为防止节点核心区发生剪切破坏，必须确保节点有组否的受剪承载力。规范规定一级、二级、三级框架借点核心区应进行抗震验算，四级只需满足构造措施的要求。

7、按顶点位移法计算框架的横向自振周期：

8、抗震构造要求：

纵筋配置要求：（1）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，同样对梁的变形能力有较大的影响。梁端底面的钢筋可增加负弯矩时的塑性转动能力，还能防止在地震中梁底出现正弯矩时过早屈服或严重破坏，从而影响承载能力和变形能力正常发挥。（2）梁端纵向受拉钢筋配筋率不宜大于2.5%。

箍筋配置要求：为确保框架柱在地震作用下有足够的弹塑性变形能力，箍筋在加密区的体积配筋率，应符合下列要求

第六章多层砌体及底部框架砌体房屋抗震设计

1、砌体结构：由砖、石、砌块与砂浆砌筑成的墙，作为建筑物主要受力构件的结构。分为无筋砌体（配筋率＜0.07%）、约束砌体、配筋砌体（配筋率＞0.2%）

有点：构造简答、施工方便、造价较低

缺点：抗剪、抗弯能力低（因材料脆性性质），整体性不好、抗震性能差

2、墙角破坏：墙角位于房屋的尽端，房屋整体对其约束较差，在地震作用下房屋的角部易产生扭转效应，使其出现应力集中现象，而纵横墙的裂缝往往在此相遇，因此墙角易破坏。

楼梯间墙体破坏：楼梯间的墙体在高度方向无支撑，空间刚度差，且墙高稳定性差，易造成墙体破坏。若楼梯设在房屋尽端，其破坏更严重。

3、多层砌体结构应优先采用横墙承重或纵横墙承重方案。不应用纵墙承重！

4、多层砌体房屋的横向水平地震力是通过楼（层）盖传到横墙上并由横墙承担。横墙数量多，间距小房屋空间刚度就大，楼盖的水平刚度大，横墙间距就可以大。

5、采用底部剪力法时，突出的屋面的屋顶间、女儿墙、烟筒等，考虑鞭梢效应其水平地震作用标准值宜乘以增大系数。

6、根据楼盖水平刚度的不同、横向水平地震剪力采用不同的分配方法：

（1）刚性楼盖：按各横墙的抗侧移刚度比例分配

（2）柔性楼盖：按从属面积上的重力荷载比例进行分配

（3）中等刚性楼盖：采用上述两种方法平均值

7、高宽比不同墙段总侧移中弯曲变形和剪切变形所占的比例也不同

（1）当墙段高宽比h/b≤1时，以剪切为主，当墙段材料、高宽相同时，按水平截面面积比例分配

（2）1＜h/b≤4时，弯曲与剪切变形均应考虑

（3）h/b＞4时，以弯曲变形为主，可忽略抗侧移刚度，不进行水平地震剪力分配

8、底部框架砌体房屋底部的地震作用效应有水平地震剪力和底层的地震倾覆力矩两部分。

9、构造柱作用：可以提高砌体的受剪承载力，尤其是能够提高其变形能力，改善房屋的抗震性能。

构造柱最小截面可采用180mm*240mm。构造柱不单独设置基础，但应深入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。

10、钢筋混凝土圈梁作用：能增强砌体房屋的整体性，增加墙体的稳定性，可以有效地约束墙体裂缝的开展，从而提高房屋的抗震能力。它还可以有效地抵抗由于地震或其他原因所引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用，是抗震的有效措施。（圈梁的截面高度不应小于120mm）。

第七章单层钢筋混泥土厂房抗震设计

1、房纵向的震害一般较横向严重,这主要是由于厂房纵向构件连接构造薄弱、支撑不完备等原因造成的。

2、柱间支撑是厂房纵向的主要抗侧力构件。

3、多跨厂房宜等高和等长。因为不等高厂房有高震型反应，不等长多跨厂房有扭转效应，均对抗震不利。

4、屋盖支撑是保证屋盖整体性的重要抗震措施。

5、屋架（屋面梁）与柱顶的连接有焊接、螺栓连接和钢板铰连接三种形式。

6、墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定。隔墙顶部应设现浇钢筋混泥土压顶梁。

7、厂房的抗震设计计算，分别按横向排架方向与纵向柱列方向两个主轴方向进行。

8、厂房基本自振周期简图与计算厂房地震作用的简图的区别：厂房基本自振周期简图，一般忽略吊车桥架及吊物重量对自振周期的影响；计算厂房地震作用的简图，除了把厂房质量集中于屋盖柱顶标高处外，对桥式吊车的厂房还要考虑吊车桥架及吊物作用在吊车顶梁面时对柱子产生的最不利内力。

9、修正刚度法：就是把厂房纵向视为一个单自由度体系，求出总地震作用后，再按各柱列的修正刚度，把总地震作用分配到各柱列。此法适用于单跨或等高多跨钢筋混泥土无檩和有檩屋盖厂房。

第八章多层和高层钢结构房屋抗震设计

1、钢结构房屋优点：钢材基本上属于各项同性的均质材料，具有轻质高强、延性好的特点，是一种很适宜于建造抗震结构的材料。由于钢材的材质均匀，强度易于保证吧，因而钢结构房屋的可靠性大：与其他结构相比较，钢结构自重轻，使结构所受的地震作用减少：良好的延性性能，使结构具有很大的变形能力，可以通过结构的塑性变形吸收和耗散地震输入能量，从而具有较高的抗震能力。

缺点：由于焊接、连接、冷加工等工艺技术及腐蚀环境的影响，钢材性能的优点将受到影响，若在设计、施工、维护等方面出现问题，就会造成损害和破坏。

2、钢结构破坏形式：节点连接破坏；构件破坏；结构倒塌。

3、中心支撑与偏心支撑的差别：中心支撑是指支撑斜杆与横梁及柱汇交于一点，也可与柱汇于一点，但汇交时均无偏心距。与中心支撑相比较，偏心支撑具有较大的延性，是适宜于高烈度地震区的一种新型支撑体系。

4、中心支撑框架宜优先采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑。

5、钢结构抗震设计的阻尼比按下列规定取值：1、多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取0.04；大于50小于200可取0.03；大于200宜取0.02。2、在罕遇地震作用下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。

6、偏心支撑框架的设计原则是：强柱、强支撑、弱消能梁段，使消能梁段在大震时屈服，形成塑性铰，而支撑斜杆、柱和其余梁段仍保持弹性。

7、当节点域的腹板厚度不满足要求时，应加厚柱腹板或贴焊补强板加强。

8、偏心支撑框架的支撑杆件长细比不应大于120√235/fay。

9、为使偏心支撑框架消能梁段具有良好的延性和耗能能力，其钢材屈服强度不应大于345Mpa.

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

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

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

【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。

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。

结构设计原理复习题教学总结

结构设计原理复习题 1.混凝土的构件有哪些？ 答：素混凝土构件，普通钢筋混凝土构件，预应力钢筋混凝土构件。 2.钢筋与混凝土能共同工作的原因是什么？（P5） 3.钢筋与混凝土的粘结机理。（P19） 4.混凝土的弹性模量的表示方法。（P11） 5.桥梁安全等级如何区别？（P33） 6.空心板梁如何转换成工字型梁？（P66） 7.钢筋混凝土结构的特点是什么？(优点和缺点)（P5、P6） 8.常用的钢筋种类有哪些？（P17） 9.σ0.2的含义。（P17） 10.什么是混凝土立方体抗压强度？（P6） 11.什么是混凝土棱柱体（轴心）抗压强度？（P6）混凝土棱柱体轴心抗拉强度？（P7） 12.什么是套箍效应？（参考P209的套箍理论） 13.什么是95%的保证率？ 答：混凝土就是强度合格率必须达到95%以上，钢筋则是说规定的钢筋强度标准值，能保证95%以上的强度值大于这个标准值。 14.混凝土多向受力的特点。（P8） 15.什么是混凝土的徐变及影响徐变的因素？（P12、P13） 16.什么是作用？作用效应？抗力？（P27） 17.什么是作用的标准值？可变作用频遇值和可变作用准永久值？（P37） 18.什么是使用年限和设计基准期？（P25） 19.什么是结构的可靠性和可靠度？（P25） 20.什么是结构的极限状态？（P25） 21.两种极限状态，三种设计工况，四种基本组合。 答：两种极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态。 三种设计状况：持久状况，短暂状况，偶然状况。 四种基本组合：承载能力（基本组合和偶然组合），正常使用（作用短期效应组合和作用长期效应组合） 22.轴心受压构件的构造要求。（P131） 23.长柱和短柱的破坏模式。（P128） 答：长柱——失稳破坏；短柱——材料破坏。 24.螺旋箍筋的作用及配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的正截面承载力计算公式。 （134、P135） 25.配筋率（P42）与配箍率（P82）。 26.受弯构件正截面破坏形态——适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏（P48） 27.什么是峰值应变和极限应变？ 答：峰值应变是峰值应力对应的应变，极限应变是在构件开始破坏时的应变。 28.何时选用双筋梁？判断是否选用双筋梁的方法（在计算和复核两种情况下）？（P61） 29.为什么选用T形截面梁？及判断T形截面类型的方法（在计算和复核两种情况下）？ 30.bf’如何取值？（P67） 31.什么是ξb？ρ max和ρmin？

工程结构设计原理参考试卷及答案

重点看作业的18套试卷（重点）！18套试卷中有不明 白的可以询问去听课的同学！ 第18套习题的最后一题计算题可能会考类似的题目！ 书P190例题6-4、6-5，会有类似计算题 工程结构设计原理参考试卷及答案 一、填空题 1．结构的功能包括 安全性 、 适用性 和 耐久性 。 2．某批混凝土立方体抗压强度服从正态分布，抽样试验统计结果：强度平均值为2fcu N/mm 35=μ，均方差为2fcu N/mm 6.3=σ，试确定立方体抗压强度标准值 （95％保证率）为 29.08 2N/mm 。 3．8.8级高强度螺栓的屈服强度为 640 2N/mm 。 4．在进行受弯构件正截面承载力计算时，将实际的混凝土受压区混凝土应力分布 状况简化为等效矩形分布，简化中遵循的两个原则是 合力大小不变 和 合力点作用位置不变 。 5．在钢筋混凝土构件斜截面受剪承载力计算中，进行截面限制条件的验算，是为了防止 斜压 破坏。 6．轴心压杆承载能力的极限状态包括强度和稳定两个方面，可分别由式 n N f A σ=≤ 及 N f A σ?=≤ 表达。 7．钢梁丧失整体稳定性属于 弯扭 屈曲。 8．在复核钢筋混凝土T 形截面构件时，若''1f f y c s h b f f A α≤ ，则说明中和轴在 翼缘 （翼缘、腹板）内。 9．在钢筋混凝土弯剪扭构件的设计计算中，箍筋对正截面受弯承载力 无 （有、无）贡献，对斜截面受剪承载力 有 （有、无）贡献，对受扭承载

力有（有、无）贡献。 10．轴心受压钢柱的合理的截面形式应根据等稳定性条件来确定。 二、选择题（单选题） 1．一般来说，砼的棱柱体强度比立方体强度低，这是因为（C ）。（A）立方体振捣更为密实（B）工程实际与试验室条件的差异（C）压力机垫板对立方体的摩擦作用影响大 （D）棱柱体不容易做到轴心受压 2．砼在双向应力下（C ）。 （A）双向受压的强度基本等于单向受压 （B）双向受拉下，一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而提高（C）双向受压下，一向的抗压强度随另一向压应力的增加而提高（D）双向受拉下，一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而下降3．当砼应力（σc／ｆc）不超过多少时，徐变为线性徐变（C ）（A）0.6 （B）0.75 （C）0.5 （D）0.9 4．我国砼规范以（B ）概率法为基础。 （A）半概率（B）近似概率 （C）全概率（D）伪概率 5．正常使用极限状态与承载能力极限状态相比（A ）。 （A）允许出现的概率高些（B）出现概率相同 （C）失效概率小些（D）视具体情况而定 6．安全等级为二级的建筑, 属脆性破坏的构件, 其β值为（A ）。（A）3.7 （B）3.2 （C）4.2 （D）2.7 7．结构的功能包括（C ）。 （A）强度, 变形, 稳定（B）实用, 经济, 美观 （C）安全性, 适用性和耐久性（D）承载能力,正常使用 8．活载的基本代表值是（B ）。 （A）设计值（B）标准值 （C）组合值（D）准永久值 9．下面哪些因素对提高砌体强度不利（C ）。 （A）砌体和砂浆强度越高（B）砂浆的流动性越大