结构设计原理复习资料(最终版).doc

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以下内容仅供参考

第一章：

1.混凝土是一种典型的脆性材料，其抗压强度很高，而抗拉强度很低。

2.钢筋混凝土共同工作的理由：

1）混凝土干缩后能产生较大的黏结力

2）钢筋和混凝土具有大致相同的温度线膨胀系数

3）包围在钢筋外围的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证结构具有良好的耐久性

3.钢筋混凝土优点：

1）由于混凝土的保护，钢筋不易被腐蚀，耐久性好。

2）整体性好，抗地震、抗强冲击效果较好。

3）钢筋混凝土结构的刚度较大，在使用荷载作用下的变形较小。

4）新拌和的混凝土可塑。

5）混凝土传热性能差，可以保护钢筋，不致让其很快达到软化温度而整体破坏。

6）材料好找，建筑成本较低，废料可利用。

4.钢筋混凝土缺点：

1）自重较大

2）抗裂性能较差

3）往往是带裂缝工作

4）受气候条件影响较大

5）耗用模板多

6）修补或拆除困难

第二章

1.混凝土强度分为：

立方体（抗压）强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度

1）立方体（抗压）强度

每边边长为150mm的立方体试件，标准养护条件下，28d，标准实验方法，具有95%保证率的抗压强度值，作为混凝土的立方体抗压强度标准值（ƒcu，k）；C40表示该级混凝土立方体抗压强度的标准值为40MPa。

P.S.标准实验方法不抹油；不抹油测得值要大些；能提高混凝土强度。

2）轴心抗压强度

150mm*150mm*300mm的试件为标准试件

3）轴心抗拉强度（ƒtk：

标准值；ƒtd：

设计值）

它与同期龄混凝土抗压强度的比值大约在1 /18~1/8，比值随混凝土抗压强度的增大而减小。

P.S.ƒt=0.9ƒts；ƒfs>ƒt劈裂强度>抗拉强度

2.双向应力状态

1）双向受压时：

一向的混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加。

2）双向受拉时：

一向的抗拉强度与另一向拉应力大小无关，即双向受拉的混凝土抗拉强度接近于单向抗拉强度。

3）当一向受拉、一向受压时：

混凝土的强度均低于单向受力（拉或压）的强度。

P.S.三向受压强度增加

3.P10图2-5

P.S.

（1）受力变形裂缝有规律

（2）收缩变形裂缝杂乱（3）C=0.002或C=2000；

4.混凝土强度等级↓，其极限应变↑。

5.P13图2-9

6.影响徐变的因素

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）混凝土的组成成飞和配合比。

4）养护和使用条件下的温度与湿度。

5）构件尺寸。

7.混凝土在空气中结硬时体积随时间推移而减小的现象成为收缩。

（影响同上）

8.P15图2-13、2-14（重点）

P.S.有明显流幅的钢筋：

大—强度小—延性好；没有明显流幅的钢筋：

小-强度大-延性差。

第三章

1.极限状态：

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，此特定状态称为该功能得极限状态。

1）承载力极限状态：

（再大就摧毁）

2）正常使用极限状态：

（再大，影响耐久性）

3）“破坏-安全”极限状态：

（局部破坏，有适当的可靠度）

2.可靠指标：

β↑失效概率：

Ρf↓

3.设计值：

ƒsdƒcd标准值：

ƒckƒsk

第四章（重点，详见书中勾画部分）

1.配筋率：

p=As/（bh0）

2.P37-P40勾画部分

第五章

1.无腹筋梁斜截面破坏的主要形态：

由剪跨比决定

P.S.斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏均属于脆性破坏。

2.箍筋还将提高斜裂缝交界面骨料的咬合力和摩擦作用，延缓沿纵筋和黏结劈裂裂缝的发展，防止混凝土保护层的突然撕裂，提高纵向钢筋的销栓作用。

3.影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素

1）剪跨比

2）混凝土（立方体）抗压强度

3）纵向钢筋配筋率

4）配箍率和箍筋强度

P.S.设计时，对于斜压和斜拉破坏，一般是采用截面限制条件和一定的构造措施予以避免。

对于常见的剪压破坏形态，梁的斜截面抗剪承载力变化幅度较大，必须进行斜截面抗剪承载力的计算。

4.Vu=Vc+Vsv+Vsb

Vu：

抗剪承载力

Vc：

剪压区混凝土抗剪力

Vsv：

箍筋所能承受的剪力

Vsb：

弯起钢筋所能承受的剪力

5.截面尺寸（P68、P69）

1）在定截面的情况下，无论钢筋的配比，抗剪力的max值：

2）在定截面的情况下，无论钢筋的配比，抗剪力的min值：

6.混凝土强度↑最小锚固长度↓

7.箍筋的构造要求：

1）钢筋混凝土直径不小于8mm

2）箍筋的间距不应小于梁高的1/2，且不大于400mm

第六章

1.Tcr=0.7*Wt*ƒtd

Tcr：

矩形截面纯扭构件的开裂扭矩

ƒtd：

混凝土抗拉强度设计值

Wt：

矩形截面的抗扭塑性地抗拒（只记这个）

第七章（重点，详见书中勾画部分）

第八章

1.Pmin=45（ƒtd/ƒsd）%且Pmin》0.2

2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算公式的适用条件：

2a’s《x《εb*h0

第九章

1.P163公式9-23；需要掌握影响因素，定性判断

2.混凝土的耐久性：

指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期限内，不需要花费大量资金进行加固处理而保持安全、使用功能和外观要求的能力。

3．影响混凝土结构耐久性的因素主要有内部和外部两方面：

内部：

混凝土强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量、外加剂用量等。

外部：

环境温度、湿度、CO2含量

4.混凝土的碳化（名词解释）

混凝土的碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质——氢氧化钠发生反应，使混凝土的ph值下降。

其他酸性物质也能与混凝土发生类似反应。

混凝土碳化对混凝土本身无破坏作用，其主要危害是使混凝土中钢筋的保护膜受到破坏，引起钢筋锈蚀。

第十章

1.M0：

消压弯矩，即构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。

（有个名词解释，P178）

2.部分预应力混凝土构件的分类：

A类：

当对构件控制截面受拉边缘的拉应力加以限制时，为A类预应力混凝土构件。

B类：

当构件控制截面受拉边缘拉应力超过限值或出现不超过宽度限值的裂缝时，为B类预应力混凝土构件。

3.预应力混凝土构件优缺点：

（传说要考）

优点：

1）提高构件的抗裂度和刚度。

2）改善结构的耐久性。

3）节省材料，减轻自重。

4）可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。

5）提高结构的耐疲劳性能。

6）提高工程质量

7）预应力可作为结构构件连接的手段。

缺点：

1）工艺复杂。

2）需要一定的专用设备，耗材料多。

3）预应力反拱度不易控制。

4）预应力混凝土结构开工费用大，对于小工程成本高。

第十一章

1.对预应力钢筋性能要求：

1）强度要高

2）有较好的塑性

3）具有良好的黏结性能

4）具有低松弛性能

5.对预应力混凝土的要求：

1）强度要高：

预应力混凝土强度不低于C40

2）收缩。

徐变小

2.先张法：

先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土。

3.后张法：

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。

P.S.先张法靠黏结力来传递并保持预加应力；后张法靠工作锚具来传递和保持预加应力。

第十二章

1.钢筋预应力损失估算（重要）

1）预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失（σL1）

2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（σL2）

3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失（σL3）

4）混凝土弹性压缩引起的应力损失（σL4）

5）钢筋松弛引起的应力损失（σL5）

6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失（σL6）

各阶段预应力损失组合值：

预应力损失值得组合

先张法构件

后张法构件

传力锚固时的损失（第一批）

σL2+σL3+σL4+0.5*σL5

σL1+σL2+σL4

传力锚固时的损失（第二批）

0.5*σL5+σL6

σL5+σL6

第十四章

1.将砖、天然石材等用胶结材料连接成整体的结构，称为砖石结构；

2.用整体浇筑的混凝土、片石混凝土或混凝土预制块构成的结构，称为混凝土结构；

3.砖石结构+混凝土结构=圬工结构

4.圬工结构的优缺点：

优点：

1）易于就地取材，天然石料，砂等，价格低廉。

2）耐火性、耐久性好，且有较好的化学稳定性和大气稳定性。

因为养护费用低。

3）施工简便，易于掌握。

4）具有较强的抗冲击及较大的超载能力，抗冲击能力强。

5）与钢筋混凝土相比，节约水泥和木材。

缺点：

1）自重大，体积大。

2）砌筑工作相当繁重，机械化程度低，工期长。

3）砂浆和块材间黏结力相对较弱，砌体结构抗拉、抗弯强度低。

第二十二章

1.纤维丝包括：

碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维。

碳纤维：

碳纤维通常由有机纤维在惰性气体中经高温碳化而成。

优点：

轻质、高强、高弹模、耐疲劳以及在潮湿环境和化学环境下具有优越的耐腐蚀性能；

缺点：

极限延伸率相对较小；

另外：

碳纤维的传热和导电性能好。

2.FRP材料优缺点：

优点：

1）轻质高强

2）耐腐蚀

3）可设计性好

4）耐疲劳、减震性能好

5）无磁性，绝缘、隔热、膨胀系数小

缺点：

1）抗剪强度低

2）弹性模量相对较低

3）材料各向异性

4）热稳定性差

附录：

一、单选、多选

1.外荷载=混凝土应力+钢筋应力

故：

在外荷载不变，长期作用，徐变下，混凝土力↓钢筋力↑

2.全部配筋率不小于0.5%；单侧配筋率不小于0.2%

3.双筋的钢筋混凝土梁，受压筋不超过400MPa，因为：

受压钢筋不止被压屈服

4.受弯构件扰度验算不满足要求时，下列哪些因素调整最有效：

答案：

调整h0

5.减小预应力摩擦损失的方法：

P198

A.两端同时拉B.超张拉C.一端张拉D.二次升温E.减小摩擦

6.影响徐变：

P13

B．混凝土组成成分C.混凝土配合比D.养护温度、湿度

7.钢筋混凝土优点（全选）

A、B、C、D能就地取材E能利用废料

8．黏结力主要影响因素：

P18

A、钢筋的形状B、混凝土的强度D、钢筋间距E、保护层厚度

9.裂缝宽度因素：

（全选）P163

A、受拉钢筋应力Os

B、钢筋纵筋直径d

C、受拉钢筋、配筋率p

D、钢筋表面形状

E、荷载作用性质和构件形状

二、名字解释

1.混凝土碳化：

混凝土的碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质——氢氧化钠发生反应，使混凝土的ph值下降。

其他酸性物质也能与混凝土发生类似反应。

混凝土碳化对混凝土本身无破坏作用，其主要危害是使混凝土中钢筋的保护膜受到破坏，引起钢筋锈蚀。

2.剪跨比：

剪跨比是无量纲常数，用m=M/（V*h0）来表示，其中，M和V分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h0为截面有效高度；用m=a/h0表示狭义剪跨比，a为集中力作用点至简支梁最近的支座之间的距离与h0有效高度之比。

3.圬工结构：

圬工结构是砖石结构和混凝土结构的总称；将砖、天然石材等用胶结材料连接成整体的结构，称为砖石结构；用整体浇筑的混凝土、片石混凝土或混凝土预制块构成的结构，称为混凝土结构。

4.纵筋销栓力：

（根据百度关于销栓作用的解释和P65的细节，自己组织语言）

答：

纵筋销拴力指钢筋混凝土结构中,混凝土保护层脱落后,纵向钢筋外露所受到的剪力。

5.开裂弯矩：

（可能是解释弯矩的定义，开裂弯矩就是混凝土开裂的极限状态）

答：

当构件在加载状态下，截面下缘出现拉应力且混凝土为开裂。

但受拉区混凝土拉应力达到极限抗拉强度，此时的荷载弯矩就称为开裂弯矩。

6.预应力度：

预应力度λ是由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms（《公桥规》定义为作用效应组合下的弯矩值）的比值。

三、简答

1.适筋梁的破坏过程

2.截面受扭塑性抵抗矩（百度）

3.为什么预应力混凝土的实质是利用混凝土的抗压强度来补偿其抗压强度的不足？

4.对钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算中，什么叫骨料咬合力

5.对钢筋混凝土柱，为何延性？

控制其延性的因素有哪些？

6.（题目极大可能是关于箍筋或弯起钢筋对简支梁中的力和抗剪机理的影响P65）

答：

1.适筋梁破坏分为三个阶段；第一阶段为正常受力阶段，这个阶段荷载作用弯矩较小，混凝土处于弹性工作阶段，应力与应变成正比；第二阶段为带裂缝工作阶段，这个阶段是当弯矩到达一定值时，混凝土抗拉强度最弱截面上出现裂缝，随后裂缝展开，受拉区混凝土推出工作，其拉力全部由钢筋承担，随着荷载增加，受拉钢筋逐渐接近于屈服；第三阶段为破坏阶段，当钢筋应力达到屈服强度，钢筋应力将停留在屈服点而不再增大，但应变却剧增，促使裂缝开展直至破坏。

2.（尼马的书上没得？

）

截面抵抗矩（W）：

就是截面对其形心轴惯性矩与截面上最远点至形心轴距离的比值

塑性抵抗矩Wpy：

为截面塑性中和轴以左和以右的截面对中和轴的面积矩之和

截面受扭塑性抵抗矩：

？

？

？

3.（P176；根据这个自己组织语言）：

预应力的原理是，在结构承载时将发生拉应力的部位，预先用某种方法对混凝土施加一定的压应力，利用压应力抵消使用荷载作用下的拉应力，实质就是用抗压强度来补充抗拉强度。

4：

由于斜裂缝的凸凹不平，当斜裂缝产生相对滑移时，斜裂缝面间存在由骨料机械咬合力和摩擦助力形成相对滑动抗力，这种抗力称为骨料咬合力。

5.延性是指结构或构件在受力而产生破坏之前的塑性变形能力。

延性好的结构的后期变形能力大，在达到屈服或最大承载力状态后，仍能吸收一定的能量，能避免脆性破坏的发生。

钢筋混凝土柱延性与箍筋及纵向钢筋的配置、柱端约束剪跨比轴压比和保护层厚度等多种因素有关。

6.箍筋直径负担了斜截面上的一部分剪力，因为减轻了压区混凝土负担的剪力。

箍筋的存在延缓了斜裂缝的开展，提高了骨料咬合力。

箍筋控制了纵筋的劈裂裂缝的发展，使销栓力有所提高。

四、绘图

1.混凝土的徐变随时间变化曲线（P13图2-9）

2.混凝土受压时的应力-应变曲线（P10图2-5）

3.短柱、长柱和细长柱的弯矩M-轴力N图（P109图7-11）

4.素混凝土、普通钢筋混凝土、螺旋钢筋混凝土的轴力-应变曲线（P105图7-6）

5.（P15图2-13图2-14）

1）明显流幅的钢筋应力-应变曲线

2）无明显流幅的钢筋应力-应变曲线

五、计算题（略）