结构设计原理知识点

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结构设计师常用知识点

结构设计师常用知识点

结构设计师常用知识点结构设计师是建筑设计中非常重要的一环。

他们负责确定建筑物的结构框架和承重系统,并确保其安全、稳定和符合设计要求。

作为一名结构设计师,掌握一些常用的知识点是至关重要的。

本文将介绍结构设计师常用的一些知识点,帮助读者更好地了解这个领域。

一、力学基础知识1. 牛顿三定律:结构设计的基础是牛顿三定律,即惯性定律、动量定律和相互作用定律。

这些定律帮助我们理解物体受力和运动的原理,在结构设计中起到了重要的作用。

2. 应力和应变:应力是物体单位面积上的力,应变是物体在受力作用下的变形程度。

结构设计师需要了解不同类型的应力和应变,并根据计算结果进行结构材料的选择和设计。

二、结构力学1. 受力分析:结构设计师需要分析结构体受到的力和力的作用方式。

常见的受力分析方法包括静力学分析、弹性力学分析和刚体力学分析。

2. 结构稳定性:结构设计师需要确保建筑物在受到外力作用时能保持稳定。

稳定性分析主要包括弯曲稳定性、扭转稳定性和屈曲稳定性等。

三、结构材料1. 钢结构材料:钢是常用的结构材料之一,具有高强度和良好的可塑性。

结构设计师需要了解不同钢材的性能和使用限制,并合理选用适合的钢材。

2. 混凝土材料:混凝土是另一种常用的结构材料,具有良好的抗压性能。

结构设计师需要了解混凝土的材料性质和施工工艺,确保结构的稳定性。

四、结构分析方法1. 有限元分析:有限元分析是一种常用的结构分析方法,通过将结构离散成有限个单元进行力学计算。

结构设计师需要熟悉有限元分析的原理和使用方法,以准确评估建筑物的结构性能。

2. 结构风振分析:对于高层建筑和桥梁等结构来说,风振是一个重要的考虑因素。

结构设计师需要进行风振分析,以确定结构的风振响应并采取相应的措施进行抑制。

五、建筑结构设计规范1. 国家建筑设计规范:在进行结构设计时,结构设计师需要遵守国家的建筑设计规范,如《建筑结构荷载标准》、《建筑抗震设计规范》等。

这些规范为结构设计提供了一些基本的限制和要求。

结构设计原理知识点

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 α0②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 ε3 . 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﹤0.5c 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﹥0.8c 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。

结构设计原理(总复习)

结构设计原理(总复习)

第1章1、钢筋和混凝土两种材料为何能有效地结合在一起共同工作?(1)混凝土和钢筋之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)钢筋和混凝土的温度膨胀系数也较为接近,当温度变化时,钢筋和混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。

(3)质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土之间的共同作用。

2、什么叫混凝土立方体抗压强度?我国国家标准规定的试验条件是什么?混凝土的立方抗压强度是按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。

以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d。

3、混凝土的单轴向强度指标有哪些?(即混凝土的基本强度指标)1)混凝土立方体抗压强度2)混凝土轴心抗压强度3)混凝土抗拉强度4、混凝土的徐变?影响因素?在荷载的长期作用条件下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长,这种现象称为混凝土的徐变。

混凝土徐变的主要原因是在荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥石逐渐发生粘性流动,微细孔隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合成果。

5、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称为混凝土收缩。

6、钢筋的屈服强度一般以屈服下限为依据,称为屈服强度。

第2章1、工程结构在设计使用年限内的功能要求?、(1)安全性;(2)适用性;(3)耐久性2、结构可靠性;结构可靠度结构的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,而把度量结构可靠性的数量指标称为可靠度。

结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述,结构可靠度的定义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。

3、结构出现哪些状态即认为超过了承载能力极限状态?(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。

结构设计原理的知识点总结

结构设计原理的知识点总结

结构设计原理的知识点总结结构设计是指在工程建筑、机械设计等领域中,根据特定的要求和目标,通过合理的构思和设计,确定结构体系、材料和尺寸等相关参数,以满足工程的强度、刚度和稳定性等要求。

在结构设计过程中,有一些重要的原理需要掌握和遵循。

本文将对结构设计原理的一些关键知识点进行总结。

以下是结构设计原理的一些重要考虑点:1. 强度原理:强度原理是结构设计中最基本的原理之一,它要求结构在承受外部荷载时能够保持稳定。

常见的强度原理包括材料的强度和断裂性质、构件的受压、受拉和受弯承载能力等。

2. 刚度原理:刚度原理要求结构在受到外部荷载时保持稳定,不发生过度变形。

刚度原理的关键考虑点包括结构的整体刚度和各构件之间的刚度协调等。

3. 稳定性原理:稳定性原理要求结构在承受外部荷载时能够保持平衡和稳定,不发生失稳。

常见的稳定性原理包括结构的整体稳定性、构件的局部稳定性和结构的抗侧扭稳定性等。

4. 材料选择原理:材料选择原理是指在结构设计中选择合适的材料以满足设计要求。

其中考虑的主要因素包括材料的强度、刚度、耐久性、可加工性以及经济性等。

5. 结构组成原理:结构组成原理要求将结构划分为合适的构件,通过构件之间的连接和组合实现结构的整体性能。

结构组成原理涉及到构件的形状、尺寸和连接方式等方面。

6. 可靠性原理:可靠性原理要求结构在设计寿命内能够满足要求的安全性能。

可靠性原理考虑到结构设计中的不确定性因素,如荷载的变化、材料的失效和施工误差等。

7. 施工可行性原理:施工可行性原理要求结构设计考虑到施工过程中的可行性和经济性,并避免施工过程中出现困难或不必要的浪费。

施工可行性原理涉及到结构的施工过程、工艺流程和施工周期等方面。

结构设计原理的总结是结构设计中十分重要的一部分,只有正确应用这些原理,才能够设计出安全可靠、经济合理的结构。

因此,在结构设计的过程中,必须深入学习和理解这些原理,并灵活运用到实际设计中。

同时,不断学习和更新结构设计原理,跟随技术的发展和变化,才能不断提高自身的设计水平。

结构设计基本知识

结构设计基本知识

结构设计基本知识一、引言结构设计是指在满足建筑物使用功能、安全性和经济性的前提下,对建筑物的承重结构进行设计。

结构设计是建筑设计中最为重要的一个环节,直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。

二、结构设计基本原理1. 承重原理承重原理是指在建筑物中,所有荷载都必须通过承重结构传递到地基上,以保证建筑物的稳定性和安全性。

承重结构包括柱子、梁、墙体等。

2. 稳定原理稳定原理是指在建筑物中,各个部分必须相互协调,以保证整个建筑物的稳定性。

稳定原理包括了荷载平衡、抗倾覆能力等。

3. 经济原则经济原则是指在保证安全和功能要求的前提下,尽可能地降低建造成本。

经济原则包括了选材、施工工艺等方面。

三、结构设计基本步骤1. 确定荷载标准荷载标准是指根据不同用途的建筑物所受到的各种荷载情况进行计算,以确定建筑物的承重结构。

2. 选择结构形式选择结构形式是指根据荷载标准和建筑物的实际情况,确定建筑物的承重结构类型和布置方式。

常见的结构形式包括框架结构、钢筋混凝土框架结构、砖混结构等。

3. 计算荷载计算荷载是指根据荷载标准和建筑物的实际情况,对各种荷载进行计算,并对承重结构进行力学分析。

4. 设计承重结构设计承重结构是指根据荷载计算结果和力学分析,设计出满足安全、稳定和经济要求的承重结构。

设计过程中需要考虑到材料强度、工艺技术等因素。

5. 完成施工图纸完成施工图纸是指将设计好的承重结构转化为具体的施工图纸,并在图纸中标明各种细节和要求,以便施工人员按照图纸进行施工。

四、常见问题及解决方法1. 荷载估算不准确:在荷载估算时需要考虑到各种因素,如地震、风力等,以确保计算结果准确。

2. 结构形式选择不合理:在选择结构形式时需要考虑到建筑物的实际情况和荷载要求,以确保结构形式合理。

3. 材料选用不当:在选用材料时需要考虑到强度、耐久性等因素,以确保材料质量符合要求。

4. 施工工艺不规范:在施工过程中需要严格按照图纸要求进行施工,以确保施工质量符合要求。

结构设计原理

结构设计原理

1.承载能力极限状态:极限状态是区分结构工作状态的可靠和失效的标志,承载能力极限状态对应于结构和结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。

2.正常使用极限状态:对应于结构和结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值的状态。

3.少筋梁界限破坏。

当配筋率小于最小配筋率时,梁受拉区混凝土一开裂,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、裂缝开展快且集中、此时受拉区混凝土还未破坏,而裂缝已经很宽、挠度扩大、钢筋甚至被拉断。

破坏突然属于脆性破坏。

4. 超筋梁界限破坏。

随梁截面配筋率的增大、钢筋应力增加缓慢,而受压区混凝土应力有较快增长,则纵向钢筋屈服时的弯矩My趋近于梁破坏时的弯矩Mu。

当配筋率增大到My=Mu时,受拉钢筋屈服和受压混凝土压碎同时发生的,这种破坏为平衡破坏和界限破坏,这时的配筋即为最大配筋率。

实际配筋率大于最大配筋率即为超筋梁。

5.混凝土轴心抗压强度:按照与立方体抗压试件相同条件下制作和实验方法测得的具有95%保证率的棱柱体试件的抗压强度值,称为混凝土轴心抗压强度标准值,符号:fck。

150,150,300mm为标准试件,养护28d。

6.Hnt立方体抗压强度:150mm的立方体试件,在标准养护条件下养护28d,依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值(以mpa计),作为混凝土的立方体抗压强度标准值。

Fcuk7.预应力度: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 s的比值。

M0——消压弯矩,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。

所谓消压弯矩Mo,就是使构件控制截面受拉区边缘混凝土的应力抵消到恰好为零时的弯矩。

8.斜压破坏:梁的腹筋配置过多,剪跨比m=M/(V*h0)较小﹤1时,首先荷载作用点和支座之间出现一条斜裂缝,然后出现若干条大体相平行的斜裂缝,梁腹被分割成若干倾斜的小柱体。

随荷载的增大,梁腹发生类型混凝土棱柱体被压坏的情况,破坏时斜裂缝多而密,但没有主裂缝,姑称为斜压破坏。

结构设计原理

结构设计原理

一、选择1、钢筋构造类型常见,焊接和绑扎。

2、钢筋和混凝土这两面三两种力学性能不同的材料,之所以能有效地结合在一起而共同工作,是基于以下理由:1)混凝土干缩硬化后能郑重较大的黏结力,2)钢筋和混凝土具有大致桢相同的温度线膨胀系数,3)包围在钢筋外围的混凝土。

3、在设计和施工中常用的混凝土强度可分为立方体强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度等。

4、我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081—2002)规定以每边长为150mm立方体,在标准养护条件下养护28d,依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值(以MPa)作为混凝土的立方体抗压强度标准值(fcu,k)。

5、混凝土的轴心抗压强度试验以150m*150m*300m的试件为标准试件。

6、大量试验表明,测定混凝土轴心抗拉强度的常用方法有两种:直接思向拉伸试验和劈裂试验。

7、复合应力状态下的混凝土强度是指处于双向或三向受力状态。

8、在复合状态下(双向应力状态):1)当双向受压时,一向的混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加;2)当双向受拉时,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的强度。

9、当混凝土圆柱体三向受压时,混凝土的轴心抗压强度随另外两向压应力增加而增加。

10、混凝土的变形可分为两类:一类是由于受力而产生的变形(短期单调、极限;2)多次重复、疲劳极限;3)长期荷载、引起徐变。

);另一类收缩和温度变化而产生的变形,(体积变形,有膨胀和收缩)。

11、完整的混凝土轴心受压应力—应变曲线由上升断OC、下降断CD和收敛断DE三个阶断组成。

12、混凝土轴心受力—应变曲线的上升断OC和下降断CD的三个特征值是:最大应力值FC及相应的应变值Sco以及D点的应变颠倒。

13、混凝土的弹性模量有三种表示方法:原点弹性模量、切线模量和变形模量。

结构设计原理——复习资料

结构设计原理——复习资料

结构设计原理——复习资料1.钢筋混凝土结构有哪些特性?答:钢筋混凝土结构能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性,具有耐久、耐火、可模性好及易于就地取材等优点。

其缺点是自重大、抗裂差、施工受气候条件影响大,修补或拆除较困难。

2.钢筋与混凝土这两种力学性能不同的材料为什么能有效地结合在一起共同工作?答:钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料之所以能有效地结合在一起而共同工作,主要有以下原因:(1)混凝土硬化后,在混凝上和钢筋之间产生了良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够共同变形,完成其结构功能。

(2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为接近(钢筋为1.2×10—5,混凝土为1.0×10—5~1.5×10—5),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)混凝土包围在钢筋的外围,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。

3.计算钢筋混凝土结构时,对于有明显流幅的钢筋如何取其设计强度,为什么?对没有明显流幅或屈服点的钢筋如何取其设计强度?答:计算钢筋混凝土结构时,对于有明显流幅的钢筋,取它的屈服强度作为设计强度的依据。

这是因为构件中钢筋的应力到达屈服强度后,将产生很大的塑性变形,这时钢筋混凝土构件将出现很大的变形和不可闭合的裂缝,以致不能使用。

对没有明显流幅或屈服点的钢筋,其比例极限大约相当于极限强度的65%。

在实用上取残余应变为0.2%时的应力(相当于极限强度的80%)作为假定的屈服点,即条件屈服点(又称协定屈服点),以σ0.2表示。

4.钢筋的塑性通常用哪两个指标来衡量,其定义如何,如何表示,有何意义?答:钢筋的塑性通常用伸长率和冷弯性能两个指标来衡量。

钢筋拉断后的伸长值与原长的比值,称为伸长率。

用δ10或δ5表示(δ10和δ5分别表示标距l 1=10d 和l 1=5d 时的伸长率,d 为钢筋直径)。

用公式表示为:%100112⨯-=l l l δ 伸长率越大,则塑性越好。

结构设计原理总结

结构设计原理总结

名词解释:1 结构的极限状态: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。

2结构的可靠度: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。

包括结构的安全性,适用性和耐久性。

3混凝土的徐变: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,混疑土的应变随时间继续增长,这种现象被称为混凝土的徐变。

4混凝土的收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝士的收缩。

5剪跨比m:是一个无里纲常数,用M来表示,此处M和V分别为剪压m=区段中棠价竖直截面的弯矩和剪力,ho为截面有效高度。

6抵抗弯矩图:抵抗弯矩图又称材料图;就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图,即表示个正截面所具有的抗弯承载力。

7弯拒包络图:沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图。

9预应力度《公路桥规》将预应力度定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Mg的比值。

10消压弯拒:由外荷载产生,使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。

l1钢筋的锚固长度:受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混疑士所需的长度。

12超筋梁:是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。

破坏始自混凝土受压区先压;碎,纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度,在钢筋没有达到屈服前,压区混凝土就会压坏,表现为没有明显预兆的混疑士受压脆性破坏的特征。

13纵向弯曲系数:对于钢筋混凝土轴心受压构件,把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。

14直接作用:是指施加在结构上的集中力和分布力。

15间接作用:是指引起结构外加变形和约束变形的原因16混凝土局部承压强度提高系数:混凝士局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比。

17换算截面:是指将物理性能与混凝士明显不同的钢筋按力学等效的原则通过弹性模里比值的折换,将钢筋换算为同-混凝土材料而得到的截面。

结构设计原理 知识点总复习

结构设计原理   知识点总复习

B
t
C(
Tc Vc ) Tc0 Vc0
G D 1.0
Tc/Tc0 AB段:当Tc0.5Tco,即Tc0.175ftwt,忽略扭矩对砼抗剪强度影响,按 受弯构件斜截面抗剪公式计算,由抗剪确定箍筋数量; GD段:当Vc0.5Vco 即Vc0.35fcbh0,忽略剪力对混凝土抗扭强度的影 响,按纯扭构件公式受扭承载力公式计算,由抗扭确定箍筋数量。
As'已知时,根据 x ' Nes f cd bx(h0 ) f sd As' (h0 as' ) 2 求解x
b < < h / h0
h / h0
b < < h / h0
h / h0
s cu Es ( h0
h 1)
s cu Es (
2a' x b h0
' ' fcd bx f sd As N As f sd
x < 2a '
Nes' As f sd (h0 a' )
(小偏心)
As、As' 均未知时 假定 AS minbh x ' Nes f cd bx( as' ) s As (h0 as' ) 2 s f sd b
可靠
yes
第五章 受扭构件承载力
构件受扭的四种破坏形态
纵筋与箍筋的强度比 素混凝土纯扭构件的开裂扭矩。 变角度空间桁架模型 弯剪扭作用下的构件承载力 弯扭,剪扭共同作用
T
2、模型的组成
Vb Cb Hb Vh F Ch Hh Vb s s F bco

结构设计原理知识点总复习

结构设计原理知识点总复习

结构设计原理知识点总复习一、力学基础力学是结构设计的基础,了解力学的基本概念对于结构设计至关重要。

这包括静力学、动力学和弹性力学等方面的知识。

静力学是研究在静止状态下物体之间相互作用力的平衡关系,动力学是研究物体在运动状态下受到的力和加速度的关系,弹性力学是研究物体在受外力作用下发生形变和位移时所产生的内力关系。

对于结构设计来说,需要熟悉力学的基本原理和公式,并能够应用于实际的结构计算中。

二、结构稳定性结构稳定性是指结构在受到外力作用下仍能保持平衡和安全的能力。

在结构设计中,需要考虑各种稳定性问题,包括整体稳定性、局部稳定性和稳定性分析等。

整体稳定性是指结构整体的稳定性,例如房屋的整体抗倾覆能力;局部稳定性是指结构各个部件的稳定性,例如柱子或梁的抗弯矩能力;稳定性分析是指通过计算和分析结构的承载能力和位移变形来评估结构的稳定性。

在结构设计中,需要采取一系列措施来保证结构的稳定性,例如增加结构的抗倾覆能力和抗弯能力,并进行合理的稳定性分析。

三、荷载分析荷载分析是指研究结构受到的各种外荷载的作用和影响。

在结构设计中,需要考虑静力荷载和动力荷载等。

静力荷载是指结构受到的恒定荷载和可变荷载的作用,恒定荷载是指不会发生明显变化的荷载,例如自重和永久荷载;可变荷载是指会有明显变化的荷载,例如雪荷载和风荷载。

动力荷载是指结构受到的地震荷载和振动荷载的作用。

在荷载分析中,需要根据规范和实际情况来确定荷载的大小和作用方式,并进行相应的计算和分析。

四、材料力学材料力学是指研究材料在受力作用下的强度和变形性能。

在结构设计中,需要研究结构所使用的材料的强度和刚度等特性,例如钢材的屈服强度和混凝土的抗压强度。

同时,还需要了解材料的应力应变关系,根据材料的力学性能来进行结构设计和材料选择。

五、结构设计原则结构设计原则是指在进行结构设计时需要遵循的一些基本原则。

这包括力学平衡原理、能量最小原理和经济性原则等。

力学平衡原理是指结构在受到外力作用下需要保持力学平衡,力的合力为零,力的和力矩为零;能量最小原理是指结构需要在满足力学平衡的前提下,通过调整结构的形状和材料的使用来使结构的能量最小化;经济性原则是指在结构设计中需要尽量减少材料和劳动力的使用,使结构的成本最低,效益最大。

《结构设计原理》复习资料

《结构设计原理》复习资料

《结构设计原理》复习资料第一篇钢筋混凝土结构第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能三、复习题(一)填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。

2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。

3、混凝土的变形可分为两类:受力变形和体积变形。

4、钢筋混凝土结构使用的钢筋,不仅要强度高,而且要具有良好的塑性、可焊性,同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。

5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多,其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。

6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作,其主要原因是:钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。

7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。

其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形,混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。

(二)判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。

………………………………【×】2、混凝土强度愈高,应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈好。

………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快,一般在两年左右趋以稳定,三年左右徐变即告基本终止。

………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多,水灰比较大,收缩就越小。

………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高,钢筋的强度愈高,但钢筋的塑性和可焊性就愈差。

…………【√】(三)名词解释1、混凝土的立方体强度────我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm的立方体试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天,依照标准制作方法f表和试验方法测得的抗压极限强度值(以MPa计)作为混凝土的立方体抗压强度,用符号cu示。

结构设计原理的知识点汇总

结构设计原理的知识点汇总

结构设计原理的知识点汇总结构设计原理是建筑和工程领域中至关重要的一门学科,它关乎到建筑和工程的稳定性、安全性和可持续性。

在设计一个结构时,需要考虑建筑物或工程的用途、荷载、材料等因素,以确保其能够承受预期的力和负载。

下面将对结构设计原理的一些关键知识点进行汇总,以便更好地理解和应用这些原理。

1. 力学原理在结构设计中,力学是基础原理之一。

了解力学原理可以帮助我们理解力的作用和效应。

在结构设计中,常用的力学知识点包括: - 受力分析:通过受力分析确定各点的力的大小和方向。

- 弹性理论:弹性理论研究材料在受力下的变形和恢复规律,用于确定材料的变形和应力。

- 应力、应变和应力应变关系:应力表示材料内部的力状态,应变表示材料的形变程度,应力应变关系描述应力和应变之间的关系。

- 平衡条件:平衡条件是指结构各部分之间的力的平衡,它是设计和分析任何结构的基础。

2. 荷载荷载是指施加在结构上的外力,如重力、风载、地震力等。

荷载分为静态荷载和动态荷载。

在结构设计中,需要对荷载进行合理的估计和分析,以确保结构能够承受荷载并保持稳定。

常见的荷载类型包括:- 死载:建筑物自身的重量和附属设备的重量。

- 活载:指建筑物使用过程中产生的临时荷载,如人员、家具、机器设备等。

- 风载:风力对建筑物的作用力,需要考虑建筑物的表面积、形状和高度等因素。

- 地震力:地震对结构产生的作用力,需要根据地震参数进行分析和设计。

3. 结构材料结构材料是构成建筑物或工程的基本组成部分,不同材料具有不同的力学性能和适用范围。

在结构设计中,需要根据设计要求选择合适的材料。

常见的结构材料包括:- 钢:具有高强度和良好的延展性,适用于大跨度和高度的结构。

- 混凝土:具有良好的抗压强度和耐久性,适用于支撑和承受压力的部位。

- 木材:具有良好的吸震性能和适应性,适用于轻质结构和装饰部分。

- 砖石:具有较高的压缩强度和耐久性,适用于砌体结构和承重墙体。

4. 结构体系结构体系是指建筑物或工程中各部分之间的连接和组织方式,它直接影响到结构的稳定性和刚度。

结构设计原理

结构设计原理

1,钢筋与混凝土之所以能共同工作,主要是由于:两者间有良好的粘结力、相近的温度线膨胀系数和混凝土对钢筋的保护作用。

2,我国国家标准中规定的混凝土立方体抗压强度试验条件是:边长为150mm立方体试件、在20℃±2℃的温度、相对湿度在95%以上的潮湿空气中、养护28天、按标准制作方法和试验方法测得。

3,在实际工程中,边长为200mm和边长为100mm的混凝土立方体试件,应分别乘以换算系数1.05和0.95,以考虑试件和试验机之间的接触摩阻力的影响。

试件的养护环境、加载速率、试件尺寸和试件与加载板之间是否有润滑剂都将会影响试件的测试结果。

4,混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度,混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。

5,复杂应力作用下混凝土强度的变化特点:当双向受压时,一向的混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加,当双向受拉时,双向受拉的混凝土抗拉强度均接近于单向抗拉强度,当一向受拉、一向受压时,混凝土的强度均低于单向(受拉或受压时)时强度。

6,徐变:在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长的现象。

徐变的影响因素有:长期花载作用下产生的应力大小、加载时混凝土的龄期、混凝土的组成成分和配合比、养护及使用条件下的温度与湿度。

发生徐变的原因在于长期花载作用下,混凝土凝胶体中的水份逐渐压出,水泥石逐渐粘性流动,微细空隙逐渐闭合,细晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。

7,收缩:在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间而减小的现象。

收缩引起的原因:初期是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化;后期主要是混凝土内自由水分蒸化引起干缩。

8,光面钢筋与混凝土之间的粘结力由:化学胶着力、摩擦力和机械咬合力组成。

9,结构的可靠度:结构在规定的时间内,在规定条件下,写成预定功能的概率。

结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。

10,极限状态是指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,则此特定状态称这该功能的极限状态。

结构设计原理详解

结构设计原理详解

结构设计原理详解结构设计原理是指在建筑、工程或产品设计中,根据力学原理和材料特性,合理地确定结构的形式、尺寸、材料和连接方式的一系列理论和方法。

它是工程设计中至关重要的一环,直接关系到结构的安全性、稳定性和经济性。

本文将详细探讨结构设计原理的相关内容。

1. 强度设计原理强度设计原理是结构设计的基础,它要求结构在承受荷载时不发生破坏或失效。

根据材料的强度特性和荷载的作用方式,通过计算和分析确定结构的尺寸和材料,以满足强度要求。

常用的强度设计原理有极限状态设计和工作状态设计。

2. 刚度设计原理刚度设计原理是指结构在受力过程中的变形控制。

在设计中,需要考虑结构的刚度,以确保结构在荷载作用下变形不过大,不影响正常使用。

刚度设计原理主要包括弹性刚度和塑性刚度两个方面,通过合理的材料选择和截面设计,控制结构的刚度。

3. 稳定性设计原理稳定性设计原理是指结构在受力过程中的稳定性控制。

当结构受到外力作用时,需要保证结构不会发生失稳或倾覆。

稳定性设计原理主要包括整体稳定和局部稳定两个方面,通过合理的结构形式和截面设计,确保结构的稳定性。

4. 疲劳设计原理疲劳设计原理是指结构在长期循环荷载下的抗疲劳性能。

结构在使用过程中会受到反复的荷载作用,如果设计不合理,可能会导致结构的疲劳破坏。

通过疲劳寿命分析和疲劳强度计算,确定结构的寿命和安全系数,以保证结构的可靠性。

5. 抗震设计原理抗震设计原理是指结构在地震作用下的抗震性能。

地震是一种破坏性荷载,对结构的安全性和稳定性提出了严峻挑战。

通过地震荷载计算和结构响应分析,确定结构的抗震设计参数,以提高结构的抗震能力。

6. 经济性设计原理经济性设计原理是指在满足结构功能和安全性的前提下,尽可能降低结构的成本。

通过合理的材料选择、截面设计和连接方式,优化结构的成本效益,提高工程的经济性。

综上所述,结构设计原理是工程设计中不可或缺的一部分。

它涉及到强度、刚度、稳定性、疲劳性、抗震性和经济性等多个方面。

结构设计原理

结构设计原理

1、混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及影响因素?混凝土立方体抗压强度:我国国家标准规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件,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法测得的抗压强度值(以MPa为单位)作为混凝土的立方体抗压强度,用符号fcu表示。

混凝土轴心抗压强度:我国国家标准规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件,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法测得的抗压强度值(以MPa为单位)称为混凝土轴心抗压强度,用符号fc表示。

混凝土抗拉强度:采用100×100×500mm混凝土棱柱体轴心受拉试验,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度,目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度,换算时应乘以换算系数0.9,即ft =0.9fts。

影响因素:混凝土强度、应变速率、测试技术和试验条件。

2、混凝土的变形、应力应变曲线、徐变?砼的变形可分为两类,一类是在荷载作用下的受力变形,如单调短期加载的变形、荷载长期作用下的变形;另一类与受力无关,称为体积变形,如砼收缩以及温度变化引起的变形。

徐变变形是在持久作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变收缩变形是混凝土在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,是一种不受力情况下的自由变形。

3、软钢和硬钢的应力应变曲线、钢筋强度的取值?有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋;无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。

软钢有两个强度指标:一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度f y作为钢筋的强度极限。

结构设计原理

结构设计原理

1.名词解释:作用、直接作用、间接作用、抗力作用:结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因。

直接作用施加在结构上的集中力和分布力。

间接作用:引起结构外加变形和约束变形的原因。

抗力:结构构件承受内力和变形的能力。

9-2.什么是钢筋混凝土构件的换算截面?将钢筋混凝土开裂截面华为等效的换算截面的基本前提是什么?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.引起钢筋劲混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些?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哪些问题?混凝土冻融破坏、混凝土碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损。

混凝土的碳化、钢筋锈蚀。

材料,结构构造和裂缝。

12-1.何谓预应力混凝土?为什么要对构造施加预应力?预应力混凝土的优点?基本原理?预应力混凝土,就是事先认为的在混凝土或钢筋混凝土引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到合适程度的配镜混凝土。

原因:使之建立一种认为的应力状态,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,或推迟开裂或使裂缝减小。

原理:由于预先给混凝土施加了预加应力,使混凝土梁在均布荷载作用使下边缘产生的拉应力全部抵消,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,相当于改善了梁中混凝土的抗力性能,而且可以达到充分利用高强度钢材的目的。

12-3.预应力混凝土的优缺点,基本原理?优点:提高了构件的抗力额度和刚度;节省材料,减少自重;减少混凝土的竖向剪力和主拉应力;结构质量安全可靠;作为结构构件连接的手段促进了桥梁结构新体系与施工方法的进展;提高结构的耐疲劳性能。

缺点:工艺复杂,施工要求高;需要专门设备;预应力上拱度不易控制;开工费用大成本高。

基本原理:预先对混凝土或钢筋混凝土构件的受拉区施加压应力,使之处于一种人为的应力状态。

结构设计原理

结构设计原理

4.2 建筑物的重要度与基准期
结构的安全等级 建筑结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果(危 及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性, 采用不同的安全等级。
根据建筑物的重要性的不同、一旦发生破坏对人民生命财产的危害程度 以及对社会的影响的不同,《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)将建筑结构分为三级。 ◆一级建筑 破坏后果很严重的重要建筑物 γ0 =1.1 ◆二级建筑 破坏后果严重的一般建筑物 γ0 =1.0 ◆三级建筑 破坏后果不严重的次要建筑物: γ0 =0.9 见《建筑结构可靠度设计统一标准》1.0.9条
• 结构的荷载最不利分布与组合举例
• 结构的可靠性:即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。
(结构的安全性、适用性和耐久性)
• 可靠度:“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。” 故结构可靠度是可靠性的概率度量。
结构的可靠度是结构可靠性的概率度量,即对结构可靠 性的定量描述。
注意1:结构可靠度与结构使用年限长短有关。《统一
i 2
n
结构重要性系数 1.1(一级)、 1.0(二级)、 0.9(三级). γG:恒荷载分项系数1.2,γQ:活荷载分项 系数1.4. SGk:恒载效应标准值, SQ1k :最大的活载的 效应标准值. ψ: 其他活荷载的组合系数. SQik:其他活载效应标准值. γG SGk::恒载效应设计值. γQ SQ1k:活载的效应设计值. γ
类别 设 计 使 用 年限(年) 示 例
1
2 3 4
5
25 50 100
临时性结构
易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别重要的建筑结构
• 结构的设计使用年限

结构设计原理重点

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。

结构设计原理总结

结构设计原理总结

结构设计原理总结引言:结构设计是一门复杂而重要的学科,它涉及到建筑、工程、机械等领域。

设计一个稳定、耐久的结构不仅需要专业知识,还需要对原理和理论有深入的了解。

本文将总结一些结构设计的基本原理,希望能为读者提供一些参考。

1. 荷载与强度原理:结构的设计首先需要考虑到所承受的荷载,这包括静态荷载和动态荷载。

静态荷载是指与结构常态相关的荷载,比如自重、载荷等。

动态荷载则是指与结构运行相关的荷载,比如风荷载、地震荷载等。

结构设计需要根据这些荷载来确定结构的强度,确保其能够承受和稳定地传递荷载。

强度原理要求结构的受力部位强度要充足,能够满足荷载条件。

2. 刚度与变形原理:结构的刚度决定了其在受力时的变形程度。

刚度高的结构会有较小的变形,反之则会有较大的变形。

设计时需要根据结构的使用要求和场所要求来确定结构的刚度。

同时,还需要考虑结构的变形是否满足安全要求和审美要求。

刚度和变形原理一起考虑,可以实现结构在不超限的情况下满足使用要求。

3. 稳定与可靠性原理:结构的稳定性是指结构在受力时能够保持平衡和稳定,不发生倒塌、破坏等情况。

稳定与可靠性原理要求结构的几何形状和材料性能能够保证结构的稳定。

在设计时需要加强结构的支撑和加固,以提高结构的稳定性和可靠性。

同时,还需要合理选择材料和配筋,确保结构在使用寿命内不会发生严重破坏。

4. 经济与可施工性原理:结构设计除了考虑到强度、刚度、稳定性等要求外,还需要考虑到经济和可施工性。

经济原理要求结构的设计成本尽可能低,材料的使用量和施工难度要适中。

可施工性原理则要求结构的施工过程合理简便,不容易出现问题。

结构设计时需要平衡这些要求,既要满足功能和安全要求,又要尽量节约成本和提高施工效率。

结论:结构设计是一门综合性的学科,需要综合运用力学、材料学、工程经济学等知识。

本文总结了结构设计的一些基本原理,包括荷载与强度原理、刚度与变形原理、稳定与可靠性原理、经济与可施工性原理。

设计师在实践中应该综合考虑这些原理,以提供稳定、耐久、经济和美观的结构设计方案。

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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 α0②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 ε3 . 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﹤0.5c 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﹥0.8c 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。

偶然作用:在结构使用期间出现的概率小,一旦出现其值很大且持续时间很短的作用。

5.作用的代表值:作用的标准值。

具体取值:永久作用标准值:结构构件的设计尺寸×重度。

可变作用的标准值:《公桥规》相应规定。

永久作用取代表值:应采用标准值为代表值。

可变作用取代表值:(1)承载能力极限状态设计按弹性阶段计算结构强度时采用标准值作为可变作用代表值。

(2)正常使用极限状态按短期效应组合设计时,采用频遇值作为可变作用的代表值。

(3)按长期效应(准永久)组合设计时,采用准永久值作为可变作用的代表值。

第三章 受弯构件正截面承载力计算1.单筋截面:只在梁(板)的受拉区配置纵向受拉钢筋,此种构件称为单筋截面。

2.双筋截面:如果同时在截面受压区和受拉区配置受力钢筋,此种构件称为双筋截面。

3.配筋率ρ(%):指所配置的钢筋截面面积与混凝土截面有效面积的比值。

4.保护层:指钢筋边缘至构件截面表面之间的最短距离。

设置保护层时为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀、氯盐和其他环境因素作用,也是为了保证钢筋和混凝土有良好的黏结,他是钢筋混凝土结构耐久性设计的重要指标。

5.单向板:2l (长)/1l (短)≥2,荷载主要沿短边单方向传递,需要在短边单向配受力主钢筋。

6.双向板:2l /1l <2,荷载沿两个方向传递,板的双向都受力,成为双向板,需要在双向配受力主钢筋。

7.钢筋构造布置:梁钢筋的最小混凝土保护层厚度应不小于钢筋的公称直径d 和30mm ,且应符合规范要求。

当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm 时,应在保护层内设置直径不小于6mm ,间距不大于100mm 的钢筋网。

8.截面的三个工作阶段:①阶段Ⅰ:不带裂缝的整体工作阶段;②阶段Ⅱ:带裂缝工作阶段;③阶段Ⅲ:失效阶段,裂缝迅速开展,钢筋达到屈服强度。

三个特征点:第Ⅰ阶段末(用Ⅰa 表示),裂缝即将出现;第Ⅱ阶段末(用Ⅱa 表示),纵向受力钢筋屈服;第Ⅲ阶段末(用Ⅲa 表示),梁受压区混凝土被压碎,整个梁截面破坏。

9.受弯构件正截面破坏形态:(1)适筋梁的塑性破坏:梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度,其应力保持不变而应变显著地增大,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混凝土压碎而破坏。

这种破坏梁裂缝急剧开展,挠度较大,梁截面产生较大的塑性变形,因而有明显的破坏预兆,属塑性破坏。

(2)超筋梁的脆性破坏:(第Ⅲ阶段缩短)当实际配筋率ρ>ρm ax 时,梁破坏时压区混凝土被压坏,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度,破坏前梁的挠度及截面曲率没有明显的转折点,受拉区裂缝开展不宽,延伸不高,破坏是突然的,没有明显预兆,属脆性破坏,称为超筋梁破坏。

超筋梁破坏是压区混凝土抗压强度耗尽,而钢筋的抗拉强度没有得到充分发挥,因此超筋梁破坏时的弯矩u M 与钢筋强度无关,仅取决于混凝土的抗压强度。

(3)少筋梁脆性破坏:(第Ⅱ阶段缩短)当ρ<ρm in ,梁受拉区混凝土一开裂,受拉钢筋达到屈服,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,不仅宽度大,而且沿梁高延伸,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,由于破坏突然,属于脆性破坏。

10.三个基本假定:(1)平截面假定:各级荷载作用下,截面上平均应变保持为直线分布,即截面任意点应变与该点到中和轴的距离成正比;(2)不考虑混凝土的抗拉强度:在裂缝截面处,受拉区混凝土已大部分退出工作,但在靠近中和轴附近,仍有一部分混凝土承担着拉应力;(3)材料的σ—ε曲线。

11.相对界限受压区高度ξb :界限破坏为当受拉区钢筋达到屈服应变εy 而开始屈服时,受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变而破坏,此时的受压区高度b x =ξb0h ,ξb 被称为相对界限受压区高度。

第四章 受弯构件斜截面承载力计算1.剪跨比:用m=M/V 0h 来表示,M 和V 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力,M 也称广义剪跨比。

对于集中荷载作用下的简支梁:m= M/V 0h =a/0h ,a 为集中力作用点至简支梁最近的支座之间的距离,称为剪跨。

M= a/0h 为狭义剪跨比。

2.计算截面位置的选取:a.距支座中心(梁高一半)处的截面;b.受拉区弯起钢筋弯起点处的截面,以及锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面;c.箍筋数量或间距有改变处的截面;d.梁的肋板宽度改变处的截面。

第七章 偏心受压构件的正截面承载力计算1.偏心受压构件的破坏形态:(1)受拉破坏(大偏心受压破坏):一般出现在相对偏心距0e /h 较大,且受拉钢筋配置得不太多时的情况。

破坏特征表现为:截面部分受拉,部分受压,受拉一侧钢筋应力先达到抗拉屈服强度,随后混凝土被压碎,受压区钢筋达到屈服强度,破坏形态与双筋截面梁相似。

(2)受压破坏(小偏心受压破坏):出现在偏心距较小,即使偏心距较大,但受拉钢筋数量比较多;当偏心距很小,尤其远离偏心力一侧的钢筋少,靠近偏心力一侧的钢筋过多时的情况。

破坏特征表现:靠近偏心力一侧的混凝土首先达到极限压应变而压碎,该侧的钢筋达到压屈强度,远离偏心力一侧的钢筋可能受拉也可能受压,一般达不到屈服强度。

2.界限破坏定义:受拉一侧钢筋达到屈服强度时,受压边缘混凝土也刚好达到极限压应变而压碎。

3.大小偏心受压破坏界限的判别条件:用受弯构件相对界限受压区高度ξb 判别:ξ≤ξb 时,为大偏心受压构件;ξ>ξb 时,为小偏心受压构件。

4.偏心受压构件的构造要求:m in b ≥300mm ,h/b=1.5~3,边长宜采用50mm 的倍数;纵向受力钢筋沿截面短边b 配置,截面全部纵向钢筋最小配筋率ρm in =0.5%,一侧纵向钢筋ρm in =0.2%,长边h ≥600mm 时,应在长边h 方向设置直径为10~16mm 的纵向构造钢筋,必要时相应地设置附加箍筋或复合箍筋。

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