工程结构复习

工程结构复习

土木工程学院

考试题型

一、填空题：每空1 分，15分

二、简答题：4题，共20分

三、选择题：每题2分，共20分

四、计算题：每题15分，共45分

第1 章钢筋和混凝土材料和力学性能

一、钢筋

1 、钢筋的品种和级别★

我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，在钢筋混凝土结构中使用的钢筋按强度不同可分以下几个级别:

(1) HPB300级，代号Ф表示，直径6~22mm，是光面的低碳钢。

(2)HRB335 （HRBF335 ）级，其中HRBF 系列为采用控温轧制工艺生产的细晶粒带肋钢筋，代号表示，直径6~50mm，低合金钢，表面轧制成月牙肋F

(3)HRB400 （HRBF400 ）级，代号表示，直径6~50mm，是表面轧制成月牙肋的低合金钢，强。还有RRB400级，用代号表示，此钢筋的延性、可焊性、机械连接性及施工适应性不如HRB400钢筋

(4)HRB500 （HRBF500 ）级，代号表示，直径6~50mm，是表面轧制成月牙肋的低合金钢，钢筋强度较高，《规范》也主荐其用为纵向受力构件的主导钢筋筋。

2、钢筋力学性能

b－屈服强度f y，是钢筋强度的设计依据

(1)钢筋强度

(2)钢筋的塑性性能

★衡量钢筋的塑性变形的指标是断后伸长率和冷弯性能

（3 ）钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求

★强度高；塑性好；可焊性好：与混凝土间有足够的粘结力：

二、混凝土

1 、混凝土的强度

f cu——立方体抗压强度，评价和衡量混凝土强度的基本指标。划分混凝土强度级别。

fc——混凝土轴心抗压强度

ft——混凝土轴心抗拉强度

复合应力状态下的混凝土强度

★复合受压时，混凝土一向的抗压强度随着另两向应力的增

加而提高，同时混凝土的极限应变也随着提高。

2、混凝土的变形

⑴受压混凝土一次短期加荷的s - e曲线

峰值应变ε0随混凝土强度等级不同约在0.0015～0.0025之间变动，结构计算中一般取ε0=0.002。

《混凝土结构设计规范》(GB50010)取εu=0.0033。

f c –––轴心抗压强度

ε0 –––对应于峰值点应变

εcu –––混凝土极限压应变

《规范》规定：

（1）混凝土的峰值应变

（2）混凝土的极限压应变

(2)混凝土在重复荷载作用下的应力-应变关系

(3)混凝土在弹性模量E C

（4）混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变

混凝土在受到荷载作用后，在荷载 (应力 ) 不变的情况下，变形 (应变) 随时间而不断增长的现象。

影响混凝土徐变的因素： 内在因素

——混凝土的组成和配比。骨料的刚度越大，体积比越大，徐变就越小；水灰比越小，徐变也越小。

环境影响

——养护条件和使用条件。受荷前养护的温湿度越高，徐变就越小；受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大

应力条件

——初应力水平σci /f c 和加荷时混凝土的龄期t 0，它们是影响徐变的主要因素。 三、钢筋与混凝土的粘结力及其影响因素 钢筋与混凝土能一起共同工作的原因，除了两者线胀系数相近和混凝土对钢筋具有保护作用外，主要由于两者间接触面上存在良好的粘结力。

)

N/mm (7.342.2102cu

5

c f E +

=

影响钢筋与混凝土间粘结强度的因素：

（ 1 ）混凝土的强度

（2）钢筋的表面形状

（3）混凝土保护层厚度及钢筋的净距

（4）箍筋和端部焊接件的作用

（5）钢筋周围有无侧向压力和钢筋所在的位置。

第2章

一、建筑结构的功能要求

结构设计的目的使所设计的结构在正常施工和正常使用的条件下满足各项预定的功能要求，并取得最佳的经济效果。

二、结构的极限状态

★结构的极限状态是指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的极限状态

三、结构上的作用和荷载

1 、作用与荷载的定义

结构上的作用是指直接施加在结构上的力及其他引起结构变形的原因（如地基沉降、温度变形、收缩等）

2、荷载的分类

《建筑结构可靠度统一标准》（GB50068-2001 ）将结构上的荷载作如下分类：

设计基准期是为确定荷载代表值及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数（我国取用的设计基准期为50年）。必须说明：当结构的使用年限达到或超过设计基准期后，并不意味结构立即报废，而只意味结构的可靠度将逐步降低。

3 荷载代表值

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001 ）将荷载分为三类：永久荷载（恒载）、可变荷载（活荷载）和偶然荷载。

结构或构件设计时，需针对不同设计目的对荷载赋予一个规定的量值，该量值即为荷载代表值。

永久荷载采用标准值为代表值。

★可变荷载采用标准值、组合值、频遇值、准永久值为代表值。

荷载标准值为基本代表值。其他荷载代表值可能通过标准值乘以相应的系数得到。

荷载标准值是指在结构使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。它是根据设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，用概率的方法确定的。

四、实用设计表达式

1 、承载能力极限状态设计表达式

《规范》规定：任何结构和构件都应进行承载力设计，以确保安全。设计应考虑荷载效应的基本组合，必要时还应考虑荷载效应的偶然组合。

第三章

（一）适筋破坏

特点：

1 、受拉区纵向受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压碎；

2、破坏有明显的预兆，延性破坏；

3、钢筋和混凝土的强度都得到了充分利用。

（二）超筋破坏

特点：

1 、梁破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受拉钢筋没有达到屈服，仍处于弹性阶段；

2、受拉区裂缝宽度小，没有形成主裂缝，破坏没有明显预兆，脆性破坏；

3、破坏时混凝土的强度得到了充分利用，钢筋强度没有得到充分利用。

（三）少筋破坏特点：

1 、梁一裂即坏。

2、钢筋应力立即屈服甚至被拉断；裂缝只有一条，宽度很大且沿梁高延伸较高；

3、钢筋和混凝土的抗拉强度得到了充分利用，但破坏无明显预兆，呈脆性性质。

结论:

(1) 适筋梁具有较好的变形能力，超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性。

(2) 适筋破坏和超筋破坏之间存在一种“界限”破坏。其特征是钢筋屈服的同时，混凝土被压碎。

(3) 在适筋破坏和少筋破坏之间存在一种“界限”破坏。其特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等。

(4) 超筋梁与少筋梁的破坏均为突发性的脆性破坏。

（5 ）结构设计中，不容许出现超筋梁与少筋梁。

二、基本公式的应用

1 、截面设计