什么是结构的极限状态

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什么是结构的极限状态

什么是结构的极限状态

1.什么是结构的极限状态?极限状态可分为哪两类?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。

承载能力极限状态和正常使用极限状态。

2、适筋梁从加载到破坏的全过程中梁截面经历了哪三个阶段?它们各对截面的设计及验算有何意义?答:界面开裂前的阶段、从截面开裂到受拉区纵向受力钢筋开始屈服的阶段和破坏阶段。

截面抗裂验算是简历在第一阶段的基础之上,构件使用阶段的变形和裂缝宽度验算是建立在第二阶段基础之上的,截面的承载力计算是建立在第三阶段的基础上的。

3、受弯构件斜截面承载力计算中,什么是剪跨比?剪跨比与斜截面破坏形态有何联系?答:剪跨比:集中荷载作用下的梁的某一截面的剪跨比等于该截面的弯矩值与截面的剪力值和有效高度乘积之比。

实验证明,承受集中荷载的梁,随着剪跨比的增大,受剪承载力下降。

对于承受均布荷载作用的梁而言,构件跨度与截面高度之比是影响受剪承载力的主要因素。

随着跨高比的增大,受剪承载力降低。

4、偏心受压构件正截面承载力N-M相关曲线的特点?答:ab段表示大偏心受压区,为二次抛物线,随着轴向压力N的增大,截面能承担的弯矩也提高;b点为受拉钢筋与受压混凝土同时达到其强度值的界限状态,此时偏心受压构件承受的弯矩最大。

Bc段为小偏心受压区,接近直线的二次函数曲线,随着轴向压力的增大,截面所能承担的弯矩反而降低。

5、简述混凝土梁裂缝产生的主要原因?为什么要对裂缝宽度进行限制?答:原因分两大类:一类是由荷载引起地裂缝;一类是有变形因素引起的裂缝;裂缝不能过宽,主要考虑到结构的适用性和耐久性。

过宽的裂缝会引起1)渗漏;2)影响外观;3)影响耐久性。

因此需要对裂缝宽度进行控制。

6、混凝土和钢筋之间的粘结力是怎样产生的?答:由于混凝土收缩将钢筋紧紧捏固而产生的摩擦力;混凝土颗粒的化学作用而产生的混凝土与钢筋之间的胶合力;钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合力;钢筋表面轻微的锈蚀可以增加钢筋与混凝土的粘结力。

结构的极限状态的定义及分类

结构的极限状态的定义及分类

结构的极限状态的定义及分类结构的极限状态的定义及分类定义结构的极限状态是指在各种外界荷载的作用下,结构所能承受的最大荷载或变形程度。

当结构达到极限状态时,其荷载或变形会超过结构的承载能力,导致结构的失效或损坏。

分类1. 构件的极限状态 - 弯曲极限状态:构件在受到弯矩作用时,由于弯矩超过了构件的承载能力而出现的破坏或失效。

- 拉压极限状态:构件在受到拉力或压力作用时,由于拉力或压力超过了构件的承载能力而出现的破坏或失效。

- 剪切极限状态:构件在受到剪力作用时,由于剪力超过了构件的承载能力而出现的破坏或失效。

- 扭转极限状态:构件在受到扭矩作用时,由于扭矩超过了构件的承载能力而出现的破坏或失效。

2. 系统的极限状态 - 屈曲极限状态:整个结构或构件在受到压力作用时,由于压力超过了其承载能力而出现的整体失稳或局部失效。

- 翻转极限状态:结构在承受水平力或垂直力时,由于力的作用点超过结构的重心而发生倾覆或翻转失效。

- 滑移极限状态:结构在地震等水平力作用下,由于地基的抗滑稳定性不足而出现的结构整体滑移或变形失效。

3. 施工工艺的极限状态 - 坍塌极限状态:施工中的临时支撑结构或脚手架在受到承重时,由于承重超过了其承载能力而导致结构坍塌失效。

- 拆除极限状态:在拆除或爆破作业中,结构在承受拆除荷载或爆破冲击波作用时,由于荷载或冲击波超过了结构的耐受能力而发生的失效。

4. 材料的极限状态 - 破坏极限状态:材料在受到荷载作用时,由于荷载超过了其承载能力而发生破坏或断裂失效。

以上是结构的一些常见的极限状态分类,不同类型的结构在设计和施工过程中需要考虑不同的极限状态,以确保结构的安全性和可靠性。

5. 动力荷载的极限状态•风荷载极限状态:结构在受到风荷载作用时,由于风荷载超过了结构的承载能力而导致结构的破坏或失效。

•地震荷载极限状态:结构在地震作用下,由于地震荷载超过了结构的抗震能力而发生结构的塑性变形、屈服或破坏失效。

长江大学 混凝土结构设计原理 简答题题库及参考答案

长江大学 混凝土结构设计原理 简答题题库及参考答案

1.钢筋冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?简述冷拉方法。

(P13)2.什么是刚筋的屈强比?它反映了什么问题?(P14)3.什么是混凝土的徐变?影响徐变的主要因素是什么?(P30)4.什么是混凝土的收缩?收缩与哪些因素有关?(P32)5.简述变形钢筋与混凝土的粘结机理?(P35)6.什么是结构上的作用?什么是结构抗力?(P44)7.建筑结构的功能要求有哪些?(P45)8.什么是结构的可靠性和可靠度?(P45)9.如何划分结构的安全等级?(P45)10.什么是结构的极限状态?极限状态可分为哪两类?(P51)11.板中分布钢筋的作用是什么?(P68)12.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?(P74)13.受弯构件的破坏形态有哪几种?(P74)14.受弯构件计算中,受压区应力图形用矩形代替的原则。

(P80)15.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高度计算公式ξb =β11+f yεcu E s。

(P82)16.简述单筋矩形截面梁截面设计步骤。

(P87)17.在什么情况下可采用双筋梁?受压钢筋起何作用?(P91)18.为什么T形截面受弯构件翼缘的宽度应变在计算中有所限制?(P99)19.设计双筋梁,若不满足下列条件会出现什么问题?(P114)(1)ξ≤ξb(2)x≥2a s′20.钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是什么?(120)21.为什么随偏心距的增加构件承载能力降低?22.判别大、小偏心受压构件的条件及破坏特征。

(P129)23.如何保证受弯构件斜截面承载力?(P192)24.影响线斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?(P198)25.试说明在抗剪能力计算时下列条件的作用是什么?(P204)26.《规范》中是如何考虑弯矩、剪力、扭矩共同作用的?βt的意义是什么?起什么作用?上下限是什么?(P254)27.为什么说裂缝条数不会无限增加,最终将趋于稳定?(P274)28.在变形和裂缝验算中,简述参数φ的物理意义和影响因素。

结构的极限状态

结构的极限状态

结构的极限状态以“结构的极限状态”为标题,本文将讨论结构的极限状态,以及其对生活中的不同方面的影响。

什么是结构的极限状态?结构的极限状态指的是构造物的负荷,如果负荷过大,就会发生破坏。

这种极限状态取决于结构和环境的物理性质,也受构造物的结构形式的影响。

要判断结构的极限状态,首先要考虑它的结构形式,如果其结构形式复杂,它的极限状态就更高。

结构的极限状态可以通过力学计算和实验计算来测定。

计算其结构极限状态可以通过考虑结构中的各种材料、结构形式,以及环境中的各种负荷来完成。

为了给出更精确的结果,一般都还要考虑不同构造物的实验测量结果。

结构的极限状态不仅会影响构造物的安全,而且还会影响构造物的起重效果和使用性能。

如果结构处于极限状态,那么构造物就会受到更大的负荷,当构造物经受到超过它能承受的负荷时,它就会受到破坏,甚至会失去其功能。

超出结构极限状态还可能产生社会上的影响。

如果结构处于极限状态,而构造物没有受到有效的维护,那么可能会造成不同程度的损害和事故,例如建筑物的坍塌,机械设备的故障。

另外,超出结构的极限状态也会对环境带来危害,从而引起公众对环境污染的担忧。

结构的极限状态已经成为科学家们研究和教学的重要课题。

结构的极限状态可以为科学家提供重要的数据和信息,从而帮助他们更好地了解构造物的极限状态下结构的行为,有助于更好地设计出安全可靠的构造物。

此外,结构的极限状态有助于科学家们在生活中维护构造物的安全,防止意外发生。

然而,结构的极限状态也受到许多方面的影响,如温度、湿度、外界负荷等。

构造物的结构形式、材料的性能也会影响结构的极限状态,因此,科学家们要不断研究结构的极限状态,以更好地保护构造物的安全性和可靠性。

总之,结构的极限状态具有重要的意义,它不仅反映了构造物的物理性质和结构形式,而且还可以帮助科学家们更好地了解构造物的极限状态,有助于更好地设计出安全可靠的构造物,避免在生活中发生意外。

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1.× 2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.√三、简答题1.钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料,之所以能够有效地结合在一起而共同工作,其主要原因是什么?答:1)钢筋和混凝土之间良好的黏结力;2)接近的温度线膨胀系数;3)混凝土对钢筋的保护作用。

2.试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。

答:素混凝土梁承载力很低,受拉区混凝土一开裂,裂缝迅速发展,梁在瞬间骤然脆裂断开,变形发展不充分,属脆性破坏,梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。

钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高,受拉区混凝土开裂后,钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力,裂缝不会迅速发展,直到钢筋应力达到屈服强度,随后荷载略有增加,致使受压区混凝土被压碎。

梁破坏前,其裂缝充分发展,变形明显增大,有明显的破坏预兆,结构的受力特性得到明显改善。

同时,混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。

3.钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么?答:1)较高的强度和合适的屈强比;2)足够的塑性;3)可焊性;4)耐久性和耐火性5)与混凝土具有良好的黏结力。

4.什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义是什么?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指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。

结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态,称为承载能力极限状态。

结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态,称为正常使用极限状态。

5.什么是结构上的作用?结构上的作用分为哪两种?荷载属于哪种作用?答:结构上的作用是指施加在结构或构件上的力,以及引起结构变形和产生内力的原因。

什么是结构的极限状态

什么是结构的极限状态

1什么是结构的极限状态?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个特定状态就称为该功能的极限状态;2什么是混凝土徐变?答:混凝土在荷载长期作用下,它的应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变.3换算面积等效矩形应力图的合力大小等于C,形心位置与yc一致的截面4单筋截面只在受拉区布置纵向受力受力钢筋,在受压区不布置任何受力钢筋的界面称为单筋截面5永久荷载永久作用在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用6无条件屈服点取残余应变为0.2%所对应的应力称为条件屈服强度7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. 8约束扭转在超静定结构,扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的,扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关,称为约束扭转9单向板单向板——在荷载作用下,只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板10内力包络图将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图(弯矩图或剪力图>叠画在同一张图上,其外包线所形成的图形称为内力包络图1111什么叫配筋率纵向受拉钢筋与截面有效面积的比值.12什么是钢筋混凝土梁的最小刚度?在简支梁全跨范围内,可按弯矩最大处的截面弯曲刚度,亦即按最小的截面弯曲刚度.13什么是控制应力σcon ?预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值14什么叫“塑性内力重分布”?指超静定结构截面内力间关系不再服从线弹性分布规律的内力分布形式15什么荷载标准组合永久荷载及第一个可变荷载用标准值、其他可变荷载均采用组合值16.混凝土立方体抗压强度以边长为150mm的立方体在20±3˚C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天,依照标准实验方法测得的具有5%保证率的抗压强度作为混凝土的强度等级17锚固长度进行拔出实验时,受拉钢筋达到屈服的同时发生粘结破坏,该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度18结构上的作用结构上的作用—施加在结构上的集中力或分布力和引起结构外加变形或约束变形的原因.19承载能力极限状态—结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形20塑性铰的概念在钢筋屈服截面,从钢筋屈服到达到极限承载力,截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得犹如一个能够转动的铰,称为“塑性铰”.21粘结力的定义若钢筋和混凝土有相对变形<滑移),就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力,这种力称为钢筋与混凝土的粘结力22结构的设计使用年限结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期.23荷载组合值当结构承受两种或两种以上可变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值.24混凝土的收缩与膨胀混凝土在水中或处于饱和湿度情况下硬结时体积增大的现象称为膨胀–混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩b5E2RGbCAP25正常使用极限状态正常使用极限状态——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.简答题1正截面受弯承载力计算的基本规定(1> 截面应变保持平面;(2> 不考虑混凝土的抗拉强度;3>混凝土的受压应力-应变关系;4> 钢筋的应力-应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取2轴心受压构件短柱与长柱的破坏特点是什么?考虑长细比的影响采取什么措施?短柱破坏特点:不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服,构件的承载力最终都有混凝土压碎来控制.在临近破坏是,短柱四周出现明显的纵向裂缝,箍筋间的纵向钢筋发生压屈外鼓,成灯笼状,以混凝土压碎而告破坏.受压长柱的破坏特点:破坏是受压一侧产生较长的纵向裂缝,箍筋间的纵向钢筋发生压屈外鼓,混凝土被压碎,而另一侧的混凝土则被拉裂,在构件中部发生横向裂缝.引入稳定系数,减小长细比对构件承载力的影响.3影响钢筋与混凝土粘结强度的因素有哪些?混凝土强度、保护层厚度及钢筋净距、横向钢筋及侧向压力、浇注混凝土时钢筋的位置等.4.矩形截面受弯构件在什么情况下采用双筋截面?其正截面承载力计算公式的适用条件有哪些?1)当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件<或整个工程)限制而不能增加,而计算又不满足适筋截面条件时,可采用双筋截面p1EanqFDPw2)另一方面,由于荷载有多种组合情况,在某一组合情况下截面承受正弯矩,另一种组合情况下承受负弯矩,这时也出现双筋截面DXDiTa9E3d3)此外,由于受压钢筋可以提高截面的延性,因此,在抗震结构中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋当相对受压区高度x ≤xb时,X>=2aRTCrpUDGiT5单层厂房排架计算简图的基本假定有哪些?1)柱下端固结与基础顶面;2)柱顶与屋架或屋面梁铰结;3)横梁刚度EA=∞.5PCzVD7HxA6混凝土的收缩、徐变对结构有些什么影响?混凝土收缩、徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大的影响,会导致构件变形的增加,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布,在预应力混凝土构件中会造成预应力的损失.7结构超过正常使用状态的标志有哪些?jLBHrnAILg影响正常使用或外观的变形、影响正常使用或耐久性能的局部损坏、影响正常使用的振动、影响正常使用的其他特定状态.8连续梁活荷载最不利布置的原则1)求某跨跨内最大正弯矩时,应在本跨布置活荷载,然后隔跨布置2)求某跨跨内最大负弯矩时,本跨不布置活荷载,而在其左右邻跨布置,然后隔跨布置3)求某支座最大负弯矩或支座左、右截面最大剪力时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置.9影响粘结强度的因素混凝土强度混凝土保护层厚度和钢筋净距横向配筋钢筋表面和外形特征受力情况锚固长度10简述斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏的特点斜拉破坏:破坏特点:首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝;随即,其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处,形成所谓的临界斜裂缝,将梁劈裂为两部分而破坏,同时,沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝.xHAQX74J0X剪压破坏:破坏特点:首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝,其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝;临界斜裂缝向荷载作用点延伸,使混凝土受压区高度不断减小,导致剪压区混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏.LDAYtRyKfE斜压破坏:破坏特征:在梁腹中垂直于主拉应力方向,先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝,梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱.随着荷载的增大,混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏.11塑性铰与理想铰的区别1)理想铰不能承受任何弯矩,而塑性铰则能承受一定的弯矩2)理想铰集中于一点,塑性铰则有一定的长度3)理想铰在两个方向都可产生无限的转动,而塑性铰则是有限转动的单向铰,只能在弯矩作用方向作有限的转动.Zzz6ZB2Ltk12影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素1剪跨比2)混凝土强度<3)加载方式<4)纵筋配筋率<5截面形式<6)尺寸效应77)梁的连续性13简述纯扭构件的破坏形态1)适筋破坏:箍筋和纵筋配置都合适与临界<斜)裂缝相交的钢筋都能先达到屈服,然后混凝土压坏与受弯适筋梁的破坏类似,具有一定的延性dvzfvkwMI12)少筋破坏:当配筋数量过少时一旦开裂,将导致扭转角迅速增大,构件随即破坏.与受弯少筋梁类似,呈受拉脆性破坏特征rqyn14ZNXI3)超筋破坏:箍筋和纵筋配置都过大在钢筋屈服前混凝土就压坏,为受压脆性破坏.与受弯超筋梁类似4)部分超筋破坏:箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调延性破坏,混凝土直接压碎,受拉钢筋未屈服、脆性破坏.25.等效矩形荷载的确定原则是什么?混凝土应力力合力相等,合力作用的位置不变26.什么叫截面相对界限受压区高度?它在承载力计算中的作用是什么?纵向受拉钢筋屈服的同时混凝土被压碎时的混凝土受压区高度与截面有效高度的比值,用来衡量纵向受拉钢筋是否超筋.EmxvxOtOco27.矩开截面受弯构件在什么情况下,采用双筋截面?其正截面承载力计算公式的适用条件有哪些?截面尺寸受限,弯矩却较大28.在双筋梁正截面受变承载力计算中,当sA已知时,应如何计算As?在计算As如发现x>0hbξ应如何处置?如果x<'sa2,应如何处置?按基本公式计算;超筋,应按'sA未知重新计算;取'=sax2进行计算SixE2yXPq529.钢筋混凝土梁中为什么会出现斜裂缝?它将沿着怎样的途径发展?钢筋混凝土梁在承受弯矩的同时承受剪力.6ewMyirQFL30.试扼要说明箍筋对提高斜截面受剪承载力的作用?与斜裂缝斜交,箍筋部分分力在主拉应力方向.31.梁中为什么要控制箍筋的最小配筋率?防止产生斜拉破坏.32.有腹筋截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?其意义如何?上、下限<截面尺寸条件和最小配箍率)33.无腹筋梁在斜裂缝形成后的应力状态有何变化?由剪压区混凝土主要承受剪力34.钢筋伸入支座的锚固长度有哪些要求?规范构造要求.35受扭构件中不否可以配置纵向钢筋而不配置箍筋,或只配箍筋而不配置纵向钢筋?不能仅配置纵向钢筋;也不能仅配置箍筋.受扭构件的抗扭钢筋由纵筋和箍筋两部分组成,两者的配筋率应相匹配,否则在构件受扭破坏时不能都达到屈服,引起纵筋或箍筋某一样钢筋的浪费.kavU42VRUs36.为什么要确定受扭构件的截面限制条件?受扭钢筋有哪些特殊的要求?为保证弯剪扭构件在破坏时混凝土不首先破坏,<超筋破坏).y6v3ALoS8937.在设计钢筋混凝土受扭构件时,怎样才能避免出现少筋构件和完全超筋构件.为避免超筋,应符合以下条件:bhw当≤4时,tWTbhV8.00+≤0.25ccfβbhw当>6时,tWTbhV8.00+≤0.2ccfβ当4<bhw<6时,按线性内插法确定为避免少筋破坏,要配箍率bsAsvsv=ρ≥yvtsvff28.0min,=ρM2ub6vSTnP扭纵筋配筋率bhAstlst=ρ≥ytstffVT60min=ρ38.偏心受压构件正截面有哪些两种破坏类型?这两种破坏类型的判别条件是怎样的?大偏压截面应力计算图形如何?0YujCfmUCw大偏心受压、小偏心受压破坏两种破坏形式;ξ≤bξ为大偏心受压,ξ>bξ小偏心受压.39.心受压构件的受拉破坏<大偏心受压)和受压破坏<小偏心受压)的破坏特征有何共同点和不同点.共同点:受压钢筋都屈服,混凝土被压碎;不同点:远离轴向力一侧的钢筋是否能受拉屈服,破坏性质是延性的还是脆性的.40.对称配筋矩形截面偏心受压构件的N-M相关曲线是怎样导出的?它可以用来说明哪推导略;可以用来说明在一组弯矩、剪力作用下的大小偏心判别,可以说明多组内力哪一组是最不利的等问题.41.附加偏心距ea物理意义是什么?附加偏心距是考虑荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性和施工误差等因素的综合影响.42在计算小偏心受压构件时,若sA和'sA均未知,为什么一般可取sA等于最小配筋量?在什么情况下sA可能超过最配筋量?如何计算sA始终达不到屈服,故可按最小配筋率配置;当偏心距很小,全截面受压,sA有可能达到受压屈服.eUts8ZQVRd43试说明为什么大、小偏心受拉力构件的区分只与轴向力的作用位置有关,与配筋率无关?偏心受拉构件混凝土不参与受拉工作,轴向力在sA合力与'sA合力作用点之间,为小偏心受拉,两种钢筋均受拉,轴向力在sA合力与'sA合力作用点之外,则某一种钢筋受拉,另一种钢筋受压,为大偏心构件.sQsAEJkW5T44.试说明当构件的截面尺寸、配筋、材料强度和轴向力的偏心距eo均为已知时,截面受拉承载力N的验算步骤.截面几何尺寸计算;大小偏心的判别;承载力uN的计算;判别结构是否安全.45.何谓截面的抗弯刚度?钢筋混凝土梁与匀质弹性材料梁的抗弯刚度有何同?截面抵抗弯曲变形的能力;变量与常量关系.46.为什么说钢筋混凝土梁的刚度是变数?什么是钢筋混凝土梁的最小刚度?混凝土开裂,截面尺寸发生变化;在简支梁全跨范围内,可按弯矩最大处的截面弯曲刚度,亦即按最小的截面弯曲刚度.47.什么是短期刚度B长期刚度B1?计算挠度时为什么要采用长期刚度B1?荷载标准组合受弯构件抵抗弯曲变形的能力称为短期刚度;长期荷载组合受弯构件抵抗弯曲变形的能力称为短期刚度.48.平均裂缝宽度和最大裂缝宽度是怎么确定的?在确定最大裂缝宽度时主要考虑了哪些因素?平均裂缝宽度等于构件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长的差值;最大裂缝宽度是平均裂缝宽度乘以扩大系数;主要考虑:一是在一定荷载标准组合下裂缝宽度的不均匀性,二是在长期荷载作用下,混凝土进一步的收缩和徐变等导致裂缝间混凝土不断退出受拉工作.49试分析纵筋配率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响?在一定范围内影响较大.50为什么预应力混凝土构件所用的混凝土和钢筋都要求有较高的强度?形成有效预压应力.51.与普通钢筋混凝土构件相比,预应力混凝土构件的主要优点有哪些?提高构件抗裂度和刚度,节约钢筋,减轻自重等.52.预应力损失有哪些?它们是如何产生的?采取什么措施可以减小这些损失?53.什么是控制应力σcon ?为什么σcon 取值不能过高过低?为什么σcon 与施加预应力的方法和钢筋种类有关?GMsIasNXkA预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值;过低达不到预压效果,过高会使构件延性降低,某些部位造成局部破坏.TIrRGchYzg54.构件换算截面面积AO和构件净截面面积An各自有何物理意义?为什么先张法预应力混凝土构件作用A0 计算施工过程各阶段的混凝土预应力σpc?而后张法构件又是An 来计算σpc? 0A是混凝土截面、预应力钢筋换算截面、非预应力钢筋换算截面之和;nA是0A 是混凝土截面、非预应力钢筋换算截面之和;先张法预应力钢筋的回缩引起其预应力的损失,后张法没有这种损失.7EqZcWLZNX填空题1.混凝土在长期不变荷载作用下将产生徐变变形,混凝土随水蒸发将产生收缩变形.2.当钢筋混凝土构件收缩内部钢筋约束时,会在钢筋中产生压应力,混凝土中产生拉应力.3.混凝土的强度指标通过实验测出的有:立方体拉压强度的标准值,轴心抗压强度标准值,轴心抗拉强度标准值4.工地上检验有明显流幅钢筋力学性能是否合格的的指标是:屈服强度;伸长率;冷弯性能;极限强度.5.预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40 .6.钢筋与混凝土的粘结力主要由摩阻力;化学胶结力;机械咬合力.7.钢筋冷加工的方法冷拉;冷拔.8.常用的测定混凝土抗拉度的方法有两种,是劈裂实验和直接轴心受拉.9.混凝土一次加载下的应力变曲线最高点以内卸去荷载,其应变值分成三部分:残余变形,御载后瞬时恢复的变形,卸载后的弹性后效lzq7IGf02E10.由混凝土应力应变的下降段可知:混凝土强度越高,残余应力相对的越高.这说明高强度混凝土耐受变形的能力越小.11.建筑结构的可靠性包括安全性、适用性、耐久性.12.建筑结构正常使用极限状态或构件在达到正常使用或耐久性能中各项规定限度的总和.13.结构上的作用按其随时间的变异性,可分为永久荷载、偶然荷载、可变荷载.14.影响结构抗力的主要影响因素有材料性能,构件几何参数和抗力的计算模.15.荷载的准永久值是对可变荷载持续稳定性的一种描述.16.抗力计算模式的不定性是指对抗力实际能力估计的不精确性引起的变异性.17.梁、板正截面受弯承载力计算M≤Mu,式中M是弯矩设计值,它是由外荷载所产生的内力设计值;Mu是极限弯矩,它是结构本身所产生的抗力.18.混凝土保护层有三个用途:防止纵筋锈蚀、在火灾等情况下使钢筋的温度上升缓慢,使纵筋与混凝土有较好的粘结19.双筋梁正截面设计时:当A与A's均未知时,需补充的条件是ξ=ξB,此条件的出发点是充分利用混凝土强度,减少钢材的用量.20.受弯构件P≥Pmin是为了防止少筋破坏,Pmax≥P是为了防止超筋破.21.适筋截面破坏形态是钢筋屈服,混凝土的压碎,属于塑性破坏类型.超筋截面破坏形态是混凝土压碎时钢筋未达屈服,属于脆性破坏,少筋截面破坏形态是构件一开裂钢筋即达到屈服属于脆性破坏类型.22.等效矩形应力图形的等效原则是混凝土应力力合力相等,合力作用的位置不变23.单筋矩形截面受弯计算基本公式的适用条件为maxρρ<、 minρρ≥24.双筋矩形截面中,受压钢筋的作用有形成钢筋骨架,承受弯矩25、适筋梁的三个受力阶段是计算受弯构件的依据:其中受弯构件正截面抗裂验算的依据是第Ⅰ阶段,第Ⅱ阶段是变形和裂缝宽度验算的依据;第Ⅲ阶段是,正截面受弯承载力的依据.zvpgeqJ1hk 26.双筋截面的受弯承载力Mu可以看成是由两部分组成的:其一是由.受压钢筋与部分受拉钢筋形成的力偶,其受弯承载力为Mu1;其二是由受压混凝土与部分受拉钢筋形成的力偶,其受弯承载力为Mu2.27纵向钢筋对梁抗剪的主要作用有两个销栓作用,限制开张28.受弯构件箍筋的配箍率ρsv= .bsAsv.29.斜拉破坏多发生在腹筋配置太少,且其剪跨比较大的情况.30.在计算钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力时,其斜截面的计算位置应取下各处截面即支座边缘处,弯起钢筋弯起点处受拉区箍筋数量与间距改变处的截面、腹板宽度改变处的截面.NrpoJac3v131.影响有腹筋受剪承载力的主要因素包括剪跨比,混凝土强度,箍筋配筋率,纵筋配筋率32.为了满足梁截面受弯承载力的要求,弯起点必须距该钢筋的充分利用点至少有0.5h0的距离.3.在钢筋混凝土构件中,通常采用纵筋钢筋和箍筋组成的空间骨架来提高构件块的抗扭承载力.34.在钢筋混凝土结构中,常会遇到一些承受扭矩的构件,例如框架边梁和雨篷梁35.受扭承载力降低系数βt,必须满0.5≤tβ≤1.0,当时,取βt=0.5,当tβ>0.1,取βt=1.0.1nowfTG4KI36.为了不出现超筋破坏,《规范》要求tWTbhV+0不超过tf7.0,当其不超过tf7.0时,可不必进行计算而按构造要求进行配筋.37.钢筋混凝土大、小偏心受压构件的界限条件是:当受拉钢筋应力达到屈服强度的同时,受压混凝土的边缘压应变也达到其极限压应变.38.大偏心受压构件的破坏特征是远离轴向一侧的钢筋先受拉屈服39.对称配筋的矩形截面偏心受压柱,大小偏心是根据轴向力的大小不一而判别的,大偏心受压的条件应是ieη>min,ibe且N≤bN.40.轴心受压构件的纵向弯曲系数ϕ随构件的长细比增大而减小.41.偏心受压构件的承载计算公式中的η称为偏心距增大系数.42.偏心受压构件承载力计算公式的适用条件是:当靠近轴向力一侧混凝土先压碎时,必须满足ξ>bξ各'sA≥0.002bh .fjnFLDa5Zo43.矩形截面柱的尺寸不宜小于250mm×250mm,常取bl08~30 .44.轴心受压柱的破坏形式有材料破坏和失稳破坏两种:短柱和破坏属于材料破坏;细长柱的破坏属于失稳破坏.45.当x<2'sa时,x= 2'sa,其出发点是为了混凝土压力合力与钢筋合力重合.46.不论sA≠'sA或sA='sA,复核截面时,有两种情况,即和ξ≤bξ,ξ>bξ.47.矩形截面大小偏心受拉构件的界限sah-2,大偏拉是存在受压区,小偏拉时不存在受压区,对称配筋大偏拉时,A's受压不屈服,小偏拉时,'sA 受拉屈服.48.混凝土偏心受拉构件,靠近偏心拉力N的钢筋面积为As 离N较远的钢筋面积为sA49.计算小偏心受拉构件,在一般情况下,对A及'sA钢筋强度设计值取为相等,而大偏心受拉构件承载力计算时,对A及'sA的强度实际值应分别取为tfnNhnE6e5抗拉强度设计值,抗压强度设计值.50.轴心受拉构件承载离公式为N≤syAf.51.钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度是以混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段的应力状态为计算依据的.52.受弯构件的挠度,在长期荷载作用下将会时间而增大.着主要是由于徐变影响造成的.53.裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数ψ越大,受弯构件的抗弯刚度越小,而混凝土参与受拉工作的程度越小.钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随弯矩增大而减小.HbmVN777sL54.55.弹性匀质材料的M-φ关系成正比,当梁的材料和截面尺寸确定后,截面弯抗刚度EI是常量,钢筋混凝土梁,开裂后梁的M-关系是φ增长较M增长快,其刚度不是固定值,而是随弯矩而变化的值. ,M 小B大 M大B 小.V7l4jRB8Hs56.减小裂缝宽度最有效的措施是增大纵筋配筋率.57.变形和裂缝宽度控制属于正常使用极限状态.应在构件的承载力得到保证的前提下,再验算构件的变形或裂缝宽度.验算时荷载采用标准值,材料强度采用设计值.83lcPA59W958.平均裂缝宽度位置取受拉钢筋形心处.59.施加预应力时,混凝土的强度不应大于混凝土强度设计值的 70% mZkklkzaaP60.张拉控制应力与钢筋种类有关,冷拉热轧钢筋与钢丝和钢铰线相比,其控制应力可以定得高些,控制应力还与张拉方法有关,后张法的控制应力可以比先张法构件的低61.引起预应力损失的因素有六种,其中混凝土收缩徐变引起的预应力损失为最大.62.超张拉是指超过钢筋张拉控制应力的张拉方法.63.对构件施加预应力能延迟裂缝的出现,提高构件的刚度和开裂度.64.先张法预应力构件是靠粘结力来传递预应力的,而后张法是靠锚具来保持预应力的65.先张法的生产工艺比较简单,适合工厂成批生产直线型中小型构件,后张法工序较繁琐,适用于大型构件的现场制作.AVktR43bpw66.预应力钢筋的张拉控制应力σcon主要与钢筋类别和张拉力有关.67.预应力混凝土构件轴心受拉构件的载力计算,应满足式N≤Nu= ppysyAfAf 的要求. 68.后张法构件,预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失,两端张拉时的摩擦损失比一端张拉时的摩擦损失小ORjBnOwcEd.申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。

结构的极限状态

结构的极限状态

结构的极限状态结构是现代建筑设计不可缺少的重要元素,它可以极大地改善建筑的稳定性和安全性,甚至更大程度地改善建筑的外观和预期效果。

但在结构设计中,极限状态是非常重要而又非常复杂的知识点。

它不仅仅受到建筑诸多因素的影响,同时也是一种分析技术,它的分析结果可以帮助建筑工程师正确设计结构。

极限状态是指结构在安全极限状态下所承受的最大荷载。

最近它被广泛地应用于建筑网络的设计中,并受到越来越多的关注。

结构的极限状态是建筑结构设计中一个重要且复杂的问题,极限状态的计算是建筑设计中不可或缺的组成部分,它是通过极限分析来获得的结果。

极限分析是一种通过分析结构对不同荷载状态下的反应,以确定特定状态下其安全极限承载力的方法。

它主要用来解决建筑结构的稳定性以及理论上的安全性,可以从结构的弯曲、变形、承载的荷载以及支撑点的能力等方面来评估结构的安全极限,以确定结构是否满足要求。

极限状态是根据结构特征来分析的,其中包括:结构物质力学特性,如弹性、材料力学属性等;结构上层限制,如地震加载、活荷载、气压等;以及附加极限状态的要求。

通过构图法把结构体形成具有极限状态的模型,结构的极限状态可以定义为一些给定的边界条件和材料力学特性之间的经验关系,如抗弯强度、抗压强度、剪切强度等。

结构的极限状态的分析主要包括三个阶段:初始状态分析、试验设置与数据采集、数据处理与分析。

在结构极限状态分析中,可以采用两种方法来确定极限荷载状态,即宏观方法和微观方法。

宏观方法通过对结构的整体力学特性进行分析,可以获得极限荷载的最大值;而微观方法通过分析结构的元素属性,以及元素的极限状态,可以确定极限荷载状态。

为了更准确地分析结构极限状态,可以采用随机加载及动力荷载,对结构进行仿真分析。

仿真分析可以使极限状态分析结果更加准确可靠,从而提高结构极限状态的安全性及性能。

结论结构的极限状态是建筑结构设计中重要而复杂的知识点,其安全性及稳定性的好坏关乎着工程的完成情况。

承载能力极限状态的概念

承载能力极限状态的概念

承载能力极限状态的概念承载能力极限状态,也称为结构性能极限状态,是指结构在外力作用下可能达到的最大承载能力,它是结构物质及其组件系统在外力作用下可能出现的失效状态,它是结构安全性分析的基础。

一、概念界定承载能力极限状态即结构性能极限状态,是指结构物在外力作用下可能达到的最大承载能力,它是结构在外力作用下可能出现的失效状态,它也是结构安全性分析的基础。

承载能力极限状态可以分为三种:极限强度状态、极限承载力状态和极限稳定状态。

1、极限强度状态极限强度状态是指结构在外力作用下可能出现的最大强度,它是结构物质材料及其组件系统在外力作用下可能出现的失效状态。

极限强度状态分为本构强度和稳定强度两种状态。

本构强度指的是结构物质材料在外力作用下,可能出现的最大强度,它可以分为屈服强度、抗弯强度、拉伸强度和剪切强度等;稳定强度指的是结构物质材料在外力作用下,可能出现的最大稳定强度,它可以分为抗滑移稳定强度、抗屈曲稳定强度、抗剪切稳定强度和抗扭转稳定强度等。

2、极限承载力状态极限承载力状态是指结构在外力作用下可能出现的最大承载力,它是结构物质材料及其组件系统在外力作用下可能出现的失效状态,它可以分为抗压承载力、抗拉承载力和抗剪切承载力等。

3、极限稳定状态极限稳定状态是指结构在外力作用下可能出现的最大稳定能力,它是结构物质材料及其组件系统在外力作用下可能出现的失效状态,它可以分为抗滑移稳定性、抗屈曲稳定性、抗剪切稳定性和抗扭转稳定性等。

二、结构性能极限状态的研究1、分析方法结构性能极限状态的研究,可以采用计算机辅助分析(Computer Assisted Analysis)方法,通过计算机模拟结构的应力变化,从而确定结构性能极限状态。

此外,也可以采用实验方法,通过实验测量出结构的应力变化,从而确定结构性能极限状态。

2、安全设计结构性能极限状态的研究可以指导结构安全设计,即确定结构的设计荷载,使其在外力作用下,不会出现破坏性失效,从而确保结构的安全。

结构的极限状态

结构的极限状态

1.结构设计的要求
(2)结构的极限状态
《工程结构可靠性设计统一标准》( GB50153-2008):
正常使用极限状态 serviceability limit states 对应于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的状态。
影响正常使用或外观的变形
局部损坏
1.结构设计的要求
(2)结构的极限状态
《工程结构可靠性设计统一标准》( GB50153-2008):
正常使用极限状态 serviceability limit states 对应于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的状态。
振动
其他特定状态
本章结束!
1.结构设计的要求
(2)结构的极限状态
《工极限状态 ultimate limit states 过度变形
构件强度破坏
构件连接破坏
作为刚体失去平衡
转变为机动体系
丧失稳定
连续倒塌
1.结构设计的要求
(2)结构的极限状态
《工程结构可靠性设计统一标准》( GB50153-2008): 1.14 承载能力极限状态 ultimate limit states
疲劳破坏点
地基丧失承载力而破坏
疲劳破坏
1.结构设计的要求
(2)结构的极限状态
《工程结构可靠性设计统一标准》( GB50153-2008):
正常使用极限状态 serviceability limit states 对应于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的状态。
极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态,并应符合下列要求: 2 正常使用极限状态 当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态: 1)影响正常使用或外观的变形; 2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏; 3)影响正常使用的振动; 4)影响正常使用的其他特定状态(如基础产生不均匀沉降过大)。

结构的可靠度和极限状态方程

结构的可靠度和极限状态方程

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。极限状态实质上是区分结构可靠与
失效的界限。
极限状态分为两类:
承载能力极限状态
—— 安全性
正常使用极限状态 —— 适用性、耐久性
通常对结构构件先按承载能力极限状态进行承载能力计算,然后根据 使用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。
抗力R均符合正态分布,
bz
因此结构的功能函数也
符合正态分布。如图:
Pf
结构功能函数 Z = R - S
Pf =P (S >R) =P(Z< 0)
z
Z=R- S
z Z 的平均值 z Z 的标准差
Pf
b
Z Z
R S
2 R
2 S
13
4 结构构件的可靠指标(reliability index)
Pf
2
第三章 结构设计方法
• 钢筋混凝土简支梁极限状态
表 4.1 钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念
结构的功能
可靠
极限状态
失效
安全性 受弯承载力 适用性 挠度变形
M < Mu f < [f]
M = Mu f = [f]
M > Mu f > [f]
耐久性 裂缝宽度 wmax< [wmax] wmax= [wmax] wmax> [wmax]
★永久荷载G ★可变荷载Q
S CG G CQ1 Q1 ★偶然荷载(作用)
◆实际作用在结构上的荷载大小具有不定性,应当按随机变量, 采用数理统计的方法加以处理。这样确定的荷载是具有一定 概率的最大荷载值,该值称为荷载标准值(符号Gk,Qik)。

结构的极限状态

结构的极限状态

结构的极限状态结构是一种特殊的状态,它定义了物体构成的形态,也影响着物体的性质和模式。

结构可以是硬的、软的、坚固的、脆弱的,它可以是树木、钢铁的框架、拱形的石头或其他任何种类的形状。

随着物体的形态,它们也会发生变化。

然而,当物体达到极限状态时,就可以说这种变化就是“结构的极限状态”。

结构的极限状态是指物体存在一定的剪力时,它受力的阻力力达到极限,无法维持原有形态,而又几乎没有伸长变形的状态。

极限状态下,物体可以说是处于极大剪力和最大弯曲应力的共同作用下,此时物体的结构、形状和特性都在发生改变,从而产生新的结构。

在结构方面,极限状态意味着物体在受力作用下,承受的剪力会达到最大程度,物体的结构形态会出现极大变化。

比如,在结构的极限状态下,结构承受的力可以直接压碎物体,物体的形状也会发生改变,甚至会出现局部拆掉的情况。

当物体达到极限状态时,不仅会影响到物体结构的变化,还会影响物体的性质和模式。

极限状态下,物体不会有任何外部表面变化,物体内部结构也会部分发生变化。

比如,许多物质的极限状态会导致物质的相变,即由固态转变为液态、气态或固态的另一种形态。

此外,结构的极限状态还可以用于研究物体的稳定性和可靠性。

物体在极限状态下,承受的力极大,物体的结构变得不稳定,因此物体可能会迅速发生变化或崩溃,而物体的可靠性和可修复性将大大降低。

从上述可以看出,物体的极限状态对其结构、性质、模式等都有着重大影响。

因此,当物体处于极端状态时,为了防止物体的损坏,需要正确理解物体的性质和极限状态,并采取适当的措施,以确保物体处于稳定的状态。

只有充分了解物体的极限状态,才能正确处理物体,从而防止发生意外的事故。

钢结构 承载能力极限状态

钢结构 承载能力极限状态

钢结构承载能力极限状态
钢结构承载能力极限状态是指在设计载荷下,结构的承载能力达到极限状态,即结构不能再承受额外的载荷而发生破坏或失效。

在设计钢结构时,必须考虑结构的承载能力极限状态,以确保结构在使用寿命内保持稳定和安全。

在钢结构的设计过程中,需要进行强度计算、稳定性分析和疲劳分析等,以保证结构的承载能力极限状态满足设计要求。

此外,还需要进行实际的试验验证和监测,以确保结构的可靠性和安全性。

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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。

结构设计中考虑的结构极限状态

结构设计中考虑的结构极限状态

结构设计中考虑的结构极限状态结构设计是一个复杂而又重要的领域,它涉及到建筑、桥梁、航空、航天等多个领域。

在结构设计中,考虑结构极限状态是非常重要的一部分。

本文将从以下几个方面进行探讨:什么是结构极限状态?为什么需要考虑结构极限状态?如何考虑结构极限状态?一、什么是结构极限状态?结构极限状态是指在特定载荷作用下,结构不再满足设计要求的状态。

在结构设计中,通常会考虑两种极限状态:强度极限状态和稳定性极限状态。

强度极限状态是指在某种载荷作用下,结构中某些部位的应力达到了材料的屈服极限或破坏极限,导致结构失效的状态。

例如,在设计一座桥梁时,需要考虑车辆通过时桥梁的强度极限状态,以确保桥梁能够承受车辆的重量。

稳定性极限状态是指在某种载荷作用下,结构中某些部位的形状或位置发生了失稳,导致结构失效的状态。

例如,在设计一座高层建筑时,需要考虑风荷载作用下建筑的稳定性极限状态,以确保建筑不会倒塌。

二、为什么需要考虑结构极限状态?考虑结构极限状态是为了保证结构的安全性和可靠性。

如果结构在特定载荷作用下不能满足设计要求,就会出现失效现象,例如变形过大、破坏等。

这些失效现象可能会导致人员伤亡、财产损失等严重后果。

因此,在结构设计中必须考虑结构极限状态,以确保结构的安全性和可靠性。

三、如何考虑结构极限状态?考虑结构极限状态需要进行计算和分析。

在计算和分析时,需要考虑以下几个方面。

1.载荷分析载荷分析是结构设计的第一步。

在进行载荷分析时,需要考虑结构所受的所有载荷,包括静载荷、动载荷、温度荷载等。

在考虑载荷时,需要根据实际情况进行合理的估算和计算。

2.结构分析结构分析是计算结构受载荷作用下的应力、变形、振动等参数的过程。

在进行结构分析时,需要选择合适的分析方法和工具,例如有限元方法、力学分析等。

在分析时,需要考虑结构的材料、几何形状、边界条件等因素。

3.极限状态检验在进行极限状态检验时,需要检验结构在特定载荷作用下是否满足设计要求。

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

结构承载能力的极限状态

结构承载能力的极限状态

结构承载能力的极限状态
结构承载能力的极限状态是什么?下面本店铺为大家详细介绍。

当结构或结构构件达到最大承载能力,或产生了不适于继续承载的变形时,即认为超过了承载能力极限状态。

例如:
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡例如烟囱在风荷载作用下整体倾翻;
(2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),例如轴心受压短柱中的混凝土和钢筋分别达到抗压强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承载;
(3)结构转变为机动体系,例如简支梁跨中截面达到抗弯承载力形成三铰共线的机动体系,从而丧失承载能力;
(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等),例如细长柱达到临界荷载后因压曲失稳而破坏;
(5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等);
事实上,承载能力极限状态就是结构或结构构件发挥最大承载能力的状态。

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1什么是结构的极限状态?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个特定状态就称为该功能的极限状态;2什么是混凝土徐变?答:混凝土在荷载长期作用下,它的应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。

3换算面积等效矩形应力图的合力大小等于C,形心位置与y c一致的截面4单筋截面只在受拉区布置纵向受力受力钢筋,在受压区不布置任何受力钢筋的界面称为单筋截面5永久荷载永久作用在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用6无条件屈服点取残余应变为0.2%所对应的应力称为条件屈服强度7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。

8约束扭转在超静定结构,扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的,扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关,称为约束扭转9单向板单向板——在荷载作用下,只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板10内力包络图将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图(弯矩图或剪力图>叠画在同一张图上,其外包线所形成的图形称为内力包络图1什么叫配筋率纵向受拉钢筋与截面有效面积的比值。

12什么是钢筋混凝土梁的最小刚度?在简支梁全跨范围内,可按弯矩最大处的截面弯曲刚度,亦即按最小的截面弯曲刚度。

13什么是控制应力σcon ?预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值14什么叫“塑性内力重分布”?指超静定结构截面内力间关系不再服从线弹性分布规律的内力分布形式15什么荷载标准组合永久荷载及第一个可变荷载用标准值、其他可变荷载均采用组合值16.混凝土立方体抗压强度以边长为150mm的立方体在20±3˚C的温度和相对湿度在90% 以上的潮湿空气中养护28天,依照标准实验方法测得的具有5%保证率的抗压强度作为混凝土的强度等级17锚固长度进行拔出实验时,受拉钢筋达到屈服的同时发生粘结破坏,该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度18结构上的作用结构上的作用—施加在结构上的集中力或分布力和引起结构外加变形或约束变形的原因。

19承载能力极限状态—结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形20塑性铰的概念在钢筋屈服截面,从钢筋屈服到达到极限承载力,截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得犹如一个能够转动的铰,称为“塑性铰”。

21粘结力的定义若钢筋和混凝土有相对变形<滑移),就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力,这种力称为钢筋与混凝土的粘结力22结构的设计使用年限结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。

23荷载组合值当结构承受两种或两种以上可变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值。

24混凝土的收缩与膨胀混凝土在水中或处于饱和湿度情况下硬结时体积增大的现象称为膨胀–混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩25正常使用极限状态正常使用极限状态——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。

简答题1正截面受弯承载力计算的基本规定(1> 截面应变保持平面;(2> 不考虑混凝土的抗拉强度;3>混凝土的受压应力-应变关系;4> 钢筋的应力-应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取2轴心受压构件短柱与长柱的破坏特点是什么?考虑长细比的影响采取什么措施?短柱破坏特点:不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服,构件的承载力最终都有混凝土压碎来控制。

在临近破坏是,短柱四周出现明显的纵向裂缝,箍筋间的纵向钢筋发生压屈外鼓,成灯笼状,以混凝土压碎而告破坏。

受压长柱的破坏特点:破坏是受压一侧产生较长的纵向裂缝,箍筋间的纵向钢筋发生压屈外鼓,混凝土被压碎,而另一侧的混凝土则被拉裂,在构件中部发生横向裂缝。

引入稳定系数,减小长细比对构件承载力的影响。

3影响钢筋与混凝土粘结强度的因素有哪些?混凝土强度、保护层厚度及钢筋净距、横向钢筋及侧向压力、浇注混凝土时钢筋的位置等。

4.矩形截面受弯构件在什么情况下采用双筋截面?其正截面承载力计算公式的适用条件有哪些?1)当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件<或整个工程)限制而不能增加,而计算又不满足适筋截面条件时,可采用双筋截面2)另一方面,由于荷载有多种组合情况,在某一组合情况下截面承受正弯矩,另一种组合情况下承受负弯矩,这时也出现双筋截面3)此外,由于受压钢筋可以提高截面的延性,因此,在抗震结构中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋当相对受压区高度x ≤x b时,X>=2a5单层厂房排架计算简图的基本假定有哪些?1)柱下端固结与基础顶面;2)柱顶与屋架或屋面梁铰结;3)横梁刚度E A=∞。

6混凝土的收缩、徐变对结构有些什么影响?混凝土收缩、徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大的影响,会导致构件变形的增加,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布,在预应力混凝土构件中会造成预应力的损失。

7结构超过正常使用状态的标志有哪些?影响正常使用或外观的变形、影响正常使用或耐久性能的局部损坏、影响正常使用的振动、影响正常使用的其他特定状态。

8连续梁活荷载最不利布置的原则1)求某跨跨内最大正弯矩时,应在本跨布置活荷载,然后隔跨布置2)求某跨跨内最大负弯矩时,本跨不布置活荷载,而在其左右邻跨布置,然后隔跨布置3)求某支座最大负弯矩或支座左、右截面最大剪力时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置。

9影响粘结强度的因素混凝土强度混凝土保护层厚度和钢筋净距横向配筋钢筋表面和外形特征受力情况锚固长度10简述斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏的特点斜拉破坏:破坏特点:首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝;随即,其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处,形成所谓的临界斜裂缝,将梁劈裂为两部分而破坏,同时,沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。

剪压破坏:破坏特点:首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝,其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝;临界斜裂缝向荷载作用点延伸,使混凝土受压区高度不断减小,导致剪压区混凝土达到复合应力状态下的极限强度而破坏。

斜压破坏:破坏特征:在梁腹中垂直于主拉应力方向,先后出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝,梁的腹部被分割成若干斜向的受压短柱。

随着荷载的增大,混凝土短柱沿斜向最终被压酥破坏。

1塑性铰与理想铰的区别1)理想铰不能承受任何弯矩,而塑性铰则能承受一定的弯矩2)理想铰集中于一点,塑性铰则有一定的长度3)理想铰在两个方向都可产生无限的转动,而塑性铰则是有限转动的单向铰,只能在弯矩作用方向作有限的转动。

12影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素1剪跨比2)混凝土强度<3)加载方式<4)纵筋配筋率<5截面形式<6)尺寸效应77)梁的连续性13简述纯扭构件的破坏形态1)适筋破坏:箍筋和纵筋配置都合适与临界<斜)裂缝相交的钢筋都能先达到屈服,然后混凝土压坏与受弯适筋梁的破坏类似,具有一定的延性2)少筋破坏:当配筋数量过少时一旦开裂,将导致扭转角迅速增大,构件随即破坏。

与受弯少筋梁类似,呈受拉脆性破坏特征3)超筋破坏:箍筋和纵筋配置都过大在钢筋屈服前混凝土就压坏,为受压脆性破坏。

与受弯超筋梁类似4)部分超筋破坏:箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调延性破坏,混凝土直接压碎,受拉钢筋未屈服、脆性破坏。

25.等效矩形荷载的确定原则是什么?混凝土应力力合力相等,合力作用的位置不变26.什么叫截面相对界限受压区高度?它在承载力计算中的作用是什么?纵向受拉钢筋屈服的同时混凝土被压碎时的混凝土受压区高度与截面有效高度的比值,用来衡量纵向受拉钢筋是否超筋。

27.矩开截面受弯构件在什么情况下,采用双筋截面?其正截面承载力计算公式的适用条件有哪些?截面尺寸受限,弯矩却较大28.在双筋梁正截面受变承载力计算中,当sA已知时,应如何计算As?在计算As如发现x>0hbξ应如何处置?如果x<'sa2,应如何处置?按基本公式计算;超筋,应按'sA未知重新计算;取'=sax2进行计算29.钢筋混凝土梁中为什么会出现斜裂缝?它将沿着怎样的途径发展?钢筋混凝土梁在承受弯矩的同时承受剪力。

30.试扼要说明箍筋对提高斜截面受剪承载力的作用?与斜裂缝斜交,箍筋部分分力在主拉应力方向。

31.梁中为什么要控制箍筋的最小配筋率?防止产生斜拉破坏。

32.有腹筋截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?其意义如何?上、下限<截面尺寸条件和最小配箍率)33.无腹筋梁在斜裂缝形成后的应力状态有何变化?由剪压区混凝土主要承受剪力34.钢筋伸入支座的锚固长度有哪些要求?规范构造要求。

35受扭构件中不否可以配置纵向钢筋而不配置箍筋,或只配箍筋而不配置纵向钢筋?不能仅配置纵向钢筋;也不能仅配置箍筋。

受扭构件的抗扭钢筋由纵筋和箍筋两部分组成,两者的配筋率应相匹配,否则在构件受扭破坏时不能都达到屈服,引起纵筋或箍筋某一样钢筋的浪费。

36.为什么要确定受扭构件的截面限制条件?受扭钢筋有哪些特殊的要求?为保证弯剪扭构件在破坏时混凝土不首先破坏,<超筋破坏)。

37.在设计钢筋混凝土受扭构件时,怎样才能避免出现少筋构件和完全超筋构件。

为避免超筋,应符合以下条件:bhw当≤4时,tWTb h V8.00+≤0.25ccfβbhw当>6时,tWTb h V8.00+≤0.2ccfβ当4<bhw<6时,按线性内插法确定为避免少筋破坏,要配箍率b s As v s v=ρ≥y v ts v ff28.0min,=ρ扭纵筋配筋率b h As t l s t=ρ≥yts t f fVT60min=ρ38.偏心受压构件正截面有哪些两种破坏类型?这两种破坏类型的判别条件是怎样的?大偏压截面应力计算图形如何?大偏心受压、小偏心受压破坏两种破坏形式;ξ≤bξ为大偏心受压,ξ>bξ小偏心受压。

39.心受压构件的受拉破坏<大偏心受压)和受压破坏<小偏心受压)的破坏特征有何共同点和不同点。

共同点:受压钢筋都屈服,混凝土被压碎;不同点:远离轴向力一侧的钢筋是否能受拉屈服,破坏性质是延性的还是脆性的。

40.对称配筋矩形截面偏心受压构件的N-M相关曲线是怎样导出的?它可以用来说明哪推导略;可以用来说明在一组弯矩、剪力作用下的大小偏心判别,可以说明多组内力哪一组是最不利的等问题。

41.附加偏心距ea物理意义是什么?附加偏心距是考虑荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性和施工误差等因素的综合影响。

42在计算小偏心受压构件时,若sA和'sA均未知,为什么一般可取sA等于最小配筋量?在什么情况下sA可能超过最配筋量?如何计算sA始终达不到屈服,故可按最小配筋率配置;当偏心距很小,全截面受压,sA有可能达到受压屈服。

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