钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理提纲

第一章

1.配置在混凝土梁截面受拉钢筋的作用是什么？

在混凝土未破坏前，和混凝土一起承受拉应力，破坏后全部力由钢筋承受。

2.混凝土立方体抗压强度：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得具有95%保证率的抗压强度。混凝土轴心抗压强度：用高宽比h/b≥3的柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。

混凝土抗拉强度：是指试件受拉力后断裂时所承受的最大负荷载除以截面积所得的应力值。混凝土抗剪强度：

3：混凝土轴心受压时的应力--应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压时的应力--应变曲线有哪几个因素？

1) 上升段（OC），又可分为三段：

OA段 (σ≤0.3fc ～ 0.4fc )：从加载至A点为第1阶段，混凝土的变形主要是弹性变形，应力一应变关系接近直线，称A点为比例极限点；

AB段 (σ＝0.3fc～0.8fc )：超过A点，进人裂缝稳定扩展的第2阶段，混凝土的变形为弹塑性变形，临界点B的应力可以作为长期抗压强度的依据；

BC段 (σ＝0.8fc～1.0fc)：裂缝快速发展的不稳定状态直至峰点C，这一阶段为第3阶段，这时的峰值应力σmax通常作为混凝土棱柱体的抗压强度fc，相应的应变称为峰值应变ε0，其值在0.0015～0.0025之间波动，通常取ε0=0.002。

2) 下降段（CE）：

在峰值应力以后，混凝土强度并不完全消失，随着应力σ的减小，应变仍然增加，曲线下降坡度较陡，混凝土表面裂缝逐渐贯通。

3）收敛段：在反弯点D之后，应力下降速率减慢，趋于稳定的残余应力。表面纵向裂缝把混凝土陵柱分成若干个小柱，外载力有裂缝处的摩擦咬合力及小柱的残余应力所承受。

4.什么叫混凝土徐变？影响混凝土徐变有哪些主要原因？

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，这种现象被称为混凝土的徐变。

影响混凝土徐变的因素很多，除了受材料组成及养护和使用环境条件等客观因素影响外，从结构角度分析，持续压力的大小和变荷时混凝土的龄期是影响混凝土徐变的主要因素.

5.软钢的拉伸应力—应变曲线有何特点？

软钢从加载到拉断，共经历四个阶段。a点应力称为比例极限，oa段属于弹性工作阶段；b 点应力称为屈服强度；曲线cd段通常称为强化阶段；e点所对应的应变称为钢筋极限啦应变，d点对应极限强度。曲线de段称为破坏阶段。

第二章

结构的可靠性，可靠度概念

结构的安全性、实用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。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。

结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构的可靠度。

2.桥梁结构的功能包含哪几个方面

桥梁是一种具有承载能力的架空建筑物，主要作用是供铁路、公路、渠道、管线和人群跨

越江河、山谷或其他障碍，是交通线的重要组成部分。

3.什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了那两类极限状态？

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。

承载能力极限状态正常使用极限状态

4.结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算的原则是什么？

1. 承载能力极限状态结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后，结构或构件就不能满足安全性的要求。如：

(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡；(2) 结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；

(3) 产生过大的塑性变形而不能继续承载；

(4) 结构或构件丧失稳定；（5）结构转变为机动体系。

2. 正常使用极限状态

结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态，结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。例如：

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、影响正常使用的震动；

4、影响正常使用的其他特定状态。

5.什么叫材料强度的标准值和设计值？

材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后，根据其概率分布，并结合工程经

验，取其中的某一分位值（不一定是最大值）确定的。

设计值是在标准值的基础上乘以一个分项系数确定的

第三章

1.钢筋混凝土梁内钢筋骨架由哪几部分组成？各部分作用是什么？

（1）纵向受力筋——承受拉、压应力的钢筋。（2）箍筋——承受一部分斜拉应力，并固

定受力筋的位置。（3）架立筋——用以固定梁内钢箍的位置，构成梁内的钢筋骨架。（4）

弯起钢筋——主要用以承当主拉压力，并增加钢筋骨架的稳定性。（5）水平纵向钢筋——

防止因混凝土收缩及温度的变化而产生的裂缝。

2.在荷载作用下钢筋混凝土受弯构件的正截面受力和变形可分为几个阶段？各阶段有什么

特征？

阶段I：当荷载较小时，挠度随荷载的增加而不断增长，梁处于弹性工作阶段。

阶段Ia ：当荷载增加时，混凝土的塑形变形发展，变形的增长速度大于应力的增长速度，此现象在受拉部位更为显著。

阶段II ：当荷载继续增加时，受拉区混凝土出现裂缝，并向上不断发展，混凝土受压区的塑形变形加大，其压力图略呈曲线图。

阶段III ：当荷载继续增加时，钢筋的应力增长较快，并达到屈服强度。

3.钢筋混凝土受弯构件的破坏类型及特征

1、适筋梁 适筋梁的配筋率在正常范围内，其破坏过程可分为三个阶段：第一阶段（裂缝出现前阶段）、第二阶段（带裂缝工作阶段）、第三阶段（破坏阶段）。适筋梁的破坏不是突然发生的，破坏前有明显的裂缝和挠度，这种破坏称为塑性破坏。适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用，且破坏前有明显的预兆，故在正截面强度计算时，应控制钢筋的用量，将梁设计成适筋梁。

2、超筋梁 梁内纵向受拉钢筋配置过多，在受拉钢筋屈服之前，受压区的混凝土已经被压碎，破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏，这种破坏称为超筋破坏。由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有预兆，这种破坏称为脆性破坏。超筋梁不仅破坏突然，而且用钢量大，既不安全又不经济，设计时不允许采用超筋梁。

3、少筋梁 梁内纵向受拉钢筋配置过少，加载初期，拉力初期钢筋与混凝土共同承担。当受拉区出现第一条裂缝后，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，受拉钢筋越少，钢筋应力增加也越多。如果纵向受拉钢筋数量太少，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，甚至被拉断，而这时受压区混凝土尚末被压碎，这种破坏称为少筋百破坏。少筋梁破坏时，裂缝宽度和挠度都很大，破坏突然，这种破坏也称为脆性破坏。少筋梁截面尺寸一般都比较大，受压区混凝土的强度没有充分利用，既不安全又不经济，设计时不允许采用少筋梁。

4.钢筋混凝土受弯构件承载力计算有哪几个假定？

1截面应变保持平面

2不考虑混凝土的抗拉强度

3混凝土受压应力与应变关系曲线的假定

4 钢筋的应力原则上按其应变确定

5.矩形截面或翼缘位于受拉边的T 形截面受弯构件，其正截面抗弯承载力计算应符合下列规定：

0'''''

''

0000()()()()2

d cd sd s s pd p p p x M f bx h f A h a f A h a γσ≤-+-+--

混凝土受压区高度x 应按下式计算：