结构设计原理简答题 下载本文

普通箍筋的作用:防止纵向钢筋的局部压屈,并与纵向钢筋形成钢筋骨架,便于施工 螺旋箍筋的作用:使截面中间部分(核心)混凝土成为约束混凝土,从而提高构件的强度和延性。

3.简述预应力混凝土受弯构件的预应力钢筋估算的一般方法。(12分)

答:预应力混凝土梁应进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态计算,并满足《公桥规》中对不同受力状态下规定的设计要求,预应力钢筋截面积估算应根据这些限值条件进行。预应力混凝土梁一般以抗裂性控制设计,因此预应力混凝土梁预应力钢筋截面积一般按正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量。

1.桥梁结构的功能包括哪几方面的内容?我国《公路桥规》规定了结构设计哪三种状况?(6分) 答:桥梁结构的四项基本功能要求:(1)结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用 ;(2)结构在正常使用条件下具有良好的工作性能;(3)结构在正常使用和正常维护条件下,在规定的时间内,具有足够的耐久性;(4)在偶然荷载作用下或偶然事件发生和发生后,结构仍能保持整体稳定性,不发生倒塌。我国《公路桥规》规定的三种状况:(1)持久状况;(2)短暂状况;(3)偶然状况

2.两类偏心受压构件的破坏特征有何区别?其判别条件是什么?(9分)答:大偏心受压破坏破坏特征:部分受拉,部分受压,受拉钢筋应力先达到屈服强度,随后,混凝土被压碎,受压钢筋达屈服强度。构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和数量。破坏性质:塑性破坏。小偏心受压破坏破坏特征:,一般是靠近偏心力一侧的混凝土首先达到极限压应变而压碎,该侧的钢筋达到屈服强度,远离偏心力一侧的钢筋不论受拉还是受压,一般达不到屈服

强度。构件的承载力取决于受压区混凝土强度和受压钢筋强度。破坏性质:脆性破坏。

判别条件:当???b时,为大偏心受压破坏???b时,为小偏心受压破坏

3.什么是先张法、后张法的预应力混凝土结构?比较他们的相同点和不同点。(10分)

答:先张法:先张拉钢筋后浇注混凝土,等混凝土强度达到设计所要求的值,再放张钢筋。

后张法:先浇注混凝土,等混凝土强度达到设计所要求的值,再张拉钢筋。

不同点:施工工艺不同,建立预应力的方法不同,先张法是靠钢筋和混凝土之间的粘结力来传递和保持预加应力,而后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力。

相同点:都是通过张拉钢筋在混凝土内部建立预压应力

1.什么是剪跨比?剪跨比的大小不同使无腹筋简支梁出现何种破坏形式?答:剪跨比:用m?Mh来表示,此处M和V分别为剪弯区段中某个竖直截面上的弯矩和剪力,0为Vh0截面有效高度。一般把m的这个表达式称为“广义剪跨比”,它实质上反映了梁内正应力?与剪应力?的相对比值。

剪跨比的大小不同使无腹筋简支梁出现:斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。 2.简述预应力混凝土受弯构件的破坏过程包括哪几个阶段以及各阶段若干不同的受力过程。答:施工阶段:(1)预加应力阶段,此阶段是指从预加应力开始,至预加应力结束(即传力锚固)为止。(2)运输安装;使用阶段:此阶段是指桥梁建成通车后的整个使用阶段。分为如下几个受力状态(根据构件受力后可能出现的特征状态):消压、开裂、带裂缝工作;

破坏阶段:预应力混凝土受弯构件在破坏时预加应力损失殆尽,故其应力状态和普通钢筋混凝土构件相类似,其计算方法也基本相同。

3.什么是换算截面?以图示单筋矩形截面为例(换算系数或弹模比为αEs),求钢筋的换算面积Asc和钢筋混凝土开裂截面的换算截面面积A0(给出过程和说明)并绘出换算截面图。 答:换算截面: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。

假想的混凝土所承受的总拉力应该与钢筋承受的总拉力相等,故As?s?Asc?c 而?c??s?Ec,所以钢筋的换算面积为Asc?As?s?c??EcAs

受压区混凝土面积和受拉区面积所组成的截面为钢筋混凝土开裂截面的换算截面,换算截面面积为:

1.通过绘制简图和写出表达式,说明混凝土弹性模量的三种表示方法。(9分)答:简图略,混凝土弹性模量的三种表示方法:

原点弹性模量(初始弹性模量):过原点作切线,该切线的斜率即原点弹性模量。

Ec/???ce?tg?0混凝土的切线模量:过应力应变曲线上某一应力作切线,该切线的斜率

即为相应于该应力的切线模量。Ec//?d?d?变形模量:连接混凝土应力应变曲线的原点O及曲线上某一点作割线,该割线的斜率即变形模量。 Ec///?tg?1??c?c

2.采用双筋截面的条件是什么?(6分)答:(1)当截面承受的弯矩组合设计值较大,截面尺寸受到限制,混凝土强度不宜提高的情况下。(2)梁截面承受异号弯矩时。(2)构

造要求。

3.试说明引起后张法预应力混凝土构件应力损失的主要原因和预防措施。(10分)

答:后张法预应力混凝土构件应力损失的主要原因有:

预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失;混凝土弹性压缩引起的应力损失;钢筋松弛(徐舒)引起的应力损失;混凝土的收缩和徐变引起的应力损失。

预防措施有:可采用两端张拉、超张拉,选用变形小的锚具,采用低松弛预应力筋等。 1.简述设置预拱度的目的,及按《公路桥规》规定如何设置预拱度?(6分)答:设置预拱度的目的:设置预拱度的目的是为了消除结构重力这个长期荷载引起的变形,另外,希望构件在平时无静活载作用时保持一定的拱度。

设置要求:当由短期效应组合并考虑长期效应影响产生的长期挠度不超过L/1600,可不设置预拱度;当不符合上述规定时则应设置预拱度。预拱度值=结构自重长期挠度+1/2可变荷载频遇值长期挠度。

2.简述适筋梁、超筋梁和少筋梁的的主要破坏特点。(9分) 答:适筋梁破坏始于受拉钢筋的屈服,而后受压混凝土压碎。由于破坏是由钢筋先屈服,钢筋塑性伸长得到充分发展,破坏前梁的裂缝发生、发展,挠度变形较大,属“塑性破坏”。超筋破坏是在钢筋较多的情况下,破坏时钢筋应力尚小于屈服强度,破坏始于受压混凝土先被压碎。破坏前,梁的裂缝不宽,挠度也不大,无明显破坏预兆,属“脆性破坏”。少筋梁在开裂前,荷载一挠度曲线基本为直线,梁一旦开裂,受拉钢筋立即达到屈服强度,挠度陡增,裂缝少而宽。沿梁高延伸,使梁的承载力很快丧失。破坏较突然属“脆性破坏”。

3.为什么预应力混凝土结构必须采用高强度等级的混凝土和高强钢筋?(10分) 答:(1)预应力混凝土结构施工的通常做法是张拉钢筋,使其伸长后再加以锚固,将其反