建筑结构复习参考 (修正) PDF

建筑结构期末复习 简答题 1．钢筋混凝土材料的优点 钢筋混凝土结构能够很好地利用钢筋和混凝土这两种材料各自的特性外，还具有如下的优 点：①承载力大，节约钢材②耐久性，耐火性好③整体性，可模性好④就地取材容易 2．复合应力状态混凝土变化 复合受压实验表明，在复合受压时，混凝土一向的抗压强度随另两向应力...

建筑结构期末复习 简答题 1．钢筋混凝土材料的优点 钢筋混凝土结构能够很好地利用钢筋和混凝土这两种材料各自的特性外，还具有如下的优 点：①承载力大，节约钢材②耐久性，耐火性好③整体性，可模性好④就地取材容易 2．复合应力状态混凝土变化 复合受压实验表明，在复合受压时，混凝土一向的抗压强度随另两向应力的增加而提高。同 时混凝土的极限应变也有极大提高。 这是由于侧向压应力的存在，约束了混凝土的侧向变形，从而延缓了混凝土内部裂缝的产生 和发展，这也使混凝土的延性得到明显提高。 在工程中可以将受压构件做成“约束混凝土〞，如螺旋箍筋柱，钢管混凝土柱等。 3. “T”型截面的优点及形成 由于在正截面受弯承载力计算中不考虑混凝土的抗拉作用，故可以将中和轴以下的受拉区混 凝土去掉一部分，形成 T 形，这对截面的承载力没有影响；而且既可节约混凝土，又可减轻 结构的自重 4.采取下列措施以减小裂缝宽度： (1）合理布置钢筋从最大裂缝宽度。梁内尽量采用直径略小、根数略多的配筋方式，这样可 以有效地分散裂缝，减小裂缝的宽度。 (2）适当增加钢筋截面面积 。 (3）尽可能采用带肋钢筋。表明带肋钢筋与混凝土的黏结较光圆钢筋要好得多，裂缝宽度也 会减小。 5.先张法和其优缺点及其应用 （1）先张法是在浇筑混凝土之前先张拉预应力筋的施工方法，所示。先张法施工工艺简单， 生产效率高，夹具可多次重复使用，质量容易保证，通常适用在专用的长线台座（或钢模） 上生产中小型预制构件，如屋面板、空心楼板、檀条等。 1  补考 1 钢筋混凝土材料的缺点 ①由于钢筋混凝土构件的截面尺寸较大，结构的自重一般很大，不适用于建造超大跨，超高 层结构 ②钢筋混凝土结构的抗力性能也较差。 ③此外，钢筋混凝土结构施工工期长，工艺复杂，受环境气后影响较大，隔热隔声门性能较 差，不宜修补与加固。 2 变形控制的目的和要求 1. 使用功能的要求。例如某些工业厂房的梁、板构件，如果挠度过大，将影响仪器、设备 的正常工作，影响产品的加工精度；刚性屋面结构中，如果梁、板挠度过大，将使屋面积水， 引起渗漏 2. 防止非结构构件的损坏 3. 结构外观的要求，超过这个限度就会引起用户的关注和不安 3.后张法和其优缺点及其应用 后张法是在结硬后的混凝土构件上张拉预留孔道里预应力筋的施工方法后张法不需要专门 的台座，适用在现场制作大型构件，但其施工工艺较复杂，锚具加工要求的精度较高，成本 较高。 2  主要知识点复习 1. 钢筋的应力﹣应变关系 钢筋按其力学性能的不同，可分为有明显屈服点的钢筋和没有明显屈服点的钢筋两大 类。有明显屈服点的钢筋常称为软钢，在工程中常用的热轧钢筋就属于这类；没有明显屈服 点的筋则称为硬钢，高强度钢丝、热处理钢筋就属于这类。 2. 钢筋屈服及其屈服强度定义。 a 点所对应的应力称为比例极限。曲线到达 b 点后，钢筋开始进入屈服阶段，该点称为屈 服上限， c 点称为屈服下限(所对应的力称为屈服强度)。 有明显屈服点的钢筋 没有明显屈服点的钢筋 3. 强度指标 所以在进行钢筋混凝土构件计算时，对于有明显屈服点的钢筋，取其屈服强度作为钢筋 的强度指标。 硬钢 这类钢筋在计算时是以协定流限（也称为条件流限）作为强度指标的。 4．混凝土的立方体抗压强度和强度等级 我国把混凝土的立方体抗压强度（用符号 fcu 表示）作为评价和衡量混凝土强度的基本 指标。 《规范》规定：以边长为 150mm 的立方体试件，按标准方法制作，并在（20±3)℃、相对湿 度大于或等于 90%的环境里养护 28d，用标准试验方法进行加压，取具有 95％的保证率时 得出的抗压强度作为混凝土强度的等级标准，并称为混凝土立方体抗压强度标准值，用符号 fcu，k 表示，其单位为 N /mm2。 5．钢筋与混凝土可以共同工作的原因 钢筋与混凝土这两种力学性能完全不同的材料之所以能够在一起工作，除了两者具有相 近的温度线膨胀系数及混凝土对钢筋具有保护作用外，主要还由于在这两者之间的接触面 上存在良好的黏结力。 6．结构设计的目的：1 安全性 2 适用性 3 耐久性 上述结构的三方面的功能要求又统称为结构的可靠性，也就是结构在规定的设计使用年 限， 在规定的条件下完成预定功能的能力。 结构设计的目的就是既要保证结构安全、可靠，又要做到经济合理。 3 7．相关的设计使用年限 （选择判断） 1 年 临时性建筑结构 25 年 易于替换的结构构件 50 年 普通房屋和构筑物 100 年 标志性建筑和特别重要的建筑结构 8．建筑结构的极限状态辨析（选择判断） 1）承载能力极限状态 当结构或构件出现下列状态之一时，就认为超过了承载能力极限状态，结构构件就不再 满足安全性的要求：结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承 载；整个结构或其一部分作为刚体失去平衡；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳 定；结构因局部破坏而发生连续倒塌；地基丧失承载力而破坏；结构或结构构件的疲劳破坏。 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，就认为超过了正常使用极限状态：影响正常使 用或外观的变形；影响正常使用的局部损坏；影响正常使用的振动；影响正常使用的其他特 定状态。 3）极限状态耐久性 当结构或结构构件出现下列状态之一时，就认为超过了耐久性极限状态：影响承载能力 和正常使用的材料性能劣化；影响耐久性能的裂缝、变形、缺口、外观、材料削弱等；影响 耐久性能的其他特定状态。 在进行正常使用极限状态和耐久性设计时，其可靠度水平允许比承载能力极限状态的 可靠度水平适当降低。 9．建筑结构的设计状况 在进行建筑结构设计时，对以上四种(持久，短暂，偶然，地震)设计状况均应进行承载 能力极限状态设计。对持久设计状况尚应进行正常使用极限状态设计，并宜进行耐久性极限 状态设计；对短暂设计状况和地震设计状况可根据需要进行正常使用极限状态设计；对偶然 设计状况可不进行正常使用极限状态和耐久性极限状态设计。 10． 因结构上的荷载都不是确定值，而是随机变量，所以荷载效应 Sd 也是随机变量。 由于材料性能、几何参数和计算模式都是随机变量，故结构抗力 Rd 也是随机变量。 11 概率极限状态设计法定义 现行《规范》的设计计算方法是以概率理论为基础的极限状态设计法，简称为概率极限状态 设计法。 当 Z >0 ( R d> Sd）时，结构能完成预定功能，处于可靠状态。 当 Z ξbh0）破坏，则必须 配置成双筋截面。 2）在不同荷载组合下，截面承受的弯矩可能变号。 3）因抗震等原因，在截面的受压区必须配置一定数量的受压钢筋。 19 双筋截面适用条件（2） x≥as’ 该条件是为保证在截面达到承载力极限状态时受压钢筋能达到其抗压强度设 计值 fy’，以与基本公式符合。 20．由已知条件知，在式（3-20）及式（3-21）中有 x ，As 和 A s'三个未知数，不能直 接求解，需补充一个条件后方程组才能有定解。 由公式的适用条件 x ≤ξbh0 知，如令 x =ξbh0，则可充分利用混凝土的抗压作用，从而使 钢筋的总用量（ As +A s'）为最小，达到节约用钢的经济目的。 5 21． 受弯构件除了在主要承受弯矩作用的区段内会发生正截面破坏以外，在剪力和弯矩共 同作用的剪弯区段还会产生斜向裂缝，并可能发生斜截面的剪切或弯曲破坏。 22． 无腹筋梁斜截面破坏的主要形态 1）斜拉破坏 属于突然发生的脆性破坏，梁的承载力较低。 2）剪压破坏 这种破坏仍为脆性破坏，梁的承载力较斜拉破坏高，较斜压破坏低。 3）斜压破坏 这种破坏也属于脆性破坏，但梁的承载力相对较高。 梁承载力：斜拉 < 剪压 < 斜压 23， 有腹筋梁斜截面破坏的主要形态 1）斜拉破坏 当配箍率小，剪跨比较大时发生。 2）剪压破坏 当剪跨比和配箍率适中时发生。 3）斜压破坏 当剪跨比较小而配箍率过大时发生。 24．截面受剪承载力的主要因素 1）剪跨比 对无腹筋梁，随着剪跨比的增大，破坏形态发生显著变化，梁的受剪承载力明 显降低。 2）混凝土强度 梁的受剪承载力随混凝土强度的提高而提高。 25．《规范》中斜截面的受剪承截力计算公式就是针对剪压破坏的。 Vcs——构件斜截面上人混凝土和箍筋的受剪承载力设计值。 上限值——最小截面尺寸限制条件， 避免斜压破坏发生。 下限值——最小配箍率（ρsv，min）， 避免斜拉破坏的发生。 要复核箍筋最大间距，箍筋最小直径的要求，为避免斜拉破坏的发生。 26．螺旋式（或焊接环式）箍筋柱的优点 螺旋式（或焊接环式）箍筋柱，以提高构件的承载能力。这种柱的用钢量相对较大，构件的 延性好，适用于抗震需要。 27．大小偏心受压破坏原理 a．大偏心受压破坏 这种特点是受拉区的钢筋首先达到屈服强度 fy，混凝土主裂缝不断开展,压区混凝土应力 不断增加，最后受压区的混凝土也达到极限压应变。 属于延性破坏 b．小偏心受压破坏 这种破坏的特点是靠近纵向力一侧的混凝土首先被压碎，同时钢筋 A s'达到抗压强度 fy’。 而远离纵向力一侧的钢筋 As 不论是受拉还是受压，一般情况下不会屈服.。属于脆性破坏。 28. 显然，在大、小偏心受压破坏之间存在一种界限破坏，其特征是远离轴向力一侧的钢筋 在受拉屈服的同时，靠近轴向力一侧的混凝土被压碎，此时的受压区相对高度ξ=ξb 6 29. 大小偏心受压破坏判断的两种计算方法: 方法 1 1） 当 e i≤0.3h0 时，可按小偏心受压进行计算。 2） 当 e i>0.3h0 时，可先按大偏心受压进行计算，计算过程中得到ξ后，再根据的值最终确 定截面属于哪一种受力情况。 方法 2 1）当 X ≤Xb,或ξ≤ξb 时，属于大偏心受压。 2）当 X >Xb,或ξ>ξb 时，属于小偏心受压。 30. 钢筋混凝土构件的裂缝和变形控制是关系到结构能否满足适用性和耐久性要求的重要 问题，应根据结构的工作环境及使用要求，验算裂缝宽度和挠度，使其不超过《规范》规定 的限值。 31. 裂缝控制的目的及成因 目的：1）耐久性 2）外观要求 裂缝按其成因可分为两大类：一类是由荷载作用引起的裂缝；另一类是由非荷载因素引起的 裂缝，如混凝土收缩、温度变化、钢筋锈蚀及地基不均匀沉降等原因引起的裂缝。调查表明， 工程实践中结构物产生的裂缝，非荷载为主引起的约占 80%，荷载为主引起的约占 20%。 32. 裂缝宽度的形成原因 裂缝宽度是由于钢筋与混凝土之间的黏结破坏，出现相对滑移，引起裂缝处混凝土回缩而产 生的。 33.预应力混凝土的优点 从根本上克服了普通钢筋混凝土结构抗裂性差的主要缺点，并为采用高强度钢筋和高强度混 凝土创造了条件。 34 预应力混凝土分类 全预应力混凝土是指在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的情况。 部分预应力混凝土则是指预应力混凝土构件在使用荷载作用下，允许截面上混凝土出现拉 应力甚至开裂，但最大裂缝宽度不得超过允许值。 35预应力传力途径 先张法：黏结力传递 后张法：锚具传递 36 钢筋选配 纵向钢筋一般选用 16~28mm 7