钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理提纲

1、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/b3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 (0.

2、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 (0.3fc0.8fc )：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 (0.8fc1.0fc)：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max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0，其值在0.00150.0025之间波动，通常取0=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，随着应力的减小，应变仍然增加，曲线下降坡度

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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，

8、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

9、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

10、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：混凝土受压区高度x应按下式计算：截面受压区高度应符合下列要求： 6.翼缘位于受压区的T形截面或I形截面受弯构件，其正截面承载力应按下列规定进行计算：1 当符合下列条件时应以宽度为的矩形截面当不符合条件时，计算中应考虑截面腹板受压的作用，其正截面抗弯承载力应按下列规定计算：受压

11、区高度x应按下列公式计算，第四章1. 无腹筋梁的斜截面破坏形式和特征1) 斜压破坏 m1破坏特征: 混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，破坏是突然发生的。多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内2) 剪压破坏 1m3破坏特征: 在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。属脆性破坏。3) 斜拉破坏 m3破坏特征: 当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向

12、伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形亦小，具有很明显的脆性。2.有腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态及特点。3.影响受弯构件斜截面承载力的主要因素。1，剪跨比；2，混凝土强度；3，箍筋配筋率；4纵筋配筋率；5，斜截面上的骨料咬合力；6，截面的尺寸和形状。4.钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力计算由哪几部分组成。斜裂缝顶端未开裂的混凝土与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋三者共同承担.5.受弯构件斜截面承载力计算的计算图式及基本公式。6.斜截面承载力复核验算的是哪些位置的斜截面。第五章1普通箍筋柱轴心受压构件的破坏形态。短柱加至构件破坏时，柱子出现纵向裂缝

13、，混凝土保护层剥落，箍筋间纵向钢筋向外弯曲，混凝土被压碎。当柱子比较细长时，其破坏是由于丧失稳定所造成的。2.螺旋箍筋柱轴心受压构件的破坏形态。轴向压力增加到一定数值时，混凝土保护层开始剥落。随着轴向压力的进一步增加，螺旋箍筋的应力也逐渐加大。最后由于螺旋箍筋的应力达到屈服强度，失去了对核心混凝土的约束作用，使混凝土压碎而破坏。对于长细比较大的螺旋箍筋柱有可能发生失稳破坏，构件破坏时核心混凝土的横向变形不大，螺旋箍筋的约束作用不能有效发挥。3.轴向受压构件承载力计算的计算图式和破坏形态。4.偏心受压构件正截面破坏形态及受力特点。在保证钢筋和混凝土之间握裹力的条件下，都是由受压区混凝土压碎造成的

14、。5.矩形截面偏心受压构件的受力图式及基本公式。当时，取；否则 大偏心受压构件 若不符合 正截面承载力可按下列公式求的：小偏心受压构件 第八章影响裂缝宽度的主要因素受拉钢筋的应力 受拉钢筋直径 受拉钢筋配筋率 混凝土保护层厚度 混凝土抗拉强度 受拉钢筋的粘着特征和荷载特征等预应力混凝土1.全预应力混凝土 部分预应力混凝土A B类构件的概念全预应力混凝土：在作用短期效应下，控制截面受拉边缘不允许出现拉应力。部分预应力混凝土： A类构件在作用短期效应下，控制截面受拉边缘允许出现拉应力，但应控制拉应力不得超过某个允许值。 B类构件在作用短期效应下，允许出现裂缝，但对最大裂缝宽度加以限制。2.简述先张

15、法工序和后张法工序先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺，如图5.1所示。先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。后张法在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道,待构件的混凝土强度达到规定的强度(一般不低于设计强度标准值的75%)后,在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉,并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部,依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土,使其产生预

16、压应力;最后在孔道中灌入水泥浆,使预应力筋与混凝土构件形成整体.3.预应力损失的概念。预应力损失有几种？由于受施工因素 材料性能和环境条件等的影响，预应力钢筋在张拉时所建立的预拉应力，将会有所降低，这些减少的应力称为预应力损失。预应力钢筋与管道壁之间的摩擦 1锚具变形 钢筋回缩和接缝压缩 2预应力钢筋与台座之间的温差 3混凝土的弹性压缩 4预应力钢筋的应力松弛 5混凝土的收缩和徐变 6预应力损失的组合先张法构件后张法构件传力锚固时的损失（第一批） 2 3 4 0.5*51 2 4传力锚固后的损失（第二批）0.5*5 65 64.预应力混凝土简支梁桥设计与计算步骤 1根据设计要求，参照已有设计图纸和资料，选择预加力体系和锚具形式，选定截面形式，并初步拟定截面尺寸，