2023年自考结构设计原理资料

三、名词解释题

1.超筋梁：配筋较多，破坏时受拉钢筋还没有屈服，受压混凝土已经被压碎，属于脆性破坏。

2.混凝土的立方体抗压强度：按照规定I内原则试件和原则试验措施得到的混凝土强度基本代表值。我国国标规定，以边长为150mml内立方体

试件，在20±3C的温度和相对湿度在90%以上H勺潮湿空气中养护28天，根据原则的制作措施和试验措施测得的抗压极限强度值，作为混凝

土口勺立方体抗压强度。

3.斜压破坏：在腹筋配置较多和剪跨比较小(mV)的条件下一般发生此类破坏。破坏特点为剪跨段梁腹部被大体平行的斜裂缝分割成若干个斜向

受压的小柱体，梁以斜向混凝土柱的压碎而告终，破坏时无主裂缝形成，腹筋亦未屈服。

4.极限状态：在使用中若构造或构造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规定，此特定状态称为功能的极限状态。

承载力极限状态：构造或构件到达最大承载能力，或到达不适于继续承我的变形或变位的状态。

正常使用极限状态：构造或构件到达正常低用或耐久性能的某项规定的限值的状态。

5.剪跨比：m=a/h0,由集中荷载作用点到梁指点H勺距离a与截面有效高度hOI向比值。

6.预应力度：预应力度为由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯弯矩向比值，即忒MO/Ms

7.后张法：先浇筑混凝十.后张拉预应力筋II勺一种施加预应力的措施。

先张法：先张拉预应力筋后浇筑混凝十.11勺一种施加预应力的措施。

8.混凝上的轴心抗压强度：按照规定的原则试件和原则试验措施得到的混凝土强度基本代表值。以边长为150mmxl50mmx300nim的棱柱体试

件，在2O±3C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，根据原则口勺制作措施和试验措施测得口勺抗压强度值，作为混凝土的轴心

抗压强度。

9.消压弯矩：当构件控制截面在荷载作用下使预先存储的预应力抵消为0时所对应的弯矩即为消压弯矩。

10.少筋梁破坏：当作jimin时为少筋梁，破坏特性：梁拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即到达屈服强度，•般仅出现•条裂缝，裂缝的急剧而

使梁丧失承或能力受压区几乎无压碎痕迹，破坎较忽然。

11、大偏心受压破坏：首先在受拉一侧出现横向裂缝，受拉钢筋形变较大，应力增长较快。在临近破坏时，受拉钢筋屈服。横向裂缝迅速开展

延伸至混凝土受压区域，受压区迅速缩小，压应力增大。在受压区出现纵向裂缝，混凝土到达极限压应变压碎破坏。

12有效预应力:

五、简答题

1.无腹筋梁剪切破坏形态与剪跨比的大小有何关系？

答：①剪压破坏：在剪跨比=1-3的条件下一般发生此类破坏②斜压破坏：在剪跨比＜1的条件下一般发生此类破坏③斜拉破坏：在剪跨比＞3

的条件下一股发生此类破坏

2.影响斜截面受剪承我力的重要原因有•哪些？

答：账响斜截面抗着承载力的原闪：剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率、配箱率、箍筋强度。

3.简述偏心受压两种破坏形态的重要特点？

答：偏心受压破坏有受拉破坏（大偏心受压）和受压破坏（小偏心受压）两种破坏形式。受拉破坏II勺特性是远离N作用侧钢筋受拉先屈服，

后受压区混凝土压碎：而受压破坏泽始于受压区混凝土压碎，远离N作用侧钢筋也许受拉、也许受压。

4.钢筋和混凝土能有效结合在一起而共同工作的理由有哪些？

答：钢筋与泄凝土共同作用的三要素：①钢筋和混凝土有良好的粘结性能；②温度膨胀系数大体相似；③混凝土能保证钢筋不锈蚀。

5.钢筋混凝土构造有哪些优缺陷？

长处：①在钢筋混凝土构造中，混凝土强度是随时间而不停增长的；同步钢筋被混凝土所包裹而不致锈蚀，因此，钢筋混凝土构造时耐久性是

很好的：此外，还可根据需要配置具有不一样性能向棍族土，以满足不一样的耐久性规定。①钢筋混凝土构造（尤其是整体浇筑的构造）的整

体性好，其抵御地震、振动以及强烈冲击作用都具有很好的工作性能。③钢筋混凝土构造的刚度较大，在使用荷载作用下的变形较小，故可有

效地用于对变形有规定的建筑物中。④新拌和的混凝土是可塑的，可以根据设计需要浇筑成多种形状和尺寸的构件，适合于构造形状复杂或对

建筑造型有较高规定的建筑物。⑤在钢筋混凝土构造中，混凝土包裹着钢筋，由于混凝土传热性能较差，在火灾中将对钢筋起着保护作用，使

其不致很快到达软化温度而导致构造整体破坏。◎钢筋混凝土构造所用的原材料中，砂、石所占的比重较大，而砂、石易于就地取材，故可以

减少建筑成本。在工业废料（如矿渣、粉煤灰等）比较多口勺地区，可将工业废料制成人造骨料用于钢筋混凝上构造中，这不仅可处理工业废料

处理问题，尚有助于环境，并且可减轻构造自重。

缺陷：①钢筋混凝土构件的截面尺寸一般较对应的钢构造大，因而自市较大，这对一于大跨度构造以及抗震都是不利的：②抗裂性能较差，在

正常使用时往往是带裂健工作的：③施工易受气候条件影响较大：④现浇钢筋混凝土构造需耗用模板：⑤修补和拆除坟困难等。

6.预应力混凝土构造的特点是什么？

答：长处：①提高构件口勺抗裂度和刚度：②改善构造的耐久性；③可以节省才练，减轻自重；④可以减小混凝土梁口勺竖向剪力和主拉应力：⑤

提高构造的耐疲劳性能；⑥提高工程质量；⑦预应力可作为构造构件的连接的手段，增进了桥梁构造新体系与施工措施的发展。

缺陷：①工艺较复杂，需要配置一支技术较纯熟的专业队伍：②需要有一定的专门设备：③预应力反拱度不易控制。它随混凝土徐变的增长而

加大，也许导致桥面不平顺；④预应力混凝土构造的动工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。

7.影响混凝土构造耐久性的原因有哪些？

答：影响混凝土构造耐久性的原因包括内部原国和外部原因两个方面。内部原因重要有混凝土的强度、渗透性.、保护层厚度、水泥品科1、标号

和用量等，外部原因则有环境温度、湿度、CO2含量等。

8.受驾构件止截面承载力计算的基本假定是什么？

答：单筋知形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是：⑴平截面假定。对于钢筋混凝土受弯构件，从开始加载直至破坏的各阶段，截面的平

均应变都能很好地符合平截面假定。平截面假定为钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算提供了变形协调的几何关系，灯加强计算措施的逻辑

性和条理性，使计算公式具有更明确H勺物理愈义。⑵不考虑混凝土抗拉强度。在裂缝截面处，受拉区混凝土已大部分退出工作，仅在靠近中和

轴附近右部分混凝土承担着拉应力，但其拉应力较小，且内力偶臂也不大。因此。在计算中可忽视不计混凝土的抗拉强度。⑶混凝土应力一

应变关系，较常采用一条二次抛物线及水平线构成H勺曲线。⑷钢筋应力一应变关系，多采用弹性一全塑性曲线。

9.偏心受压短柱和氏柱有何本质的区别？偏心距增大系数的物理意义是什么？其与哪些原因有关？

答：1）偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于，长柱偏心受压后产生不可忽视向纵向弯曲，引起二阶弯矩

2）偏心距增大系数的物理意义是,考虑长住偏心受压后产生的二阶弯矩对受乐承载力的影响

3）影响原因：偏心距增大系数与构件H勺计算长度，偏心距，截面H勺有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率H勺影响系数，构件长细

比对截面曲率的影响系数有关。

io.后张法预应力构件发生的预应力损失有哪些？在施工阶段和使用阶段各应计入明;些损失？

答：后张法发生的预应力损失有：预成力筋与孔道庠擦弓I起损失b/l、锚兵变形和钢筋向缩

引起的损失CT/z、分批张粒预应为钢筋时由混凝上弹性冰缩引起的损失（一次张技时则

没有混凝上弹性压缩损失）0,4、钢筋公池引起的损失S5，混凝士收缩徐变引起的损

火56<3分）"施工阶段应计入cr“、b/2、b/4<1分）：使用阶段应计入5s、b/6

11、影响混凝土徐变的重要原因：A、混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小。6、加载时混凝土的期龄。……加载时混凝土期龄越短，则徐

变越大。C,混凝土的构成成分和配合比。一一混凝土中集料的弹性模量越小，徐变越大：集料的体积比越大，徐变越小；混凝土的水灰比越

小，馀变也越小。D、养护和使用条件下的温度与湿度。一--混凝土养护室温度越高，湿度越大，水泥水化作用就越充足，徐变就越小。混凝

土的使用环境温度越高，侏变越大：环境的相对湿度越低，徐变也越大，因此高温干燥环境奖时徐变明显增大。E、构件尺寸。一一构件尺寸

越大，体表比越大，徐变就越小。

12、影响混凝土收缩的重要原因：A、混凝土H勺构成和配合比。----水泥的用量越多，水灰比较大，收缩越大。集料的级配号、密度大、弹性模

量高、粒径大混凝十.收缩小。B、构件口勺养护条件、使用环境的温度与湿度、以及影响混凝土中水分保持的原因。-----高温湿养可加紧水化作

用，是可供蒸发H勺自由水分较少，收缩减少。便用环境温度越高，相对湿度较低，收缩越大。C、构件的体表比。一体表比较小H勺构件，收缩

量较大。

13、影响黏结强度H勺市要原因：钢筋表面形状、混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。A、带肋钢筋叮混凝土的黏结强度比用光

圆钢筋时大，B、光圆钢筋及变形钢筋的黏结强度均随混凝土强度等级的提高而提高，但并非线性关系。C、黏结强度与浇筑混凝土时钢筋所处

位置有明显关系。

1.什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁、超筋梁？各自有什么样的破坏形态？

答：钢筋混凝土梁的三种破坏形态分别是：少筋梁、适筋梁和超筋梁。

①当PU®-时为少筋梁，破坏特性：梁拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即到达屈服强度，一般仅出现一条裂缝，裂缝的

急剧而使梁丧失承载能力受压区几乎无压碎痕迹，破坏较忽然。

X^nin<P</AMX

②当衿"maxi时为适筋梁，破坏特性：受拉区钢筋首先到达屈服强度，形成主裂缝并迅速发展直至受压区混凝土被

压碎，破坏前有明显预兆，属塑性破坏。

③当P,以皿时为超筋梁，破坏特性：受压区混凝土被压碎时，受拉钢筋尚未到达屈服强度，裂缝细而密，破坏前无明

显预兆,属脆性破坏。

2.钢筋混海土通筋梁正截面受力全过程可划分为几种阶段？各阶段受力重要特点是什么？。

答：第I阶段：混凝土全截面工作，混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。

第I阶段末：混凝土受压区日勺应力基本上仍是三角形分布。但由于受拉区混凝土塑性变形的发展，拉应变增长较快，根

据混凝土受拉时的应力一应变图曲线，拉区混凝土的I应力图形为曲线形。这时，受拉边缘混凝十邪J拉应变临近极限拉应

变，拉应力到达混凝土抗拉强度，表达裂缝即将出现，梁截面上作用的弯矩用Mcr表达。

第II阶段：荷载作用弯矩抵达后，在梁混凝土抗拉强度最弱截面上出现

了第一批裂缝。这时，在有裂缝H勺截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承担的拉力传递给钢筋，发生了明显R勺应力重分

布，钢筋时拉应力随荷载的增长而增长；混凝土的压应力不再是三角形分布，而是形成微曲口勺曲线形，中和轴位置向上移

动。

第II阶段末：钢筋拉应变到达屈服值时的应变值，表达钢筋应力到达其屈服强度，第II阶段结束。

第in阶段：在这个阶段里，钢筋口勺拉应变增长的很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。这时，裂缝急剧开

展，中和轴继续上升，混凝土受压区不停缩小，压应力也不停增大，压应力图成为明显的丰满曲线形。

第HI阶段末：这时，截面受压上边缘口勺混凝土压应变到达其极限压应变值，压应力图呈明显曲线形，并且最大压应力已不

在上边缘而是在距上边缘梢下处，这都是混凝土受压时打勺应力一应变图所决定的J在第川阶段末，压区混凝土日勺抗压强度耗

尽，在临界裂缝两侧的一定区段内，压区混凝土出现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁破坏，在这个阶段，纵向钢筋

的拉应力仍维持在屈服强度。

2.试论述钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏的整个过程。

答：钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏的受力和变形全过程分为三个阶段：第I阶段，整体工作阶段；第II阶段，带裂缝工作阶段：第III阶

段，破坏阶段。

1）第I阶段：此阶段初期，荷载作用弯矩较小，混凝土处在弹性工作阶段，即应力与应变成正比。伴随荷载的增长，由于受拉区混凝土塑性

变形H勺发展，拉应变增长较快，拉区混凝土的应力图形为曲线形。此时受拉区混凝土尚未开裂，混凝土全截面工作，故又称此阶段为整体

工作阶段。当受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变时，拉应力到达混凝土抗拉强度，表达裂缝即将出现，这时可称为第I阶段或整体

工作阶段末期，梁截面上作用的弯矩用Mcr表达，抗裂计算即以此应力状态为根据。在此阶段，截面上混凝土应变基本呈线性分布，荷载

与挠度基本上也呈线性关系，木阶段荷载大体为破坏荷载的25%如下。

2）第II阶段：荷载作用弯矩抵达Mcr后，梁在混凝土抗拉强度最弱截面上首先出现裂缝，这时梁进入带裂缝工作阶段：一般认为在已开裂

的截面上，受拉区混凝十.退出工作，其拉力所有由钢筋承受，发生明显的J应力重分布，钢筋应力突增，因而裂缝一旦出现就立即开展至一

定的宽度，并沿梁高延伸到一定口勺高度，从而截面中和轴位置随之上升。伴随荷载的增长，裂缝不停开展，受拉纲筋口勺应力逐渐向钢筋的

屈服强度趋近;受压区混凝土的压应变也不停增长，受压区混凝上的潮性特性将体现得越来越明显，应力图形呈微曲的曲线形。使用阶段

变形和裂缝的计算即以第II阶段应力状态为根据。带裂缝工作阶段梁所承受的荷载大概为破坏荷载的25%〜85%.因此钢筋混凝土受弯构

件在正常使用阶段都是在带裂^状况下工作的。

3）第IH阶段：当钢筋应力到达屈服强度时，标志着截面即将进入破坏阶段。这时，由于受拉钢筋已屈服，钢筋应力将停留在屈服点（对具

有明显流幅的钢筋）而不再增大，但应变去】剧增，这就促使裂缝急剧开展，中和轴继续上升，混凝土受压区不停缩小，压应力也不停增

大，压应力图成为明显的丰满曲线形。当弯矩再增长，直至混凝土受压边缘纤维的压应变到达其极眼反应变值?cu时，受压区将出现某些

纵向水平裂缝，紧接着混凝土被压碎。梁即告破坏。这时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu,按极限状态措施的承载能力计算即以此为

根据。以上是适筋梁从加荷至破坏的全过程。

2.n.=550-65-4S5nini

计算题

份判别或而格型・'fik-K为八夕"-

L片削雕履土形翻滕耳=如」/=」=」=凝士强

T5m120imn2Xtan550,所以为第一类(3分)

③-%)=590XlO^Nmm-,V=118.9mm

酸级为C25(勿=11.5MPa),㈱融HRB335级(/^ZSOMPa),襁麴为一

④x/\=0.245V4，=0.56故不足同淌梁

寿券舷上等级为二氮削哦而弯矩殂合设皿此产32*1加,熊施赫珊

⑥八、==2685Qmnr

E偏扎的航媵,段44皿n）”『0.56,p皿=02%）

@品小配舫率汁算

p=八％为=2.77