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刚度理论在结构设计中的作用和体现_张元坤

刚度理论在结构设计中的作用和体现_张元坤
刚度理论在结构设计中的作用和体现_张元坤

第33卷第2期建筑结构2003年2月

刚度理论在结构设计中的作用和体现

张元坤李盛勇

(广东省建筑设计研究院广州510010)

[提要]结构设计中不仅必须重视属于结构外部因素的/力0,而且要牢牢地掌握及控制好属于结构内部因素的/刚度0。前者所涉及的力的平衡、结构或构件变形的协调以及由此而产生的构件内力都是通过后者所包含的绝对刚度、线刚度及相连构件之间的相对刚度来体现的。通过举例,叙述并分析刚度理论在整体结构及单一构件中的体现,从中折射出刚度理论在结构设计中所起的重要作用,有助于结构设计人员对刚度理论有一个清醒的认识和清晰的概念,并在具体的结构设计中科学地运用,避免结构产生不安全因素,以达到结构受力合理且能获得最佳经济效益的目的。

[关键词]结构设计力刚度绝对刚度相对刚度概念设计

In the structural de sign,the fac tors,w hich need to be c oncerned and c ontrolle d w ell,inc lude not only the external forces,but also the internal rigidity.T he former factors,such as the equilibrium of force s,the deformation of structures

a s w ell as the internal stresses,are all mainly lied on the late r factors,including absolute rigidity,linear rigidity and re-l

ative rigidity be tw een members.Som e example s are given to present the theory of rigidity a nd analyze its applic at ion in members and structure s to reflect the theory.s importance in the structural design.It w ill also help the de signers es-tablish clear and correct concepts,a pply them efficiently at work,avoid any unsafe factors in structures,at last achieve rational structures and best e conom ic effects.

K eyword s:structural de sign;forc e;rigidity;a bsolute rigidity;re lative rigidity

一、前言

在结构设计过程中的结构布置(包括竖向构件和水平构件布置)和结构计算分析(包括计算假定和构件内力分析)阶段,一般的设计人员比较关注的是荷载的产生及其数值大小,即比较注重/力0的概念而往往会忽视或轻视结构或构件抵抗外力的变形能力、反映结构构件内在联系、影响构件内力及变形相互关系的/刚度0概念。事实上,结构中力的平衡、变形的协调以及由此产生的构件内力都是通过构件自身的线刚度(由截面尺寸及三维空间的第三方向尺度和材料特性三要素构成)以及连接构件之间的相对刚度的大小来体现的。换而言之,属于结构外部因素的/力0)))楼层作用荷载、风力、地震作用以及建筑物的自重等在结构内部的作用、传递以及所引起的结构反应都要通过属于结构内部因素的/刚度0来完成。既为内部因素,从哲学的观点来说,它比起外部因素当然更是事物的本质所在。另一个事实是,在结构技术书籍和各类结构设计规范(规程)中有关构件计算和构造方面的论述,其核心内容也常以刚度为主线。因此,结构工程师应十分重视、透彻理解结构刚度理论,尤其是对相对刚度理论。在结构设计中对刚度理论科学地运用,从高层次、高要求的角度看就显得十分必要和重要,它不仅能够避免结构产生不安全因素,消除结构隐患,而且可以保证构件以至于整个结构在荷载作用下,受力合理并获得最佳的经济效益。前者是对结构设计的最基本要求,当然也是最重要的要求;而后者则是对结构设计的更高、更全面的要求,也即是结构优化设计终始目标的内容。此外,对结构设计工作来说,运用了刚度理论可进行整体结构的宏观控制,具有定性且定量、准确有效、简捷方便的特点,有利于缩短设计周期,节省人力和时间,提高工作效率。

二、刚度概念贯穿于结构设计的全过程

一幢建筑物的结构设计行与不行和好与不好,关键在于结构的整体刚度和构件的相对刚度控制得是否恰当合理。事实上,结构设计人员在结构设计过程中所进行的结构布置和构件截面的调整,都是在寻求一种合理的结构刚度,所不同的是意识的强烈程度,而结构设计的基本概念以及结构设计规范的原始精神都是围绕着刚度这一基本原理来展开的。以高层抗震建筑结构为例,刚度概念则贯穿于结构设计的全过程。

11对楼层平面刚度无穷大的结构可以较准确地求得各抗侧力构件的内力

高层抗震结构的楼层是刚性的,则能够保证结构的竖向构件所承受的水平力是按其抗侧力刚度分配

的,从结构分析的计算数学模型假定到结构的真正受力状态都能一致地反映这一点。按此设计出来的结构,其安全度是有保证的,其构件内力分析是较准确的;相反,楼盖形成不了无限刚性)))比如楼层大开洞口或凹凸太深太长,即使采用考虑楼板变形的计算程序进行计算,也很难准确了解和掌握其各竖向构件内力的大小。这就是为什么结构工程师总是希望建筑师所构思的建筑方案的楼面为刚性或近似刚性的道理。

21侧向刚度均匀连续变化的结构沿高度的变形不产生突变

侧向刚度均匀连续变化的高层建筑,其整体变形曲线是光滑的,在任何楼层处都不会产生位移突变,因而也就形成不了薄弱部位,这样的结构即使在遭受罕遇地震时也不至于倒塌或发生危及人们生命的严重破坏;相反,侧向刚度突变的高层建筑,在楼层刚度突变处形成薄弱部位,产生应力集中,塑性变形大,易遭受地震破坏。对有转换层的高层建筑,希望是低位转换而不是高位转换,且要求转换层上下层的抗侧刚度有一定的连续性而不是突变的,因而规范规定底部1~2层大空间的剪力墙结构,其转换层上下层的剪切刚度比C宜接近1,非抗震设计时的C不应大于3,抗震设计时的C不宜大于2。厚板转换结构在转换层位置上下层其变形曲线也有突变。因此,一般不欢迎出现厚板式转换层的结构,就是这个道理。

31结构主轴方向的侧向刚度均衡可以抑制结构的扭转效应

主轴方向刚度均衡的结构,两向甚至多方向的动力特性相近,扭转效应不明显,在地震作用下甚至风力作用下,主轴平动占上风,结构的变形简单,容易保证结构安全。设计时要求抗震结构的平面长宽比小,两向的抗侧力构件分布要均匀、对称、分散、周边,就是基于此方面的考虑。

41解决平面刚度突变的最佳办法是设置防震缝

当建筑平面的使用功能非常优越,但出现平面薄弱部位,薄弱部位的平面刚度产生突变,即使采用/精确0的电算程序进行计算和多种构造措施加强,都很难保证该薄弱部位构件抵抗地震作用的强度和变形能力时,通常采取设置防震缝方法,从该位置将建筑物分成独立的结构单元。对于高烈度区的框架结构,为了减小防震缝两侧碰撞时的破坏,有时需要在防震缝的两侧设置抗撞墙。这是处理平面刚度突变的最佳方法。

51改善或减少因结构侧向刚度不足而产生的结构侧移偏大的有效办法是设置楼层加强层或伸臂内筒-外框架甚至内筒-外框筒高层建筑或超高层建筑,由于高度大、高宽比较大,结构的侧向位移(包括顶点位移和层间位移)可能不满足规范要求或仅达到位移限位的下限,为了改善或减小结构的侧向位移(主要是层间位移),有效且经济的方法是在一定楼层高度处设置结构加强层或伸臂,这是从加强楼层平面刚度和协调内外筒受力概念出发来抑制结构侧向位移的巧妙方法。加强层的最佳位置可由理论计算确定,其理想楼层从建筑使用功能方面考虑最好是设备转换层或避难层,而这往往与结构最佳位置并不吻合。实际设计中就需要结构与建筑互相协商,找出双方都能接受的共同点。对高宽比较大的高层建筑顶层屋盖板加厚并加强配筋在一定程度上也可以抑制结构的侧移。

61控制剪力墙的连梁尺寸可以更好地发挥开洞剪力墙的作用

框架-剪力墙结构体系中,由于其中的剪力墙是零星、分散布置的,所形成的结构整体刚度不太大,为了增强结构整体刚度,使其中的剪力墙成为主要的抗侧力构件,故规范规定/一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5,且梁截面高度不宜小于400mm0,意即要求连梁的刚度不宜太小;相反,在剪力墙结构体系(包括部分框支抗震墙结构体系)中,由于墙体多且密,所形成的结构整体刚度往往过大,不仅吸收地震能量大,对结构受力不利,而且会造成结构造价的上涨,因此,规范规定/将一道抗震墙分成长度均匀的若干墙段,洞口连梁的跨高比宜大于60,意即要求连梁的刚度不宜太大。这是有目的地控制剪力墙连梁刚度,将结构整体刚度调整至合适程度并使开洞剪力墙发挥更大作用的显著例子。所谓/合适程度0,至少应使整体结构的位移限值满足规范的有关要求。

71具有足够楼层平面刚度的地下室顶板才能作为上部结构的嵌固端

上部结构以地下室顶板为嵌固端,既保证上部结构的地震剪力通过地下室顶板传递到全部地下室结构,同时也保证上部结构在地震作用下的结构变形是以地下室顶板为参照原点,这是结构整体分析的需要,也是人们对结构实际变形的期望。为了满足成为上部结构的嵌固端的要求,规范有原则性的定量规定:/地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的两倍0,具体的定性和定量规定则有:/顶板不能开设大洞口,并应采用现浇梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜小于C300等,这是高层建筑对确定计算简图大前提的规定,此条的重要性涉及到结构计算分析结果的可靠性和准确性。

81多、高层建筑采用单独柱基或单柱单桩基础,应沿两个主轴方向设置具有足够刚度的基础系梁单独柱基或单柱单桩基础虽然受周边土(砂)层的

侧限约束,但土(砂)层毕竟存在不均匀性,如有侧向力作用,其侧向压缩变形比起钢筋混凝土基础来说要大得多。在房屋基础设计假设中,各个基础之间是不允许出现相对位移的,在柱端弯矩作用下,对基础的转动也必须加以严格限制。为了达到上述两个条件以满足上部结构的嵌固端假设,单独柱基或单柱单桩基础在其两主轴方向都必须设置刚度(包括竖向刚度和侧向刚度)较大的基础系梁。这是刚度理论贯穿于房屋基础设计中的典型例子。

三、刚度理论在整体结构和构件设计中的体现在结构体系的确定过程以及单一构件的设计中,无时不体现刚度理论在其中所起的指导作用。也只有在结构设计全过程中紧紧抓住刚度这一重要概念,才能把结构设计做到既保证结构安全且安全度掌握得合适,同时又达到经济合理的理想境界。而要达到这种境界,仅依靠结构专业本身或到了最后进入施工图设计阶段才来运用结构刚度理论是远远不够的。在设计的初始阶段,包括建筑方案和初步设计阶段,就要将结构刚度理论应用在其中,这个阶段,要求建筑师也必须具有结构刚度理论概念。/先天不足后天再补0就很难设计出建筑与结构相统一的佳品,尤其是高层和超高层建筑以及非高层的抗震建筑。然而,只要参加工程设计的结构工程师有强烈的刚度理论观念,在工作中又积极主动地配合建筑师的创作,则能创造出建筑与结构结合较为完美的作品。

下面列举刚度理论在整体结构、单一构件设计以及构件相互作用中的体现,有助于提高结构设计人员对刚度理论的感性认识。

11结构体系的演变体现对结构整体刚度的要求以钢筋混凝土结构为例,随着建筑高度的不断增加,或抗风、抗震级别的提高,结构体系由纯框架结构开始,逐步演变出框-剪、剪力墙、筒体-框架、筒中筒、束筒结构,也就是随着结构层数越来越多、承受的风荷载越来越大,地震反应越强烈,对结构的整体刚度的要求就越高,因此就产生了整体刚度越来越大的结构体系(见图1)。

图1 结构体系的演变

21长宽比、高宽比的限值体现高层建筑对结构宏观刚度的要求

高层建筑对结构单元平面的长宽比A /B 、竖向的

高宽比H /B 均有所限制,其表象是对高层建筑体形尺寸(宏观的三维空间尺寸)的限制,实质上是对结构整

体刚度的宏观控制(包括整体刚度的大小以及整体刚度的均衡),以求在建筑方案设计阶段所构思的建筑雏形为日后的结构设计提供可行的大前提,并尽可能为取得合理的效果创造条件(见图2)

图2 长宽比及高宽比

图3 连体结构

31连体高层建筑的产生实质是结构对整体刚度的需要

人们通常以为连体高层建筑的出现仅仅是一种新建筑风格的展示,其实不尽然。实质上是单塔高层建筑的高宽比过大、刚度太弱,而设计者(有时也包括投资者)不想或不可能通过降低高度和增加宽度来提高结构的整体刚度,而是借助于两座塔楼之间的某部分连接,使/孤单0的单塔楼互相傍靠而形成刚度很大的一个整体,因而就产生了连体高层建筑,聪明的建筑师巧妙地利用了这一结构特性创造出了一种新的高层建筑风格(见图3)。当然连体结构主要起结构稳定的作用,由于其连体部位局部刚度大了,会造成结构整体竖向刚度的不均匀,受力更复杂,震害加剧,结构分析需更详尽。从抗震角度衡量,它并非理想的建筑体型。

41刚度理论在板式构件中的体现

(1)矩形平面的楼板按其两向刚度比划分单向板和双向板 计算四边支承的楼板,首先根据其两个方向的板跨度决定板型:当l 2/l 1\2时,板上荷载大部分沿板的短方向传递,故按单向板计算;当l 2/l 1<2时,板上荷载沿双向传递,故必须按双向板计算。其划分原则表面以板的长短边比例作为界限,实质上是因荷载的传递方式取决于板的两个方向刚度比值,两方向的刚度相等或相近,荷载沿双向传递,相差悬殊时则为单向传递,且沿着刚度大的方向传递,即实际上是根据板的纵向与横向刚度比例划分单、双向板(见图4)。

(2)楼板边界条件取决于与相邻板的刚度比 按弹性理论计算楼板时,其支座边界条件通常是这样确定的:邻边有楼板时则假定为固定端,邻边无楼板(边跨或相邻为孔洞的情况)则假定为简支边。如果严格按刚度理论,即以相邻构件刚度的相对比值确定边界条件时,则有些例外的情况,比如当双向板为整间大楼板(即板厚度较大),而邻边为小跨度板(即板厚度较

小),由于两者的刚度相差过于悬殊,往往就不宜以固

定端对待(对于小跨度板来说,当然是固定端)。又如支承端跨板的边梁为宽扁梁或近乎深梁,由于边梁的抗扭刚度甚大,此时的边梁又可作为楼板的固定端(见图5)

。实际配筋构造要求应与计算假定相一致。

图4 板的长宽比

图5 板的边界条件

图6 地下室侧壁受力简图

(3)地下室侧壁两向刚度比决定其计算简图 地下室侧壁承受的荷载形式(土压力及水压力等)与水平放置的楼板虽有不同,但其计算简图仍取决于其周边的支承情况及由壁板两向刚度比区分为单向板或双向板。设夹壁柱之间的距离为L ,层高为h ,当L /h \2时按单向板计算,反之按双向板算(见图6)。

51刚度理论在梁构件中的体现

(1)多跨次梁计算简图的成立有赖于支座处的主梁刚度足够大 楼盖中的多跨连续次梁计算简图的确定,其前提是支承次梁的支座)))主梁(框架梁)的刚度远大于次梁,可以成为次梁的/不沉降0支点,否则,计算所得的次梁内力因未考虑支座的/沉陷0而没有反映其实际受力状态(见图7),有经验的结构工程师在次梁的配筋量及配筋方式上会给予一定的考虑,而不是绝对地按照计算结果来配筋。

(2)有相当刚度的楼层封口梁会改变传力路径 如图8所示,原设计意图是将楼层封口梁支承在框架悬臂梁及楼层悬臂梁上,两种悬臂梁平分外挑部分的荷载。而事实上由于封口梁的刚度一般都较大,加上楼层悬臂梁的刚度可能小于框架悬臂梁,结果使得封口梁的荷载大部分直接传给框架悬臂梁。这样,框架悬臂梁由于配筋少而潜伏危险(见图8)。

(3)交叉梁系的传力关系遵循刚度理论 交叉梁系的荷载传递方式取决于两个方向梁的线刚度比值。当两向梁的跨度相同或接近时(即其线刚度比值近似为1),荷载由两向梁共同承担;当两向梁的跨度相差悬殊时(即其线刚度相差较大),荷载为单向传递,荷载最终基本上由线刚度大的梁承担,结构形式虽为交叉梁系,实质上已变成主次梁系(见图9)。

(4)建筑角部边梁按刚度大小分担荷载 楼层角

部相交边梁,其截面尺寸一般都相同。当l 2=l 1(即线刚度相等),则为双向双悬臂梁关系,平分板上传来的荷载;如l 2X l 1(即线刚度不相同),则可看作主次梁关系(长跨的为次梁,短跨的为主梁)。当然,当l 2与l 1相差不很大的情况下,长跨的梁仍有悬臂受力成分(见图10)。实际设计中,为了安全起见,通常须按两种支承关系验算并作配筋调整:双悬臂时,有意加强长向梁底筋;主次梁时,有意加强长向梁的面筋。

(5)井字梁系的两向梁内力按其线刚度分配 矩形平面的井字梁楼盖,正交正放时由于短向梁的线刚度大,产生的内力较大,长向梁的截面虽与短向梁相同,但由于其线刚度小,故产生的内力也小。当A /B \115时,为了使两向梁受力均匀,产生的内力相近,此时不宜布置成正交正放形式而应该采用斜放井字梁形式(见图11)。

(6)构造加腋梁与变截面梁的区别在于刚度是否突变 构造加腋梁由于对其加腋尺寸有所限制,使得其轴线上各处的绝对刚度(EI )相差不很大,计算时仍可按等截面梁看待;如加腋尺寸超出限值则必须按变截面梁进行计算(见图12)

图7 连续次梁计算简图

图8 外悬臂支承边梁

图9 交叉梁系

图10 相交悬臂梁

图11 井字梁系

图12 加腋梁

61刚度理论在柱构件中的体现

在框架结构柱构件的布置中,柱子截面高宽比的不同取值或者说截面尺寸不同的摆向将在两个主轴方向产生很大的刚度差异(当然结构的侧向刚度还与两方向的梁截面尺寸有关),结构设计中完全可以,而且有必要利用这一特征来调整结构两向刚度的均衡。例如,在建筑平面尺寸A U B 的结构中,由于两向的跨数及跨度接近,此时柱子就应以h/b U 1布置;而在长方

形的建筑平面中,由于两向的侧向刚度有差异,为了弥补B 方向(短方向)的刚度不足,此时柱子就应以h/b 较大值布置,且应以h 向平行于B 方向(见图13),而绝不能与其相反,否则将加剧两向结构整体刚度的差距,既不利于结构的抗风也不利于结构的抗震。

尤其在高层建筑的框架-筒体和外框筒-核心筒(筒中筒)结构中,前者的侧向刚度由各榀框架-剪力墙构成,故外框架柱的h 向应平行于框架的计算方向;而后者的侧向刚度由外框筒的腹板框架构成,故其外围柱的h 方向应平行于腹板框架方向(见图14)。这是柱子截面尺寸在不同的结构平面及不同的结构体系中取值(或曰摆向),以取得更合理的结构整体刚度的典型例子。

71刚度理论在剪力墙构件中的体现

剪力墙和柱同属结构的竖向构件,但剪力墙在其平面内的刚度远远大于柱,因此在结构布置中,当有剪力墙构件时,剪力墙的截面尺寸、数量、位置和形状等对结构的刚度的影响举足轻重,刚度理论在其中的体现更是十分突出。从早期的墙率(单位建筑面积中剪力墙截面积)探讨,到以刚度为计算参数的剪力墙最低数量的各种各样的简化公式的展示,无不从刚度角度出发,探索剪力墙合理数量的规律。所谓合理数量,一是指剪力墙不能太少,少到不足以抵抗风力或地震作用是结构设计所不允许的;二是指剪力墙不宜太多,即结构刚度不宜太大,否则对抗震反而不利,而且会造成结构造价的上升,是属于不适宜或不合理的结构设计。不论是前者或后者,

都涉及到刚度理论问题。

图13 柱截面在不同平面中的摆向

(1)横纵向剪力墙连成T ,L 形甚至闭合筒体,其刚度要比各自分散的剪力墙大 横向、纵向分散的剪力墙,一个方向的刚度仅由该方向的剪力墙提供,而横向与纵向相连的剪力墙,一个方向的刚度由该方向的剪力墙及与之相连的翼缘共同提供,两者的刚度大小有时可差几倍。相同横截面积(即消耗的材料相同)形成的剪力墙,刚度大的自然比刚度小的要好,这是一个非常明显的道理。除此之外,横向纵向剪力墙相连还增加结构的稳定性,提高结构的抗震延性。

(2)框-剪结构中的剪力墙宜设置在墙面不需要开大洞口的位置,以便形成刚度较大的抗侧力构件 框架-剪力墙结构中的剪力墙,其片数总是有限的。为了

使其起到主要抗侧力构件的作用,每片剪力墙都需要具有一定的刚度,如剪力墙开大洞口,则其刚度大大地被削弱,这将与设置剪力墙的初衷相违背,因此宜将剪力墙设置在不需要开大洞口的位置上,这是从刚度理论出发对框架-剪力墙结构中剪力墙最佳位置选择的

一个基本原则。

图14 柱截面在不同结构

体系中的摆向

(3)刚度过大的较长剪力墙,宜开设洞口将其分为多肢剪力墙 较长的剪力墙由于墙的高度与墙宽之比减小,平面内刚度相当大,地震时易遭受剪切破坏,

而在抗震原则中,应做到/强剪弱弯0,结构构件的剪切破坏是要避免的。为了达到此目的,需将较长剪力墙通过开设洞口,分成较均匀的若干墙段,即将刚度很大的单肢墙通过开洞口变成双肢或多肢墙,使各墙段的高宽比大于2,避免剪切破坏,提高其变形能力。这是合理控制剪力墙刚度的一个例子。

81刚度理论在构件相互作用中的体现

荷载的传递使构件产生的内力与相连构件的线刚度有关。在相同力作用下,刚度大的构件变形就小,或者,相连接的构件在一个共同力作用下,刚度大的构件产生的内力就大。由于刚度在其中起很重要的作用,因此在结构设计中就有许多有关刚度方面的考虑。

(1)梁与楼板相连,使梁的刚度增大,而梁的刚度则决定了板的边界条件 现浇钢筋混凝土结构,楼板的存在使梁截面由矩形变为T 形或倒L 形,不仅使梁增强了抗弯刚度而且也增强了抗扭刚度。结构计算中,区分中跨梁及边跨梁的刚度增大系数正是这个道理;而梁的抗扭刚度大小则决定了板的边界条件,直接影响板跨中的弯矩及挠度,即梁的抗扭刚度大则板跨

中的弯矩及挠度就小,相反则大。当楼板的边界为边梁(或洞口梁)时,一般的计算将板在该支承边假设为简支,但当边梁为宽扁梁或深梁(或跨高比较小)时,由于其抗扭刚度很大,如完全按所假设的简支端来配筋,

对该边界板支座来说往往是不合适的。

图15 楼层节点

图16 顶层节点

(2)梁与柱相连,节点处的弯矩按梁柱的线刚度比分配 框架节点的梁柱杆件所承受的弯矩按杆件自身

线刚度所占比例来分配(图15,16),楼层节点如此,顶层节点也如此。对于梁柱杆件所承受的弯矩值大小来说,由于边节点参与弯矩分配的杆件数少于中节点,因此边节点杆件产生的弯矩通常比中节点的要大,尤其是顶层边节点,这就是设计中顶层柱及顶层框架梁端部配筋需要较多的原因所在。

(3)框-剪结构中柱墙总和的刚度比大小决定了对框架受力的特别考虑 对框架-剪力墙结构中的框架部分需特别考虑两方面:其一,当剪力墙刚度偏小而使框架受力过大时,应提高框架部分的抗震级别,故规范中有/在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定0的规定;其二,当剪力墙的刚度过大而使框架受力过小也需将框架部分给予加强,故规范中有/任一层框架部分的地震剪力不应小于结构底部总地震剪力的20%和按结构整体分析中框架部分各楼层地震剪力最大值的115倍二者的较小值0的规定。前一种情况,框架在其中是主要抗侧力构件,必须保证其各方面的承载能力;后一种情况,由于柱的侧向刚度远小于剪力墙的侧向刚度,框架是抗震的第二道防线,为了不使框架部分过早地出现塑性变形,也必须给予它抵抗地震作用的一定能力。上述两种情况都考虑了加强框架-剪力墙结构中的框架部分,其中的定量规定都是以剪力墙部分的刚度在整体结构中占多少比例的原则来确定的。

此外,正是由于柱的侧向刚度远小于剪力墙,竖向

构件中的柱、墙分界线以其截面尺寸的高宽比来划分:h/b [4划分为柱,h/b >4划分为墙(单肢)。柱为双

向压弯构件,而墙由于两向刚度相差极大(16倍以上),故只考虑墙纵向(即平面内)的刚度而忽视其横向(即平面外)的刚度。

(4)抗震墙与楼盖相连,楼盖刚度影响了抗震墙的发挥,而纵向抗震墙刚度过大会约束楼层的变形 楼盖刚度影响抗震墙的发挥最典型的结构是多层砌体房屋和多层及高层剪力墙结构。由于抗震墙所承受的水平剪力是通过楼盖的传递来实现的,故对楼盖的刚度要有一定的要求。从宏观上衡量,作为楼盖支承点的抗震墙的间距必须有所限制,因抗震墙的间距直接影响楼盖的平面刚度,抗震墙间距过大,楼盖可能变成弹性的,会使抗震墙受力不均,影响抗震墙内力的发挥。

对于长方形平面且房屋较长的建筑,由于温度应力及楼面混凝土收缩应力对楼层的影响较敏感,此时希望抗震墙在纵长方向对楼盖的约束不要太强,否则容易在楼盖中部产生裂缝。因此规范中规定/刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间0。

四、结束语

结构设计的宗旨是保证结构安全,同时又要满足使用要求并达到经济合理。要达到这些目的,设计中围绕结构中最基本要素的/力0概念来做文章当然是正确的,但这仅是外因,只有同时将反映结构内在因素的刚度理论作为结构设计的基础,并在具体工程中加以灵活运用,才能使结构设计从必然王国进入自由王国。

某设备钢框架振动原因分析及加固处理

某化工厂氢化装置为一钢框架结构,结构平面与剖面如图1,2所示,钢材为Q235。该结构于9m 标高平台上布置一氢化反应搅拌器。钢框架的主要功能是支承该设备及其管道,并作为设备的操作平台。氢化反应搅拌器重147t,直径215m,高1315m 。该装置开车投产后,整个钢结构出现剧烈振动,

直接影响正常生产操作。

图1 标高9m 处的结构平面布置图

该钢框架梁柱截面均采用焊接H 型钢,H 型钢柱强轴方向跨度6m,为主框架方向;弱轴方向跨度5m,设人字形支撑。该结构上有两个振动源,氢化反应搅拌器的工作转速为104次/min ,电机工作转速为1480次/min 。将钢框架简化成平面模型,通过现有的结构分析软件STS 计算出结构的自振周期T =0159s,从而得出其自振频率为f =1/T =1169Hz,换算成工程频率n =1169@60=101次/min,恰恰与氢化反应搅拌器的频率n 机=104次/min 非常接近。由此可以得出初步结论,钢框架的振动是由与氢化反应搅拌器的共振引起的。

避免共振的措施有以下几种:1)在钢框架强轴方向增加一道柱间支撑,方法简单易行,效果明显;2)设置隔振器,通过减振装置减少设备对其支承结构传振,该方法需重新安装设备,调整工艺管道布置;3)改变梁柱截面,此方法比较简单,但效果不是很显著。从施工方便图2 轴 b m z 立面图(斜杆为加固支撑,断面均为2

100@80@8)

(钢框架已建成且设备管道安装完毕)、改变频率效果及工程造价三

方面比较,增加柱间支撑是最优方案,因此在钢框架强轴方向增加一片柱间支撑(见图2),并重新计算了增加柱间支撑后的钢框架的自振频率,得n =216次/min >1125n 机=130次/min,结构的自振频率完全避开了共振区。

按上述方案加固后,该框架振动现象消失,消除了工程隐患和不安全因素。

我国现行的有关动力基础设计规范都是以振幅控制为原则编制的,往往忽略对频率的控制。在缺少设备制造厂动力资料的情况下,常常以静力荷载乘以动力系数的方法代替动力计算,框架结构的自振频率一般在1~215Hz 左右,容易与低频设备产生共振,故对此类结构的设计应特别注意,必要时可采取隔振措施防止发生共振。(中油工程设计公司东北分公司孙新 马惠)

结构设计原理课后题答案8—20

8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分?它们的特点与破坏特征各有何不同? 答:当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况,否则为大偏心受拉。小偏心情况下,构件破坏前混凝土已全部裂通,拉力完全由钢筋承担;大偏心情况下,裂缝不会贯通整个截面,裂缝开展很大,受压区混凝土被压碎。 8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求? 答:规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算,而大偏心受拉构件 一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh 0计算,他们的值都不应小于45f td /f sd ,同时不小于0.2. 9-1对于钢筋混凝土构件,为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算?与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处? 答:因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外,还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性,而达不到结构正常使用要求。不同点:○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合,汽车荷载不计冲击系数。 9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面? 答: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。 9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些? 答:作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。 9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些?混凝土结构耐久性设计应考虑什么? 答:混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝 12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力?预应力混凝土的主要优点是什么?其基本原理是什么? 答:所谓预应力混凝土,就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 对构件施加预应力原因:使之建立一种人为的应力状态,这种应力的大小和分布规律,能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力,因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂,或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。 基本原理:由于预先给混凝土梁施加了预压应力,使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消,因而可避免混凝土出现裂缝,混凝土梁可以全截面参加工作,这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能,而且可以达到充分利用高强钢材的目的。 12-2什么是预应力度?《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类? 预应力度:由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类:○1全预应力混凝土构件—在作用(荷载)短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力(不得消压)○2部分预应力混凝土构件—在作用(荷载)短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件 12-4什么是先张法?答:先张法,即先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法。 12-5什么是后张法?答:后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。 13.3何谓预应力损失?何谓张拉控制应力?张拉控制应力的高低对构件有何影响? 答:预应力损失:预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象 张拉控制应力:指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。影响:张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的

混凝土结构设计原理模拟试题套含复习资料详解

《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一.选择题(1分×10=10分) 1.混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是( B )。 A .150×150×150; B .150×150×300; C .200×200×400; D .150×150×400; 2.受弯构件斜截面承载力计算中,通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止( A )。 A .斜压破坏; B .斜拉破坏; C .剪压破坏; D .弯曲破坏; 3.《混凝土结构设计规范》规定,预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于( B )。 A .C20; B .C30; C .C35; D .C40; 4.预应力混凝土先张法构件中,混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为( C )。 A .21l l σσ+; B .321l l l σσσ++; C .4321l l l l σσσσ+++; D .54321l l l l l σσσσσ++++; 5.普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为( C )。 A .一级; B .二级; C .三级; D .四级; 6.c c c E εσ= ' 指的是混凝土的( B )。 A .弹性模量; B .割线模量; C .切线模量; D .原点切线模量; 7.下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ ( C )。 A .两次升温法; B .采用超张拉; C .增加台座长度;

D .采用两端张拉; 8.混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计,室内正常环境属于环境类别的( A )。 A .一类; B .二类; C .三类; D .四类; 9.下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围( B )。 A .永久荷载; B .温度荷载; C .可变荷载; D .偶然荷载; 10.《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中,要求相对受压区高度ξ应满足的条件。( B )。 A .0.1≤ξ≤0.25; B .0.1≤ξ≤0.35; C .0.1≤ξ≤0.45; D .0.1≤ξ≤0.55; 二.判断题(1分×10=10分) 1.混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。( ) 2.荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。( ) 3.材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。( ) 4.设计中R M 图必须包住M 图,才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。( ) 5.箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。( ) 6.con σ张拉控制应力的确定是越大越好。( ) 7.受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。( ) 8.纵向受拉钢筋配筋率增加,截面延性系数增大。( ) 9.大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。( ) 10.轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。( ) 三.简答题(5分×8=40分) 1. 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理? 2. 什么是结构的极限状态?极限状态可分为那两类? 3. 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式 cu s y b E f εβξ?+ = 11 4. 如何保证受弯构件斜截面承载力?

《结构设计原理》试卷和答案

《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1.配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱,其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2.钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3.混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4.两根适筋梁,其受拉钢筋的配筋率不同,其余条件相同,正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的,M u大 B. 配筋率小的,M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5.钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6.其他条件相同时,钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度(指构件表面处)的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚,平均裂缝间距愈大,裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚,平均裂缝间距愈小,裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚,平均裂缝间距愈小,但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响,但保护层愈厚,裂缝宽度愈大 7.钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8.减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9.预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂,有时不允许开裂 D. 允许开裂 10.混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后,其屈服强度提高,塑性减小,弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中,应满足下列适用条件:①ξ≤ξb;②x≥2a’,其中,第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服;第②条是为了防止压筋达不到抗

钢结构设计原理复习题及参考答案[1]

2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题: 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁,翼缘的局部稳定常采用的方法来保证,而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于,也不得小于;侧面角焊缝承受静载时,其计算长 度不宜大于。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看,纯弯曲的弯矩图为,均布荷载的弯矩图为,跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同,直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件,型钢截面可分为和;组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 二、问答题: 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义? 2.焊缝可能存在哪些缺陷? 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标?分别由什么试验确定?

5.什么是钢材的疲劳? 6.选用钢材通常应考虑哪些因素? 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响? 8.焊缝的质量级别有几级?各有哪些具体检验要求? 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接,在抗剪连接中,它们的传力方式和破坏形式有何不同? 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,对虚轴为什么要采用换算长细比? 11.轴心压杆有哪些屈曲形式? 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同? 13.在抗剪连接中,普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同? 14.钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点? 15.对接焊缝的构造有哪些要求? 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的?焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些? 17.什么叫钢梁丧失整体稳定?影响钢梁整体稳定的主要因素是什么?提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么? 18.角焊缝的计算假定是什么?角焊缝有哪些主要构造要求? 19.螺栓的排列有哪些构造要求? 20.什么叫钢梁丧失局部稳定?怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定? 三、计算题: 1.一简支梁跨长为5.5m,在梁上翼缘承受均布静力荷载作用,恒载标准值为10.2kN/m(不包括梁自 重),活载标准值为25kN/m,假定梁的受压翼缘有可靠侧向支撑。梁的截面选用I36a轧制型钢,其几何性质为:W x=875cm3,t w=10mm,I / S=30.7cm,自重为59.9kg/m,截面塑性发展系数 x=1.05。 钢材为Q235,抗弯强度设计值为215N/mm2,抗剪强度设计值为125 N/mm2。试对此梁进行强度验算并指明计算位置。(恒载分项系数γG=1.2,活载分项系数γQ=1.4)

混凝土结构设计原理 课件及试题7

第七章 受扭构件扭曲截面承载力 本章的意义和内容:扭转是结构构件受力的一种基本形式。构件截面受有扭矩,或者截面所受的剪力合力不通过构件截面的弯曲中心,截面就要受扭。通过本章的学习,掌握如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁,雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯等计算具有实际意义。本章的主要内容包括受扭构件的试验研究,纯扭构件的扭曲截面承载力计算,弯剪扭构件的承载力计算,受扭构件的配筋构造要求。 本章习题内容主要涉及:矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。纯扭、压扭、弯剪扭构件的配筋计算。 一.概 念 题 (一)填空题 1.无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用下的破坏,首先在其___________中点最薄弱处产生一条斜裂缝,然后向两边延伸,形成____________开裂、_____________受压的一个空间扭曲的斜裂缝,其破坏性质属于_____________。 2.通过对钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力的分析可知,抗扭纵筋一般应沿截面周边-____________布置。 3.剪扭相关性体现了由于扭矩的存在,截面的抗剪承载力_________;由于剪力的存在,截面的抗扭承载力_________。 4.钢筋混凝土受扭构件根据所配箍筋和纵筋数量的多少,构件的破坏有四种类型,即________、________、________、________。其中当________和_______时,钢筋强度能充分或基本充分利用,破坏具有较好的塑性性质。 5.为了使抗扭纵筋和箍筋的应力在构件受扭破坏时均能达到屈服强度,纵筋与箍筋的配筋强度比值应满足条件________,最佳比为________。 6.________模型是钢筋混凝土纯扭构件受力机理的一种概括。由于这种模型未考虑出现裂缝后混凝土截面部分的抗扭作用,因而与试验结果存在一定差异。 7.在压弯扭构件中,轴向压力值在一定范围内,对构件的受扭和受剪承载力影响是________。 (二)选择题 1. 钢筋混凝土纯扭构件,受扭纵筋和箍筋的配筋强度比为7160..≤≤ζ,当构件破坏时, [ ]。 a 、纵筋和箍筋都能达到屈服强度; b 、仅纵筋达到屈服强度; c 、仅箍筋达到屈服强度; d 、纵筋和箍筋都不能达到屈服强度。 2.在设计钢筋混凝土受扭构件时,按照《混凝土结构设计规范》的要求,其受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比ζ应[ ]。 a 、>2.0; b 、<0.5; c 、不受限制; d 、 在0.6~1.7之间。 3.《混凝土规范》对于剪扭构件所采用的计算模式是[ ] a 、混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系; b 、混凝土承载力及钢筋承载力都不考虑相关关系; c 、混凝土承载力不考虑相关关系,钢筋承载力考虑相关关系; d 、混凝土承载力考虑相关关系,钢筋承载力不考虑相关关系; 4.钢筋混凝土T 形和I 形截面剪扭构件可划分成矩形块计算,此时[ ]。

结构设计原理课后习题答案(第三版)

结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么? 混凝土梁得受拉能力很弱,当荷载超过c f 时,混凝土受拉区退出工作,受拉 区钢筋承担全部荷载,直到达到钢筋得屈服强度。因此,钢筋混凝土梁得承载能 力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词: 混凝土立方体抗压强度:以边长为150mm 得混凝土立方体为标准试件,在规定温 度与湿度下养护28天,依照标准制作方法,标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度:采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件,在规定温 度与湿度下养护28天,依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度:采用100*100*150得棱柱体作为标准试件,可在两端预埋钢筋, 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时,此时得平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度:采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验,按照规定得试验方法操作,按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—应变曲线有何特点?影响混凝土轴心受压应力—应 变曲线有哪几个因素? 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ,下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线;0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 之后,塑性变形 显著增大,曲线斜率急速减小,fc 点时趋近于零,之后曲线下降较陡。D 点之后, 曲线趋于平缓。 因素:混凝土强度,应变速率,测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变?影响徐变有哪些主要原因? 在荷载得长期作用下,混凝土得变形随时间增长,即在应力不变得情况下, 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素:混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小,加载时龄期,混 凝土结构组成与配合比,养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形,两者有与不同之处? 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长,收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象,就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点?《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别?强度等级代号分别就是什么? 答:屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段:弹性阶段,屈服阶段,强化阶 段,破坏阶段 按屈服强度分为:235MPa ,300MPa ,335MPa ,400MPa ,500MPa 代号:HPB235(R235),HRB335,HRB400,RRB400(KL400) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度?为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施? (1)由于变形差(滑移)沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 (2)在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = (3)主要措施:提高混凝土强度,调整钢筋布置位置,调整钢筋间距,增加保

钢结构设计原理练习题参考答案

钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中,失效概率P f 与可靠指标β的关系为( B )。 A 、P f 越大,β越大,结构可靠性越差 B 、P f 越大,β越小,结构可靠性越差 C 、P f 越大,β越小,结构越可靠 D 、P f 越大,β越大,结构越可靠 2、若结构是失效的,则结构的功能函数应满足( A ) A 、0Z C 、0≥Z D 、0=Z 3、钢结构具有塑性韧性好的特点,则主要用于( A )。 A .直接承受动力荷载作用的结构 B .大跨度结构 C .高耸结构和高层建筑 D .轻型钢结构 4、在重型工业厂房中,采用钢结构是因为它具有( C )的特点。 A .匀质等向体、塑性和韧性好 B .匀质等向体、轻质高强 C .轻质高强、塑性和韧性好 D .可焊性、耐热性好 5、当结构所受荷载的标准值为:永久荷载k G q ,且只有一个可变荷载k Q q ,则荷载的设 计值为( D )。 A .k G q +k Q q B .1.2(k G q +k Q q ) C .1.4(k G q +k Q q ) D .1.2k G q +1.4k Q q 6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏,这是由于钢材具有( A )。 A .良好的塑性 B .良好的韧性 C .均匀的内部组织 D .良好的弹性 7、钢结构的主要缺点是( C )。 A 、结构的重量大 B 、造价高 C 、易腐蚀、不耐火 D 、施工困难多

8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构(B) A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指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。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点:1)______强度高、自重轻__________、2)_____塑性、韧性好_______________,3)______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求,结构的极限状态可分为下列两类:__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时,相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比,具有哪些特点? 2、钢结构采用什么设计方法?其原则是什么? 3、两种极限状态指的是什么?其内容有哪些? 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中,各符号的意义? 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下,强度(A),塑性(B),冲击韧性(B)。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是(A)。

混凝土结构设计原理考试试卷B

混凝土结构设计原理考试试卷 (20 07 至20 08 学年第 二 学期 期末)(B 卷) 一、选择:(每小题2分,共24分) 1. 在混凝土应力—应变关系曲线中,( )作为混凝土棱柱体抗压强度f c 。 A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点 2. c c c E εσ='的是混凝土的(B )。 A. 弹性模量; B. 割线模量; C. 切线模量; D. 原点切线模量; 3. 剪扭构件的承载力计算公式中( ) A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性,钢筋则没考虑; B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性; C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性; D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性,钢筋考虑了; 4.条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后,其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比( ) A. 仅在x>2a'的情况下提高; B. 仅在x<2a'的情况下提高; C. 不一定提高; D. 肯定提高; 5. T、I形截面剪扭构件可分成矩形块计算,此时( ) A. 由各矩形块分担剪力; B. 剪力全由腹板承担; C. 剪力、扭矩全由腹板承担; D. 扭矩全由腹板承担; 6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x ≤ξb h o 时,表明( ) A. 拉筋不屈服,压筋屈服; B. 拉筋屈服,压筋不屈服; C. 拉压筋均不屈服; D. 拉压钢筋均屈服; 7.小偏心受压构件破坏的主要特征是( )。 A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服,然后压区混凝土压坏 B. 受拉钢筋先屈服,压区混凝土后压坏 C. 压区混凝土压坏,然后受压钢筋受压屈服 D. 压区混凝土压坏,距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服 8.钢筋混凝土轴心受拉构件中,钢筋的级别及配筋率一定时,为减少裂缝的平均宽度m W ,应尽量采用( )。 A. 直径较小的钢筋 B. 直径较大的钢筋 C. 提高混凝土强度等级 D. 多种直径的钢筋 9. 钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( C )。

钢结构设计原理练习题答案

钢结构原理与设计练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中,失效概率P f 与可靠指标β的关系为( B )。 A 、P f 越大,β越大,结构可靠性越差 B 、P f 越大,β越小,结构可靠性越差 C 、P f 越大,β越小,结构越可靠 D 、P f 越大,β越大,结构越可靠 2、若结构是失效的,则结构的功能函数应满足( A ) A 、0Z C 、0≥Z D 、0=Z 3、钢结构具有塑性韧性好的特点,则主要用于( A )。 A .直接承受动力荷载作用的结构 B .大跨度结构 C .高耸结构和高层建筑 D .轻型钢结构 4、在重型工业厂房中,采用钢结构是因为它具有( C )的特点。 A .匀质等向体、塑性和韧性好 B .匀质等向体、轻质高强 C .轻质高强、塑性和韧性好 D .可焊性、耐热性好 5、当结构所受荷载的标准值为:永久荷载k G q ,且只有一个可变荷载k Q q ,则荷载的设 计值为( D )。 A .k G q +k Q q B .1.2(k G q +k Q q ) C .1.4(k G q +k Q q ) D .1.2k G q +1.4k Q q 6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏,这是由于钢材具有( A )。 A .良好的塑性 B .良好的韧性 C .均匀的内部组织 D .良好的弹性 7、钢结构的主要缺点是( C )。 A 、结构的重量大 B 、造价高 C 、易腐蚀、不耐火 D 、施工困难多

8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构(B) A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指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。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点:1)______强度高、自重轻__________、2)_____塑性、韧性好_______________,3)______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求,结构的极限状态可分为下列两类:__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时,相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比,具有哪些特点? 2、钢结构采用什么设计方法?其原则是什么? 3、两种极限状态指的是什么?其内容有哪些? 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中,各符号的意义? 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下,强度(A),塑性(B),冲击韧性(B)。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是(A)。

中南大学混凝土结构设计原理考试试题及答案

中南大学考试试卷2009 -- 2010 学年二学期时间120分钟 混凝土结构设计原理(二)课程24 学时学分考试形式:卷专业年级:土木工程2007级总分100分,占总评成绩70 % 注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上 一、填空题(每空1分,共计26分) 1. 先张法和后张法对混凝土构件施加预应力的途径不同,先张法通过(预应力筋与混凝土间的黏结力)施加预应力,后张法则通过(锚具)施加预应力。 2. 按照预应力筋与混凝土的粘结程度分,预应力混凝土构件分为(有粘结)预应力混凝土构件和(无粘结)预应力混凝土构件。 3. 预应力混凝土中所用的锚具种类很多,但按照传力方式分,主要可分为:(摩擦型)、(粘结型)和(承压型)三类。 4. 在其他条件相同的情况下,由于预应力构件中建立的有效预压应力 pcⅡ高低不同,使用阶段先张法构件的消压荷载N0和开裂荷载N cr均(小于)后张法构件,但先张法构件的极限承载力(等于)后张法构件的极限承载力。(填“大于”、“小于”或“等于”)。 5. 预应力混凝土轴拉构件及受弯构件正截面承载力计算均是以(构件破坏)时的受力状态为计算依据,计算方法和步骤均类似于普通钢筋混凝土构件。 6. 铁路桥涵中普通钢筋混凝土铁路桥梁按(容许应力)法计算,预应力混凝土铁路桥梁按(破坏阶段)法计算。 7. 铁路桥涵钢筋混凝土受弯构件的计算是以应力阶段(Ⅱ)的应力状态为依据,但轴心受压构件的计算则以(破坏)阶段的截面应力状态为依据,但形式上按容许应力法表达。 8. 根据《铁路钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB1002.3-2005),普通钢筋混凝土单筋矩形截面梁的受压区高度完全取决于截面尺寸、材料及(配筋率),而与荷载弯矩无关。

钢结构设计原理习题及参考答案

钢结构设计原理习题及参考答案1 单项选择题 1.焊接组合梁截面高度h是根据多方面因素确定的,下面哪一项不属于主要影响因素?() A、最大高度 B、最小高度 C、等强高度 D、经济高度答案:C 2.焊接的优点不包括()。 A、直接连接方便简单 B、节省材料 C、结构刚度大,提高焊接质量 D、最大化体现钢材料性能答案:D 3.轴心压杆计算时满足()的要求。 A、强度,刚度 B、强度,刚度,整体稳定 C、强度,整体稳定,局部稳定 D、强度,整体稳定,局部稳定,刚度答案:D 4.对关于钢结构的特点叙述错误的是()。 A、建筑钢材的塑形和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差 C、钢材具有良好的耐热性和防火性 D、钢结构更适合于高层建筑和大跨结构 答案:C 5.轴心受压构件整体稳定的计算公式的物理意义是()。 A、截面平均应力不超过钢材强度设计值 B、截面最大应力不超过钢材强度设计值 C、截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值 D、构件轴力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值答案:D 6.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力,《钢结构设计规范》采用的准则为净截面()。 A、最大应力达到钢材屈服点 B、平均应力达到钢材屈服点 C、最大应力达到钢材抗拉强度 D、平均应力达到钢材抗拉强度答案:B 7.下面哪一项不属于钢材的机械性能指标?() 精选范本

A、屈服点 B、抗拉强度 C、伸长率 D、线胀系数答案:D 8.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时,焊条应采用()。 A.E55型 B.E50型 C.E43型 D.E60型答案:C 9.梁受固定集中荷载作用,当局部承压强度不能满足要求时,采用()是比较合理的措施。 A、加厚翼缘 B、在集中荷载作用处设置支承加劲肋 C、增加横向加劲肋的数量 D、加厚腹板答案:B 10.最大弯矩和其他条件均相同的简支梁,当()时整体稳定最差。 A、均匀弯矩作用 B、满跨均布荷载作用 C、跨中集中荷载作用 D、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用答案:A 11.不考虑腹板屈曲后强度,为保证主梁腹板的局部稳定,()。 A、需配置横向加劲肋和纵向加劲肋 B、不需要配置加劲肋 C、需设置横向加劲肋 D、需配置纵向加劲肋答案:C 12.轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是()。 A、杆长相等 B、长细比相等 C、计算长度相等 D、截面几何尺寸相等答案:B 13.钢结构压弯构件设计应该进行哪几项内容的计算()。 A、强度,弯矩作用平面内的整体稳定性,局部稳定,变形 B、弯矩作用平面内的稳定性,局部稳定,变形,长细比 C、强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性,局部稳定,变形 D、强度,强度弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性,局部稳定,长细比答案:C 1.钢梁进行刚度验算时,应按结构的正常使用极限状态计算,此时荷载应按()计。 A、折算值 B、设计值 C、标准值 D、当量值答案:C 2.钢结构对动力荷载适应性较强,是由于钢材具有()。 精选范本

结构设计原理答案

一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么? 答:1. 混凝土硬化后,钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体,从而保证在荷载作用下,钢筋和商品混凝土能变形协调,共同工作,不易失稳。 2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数,两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。 3.在钢筋的外部,应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层,钢筋包裹在混凝土之中,受到混凝土的固定和保护作用,钢筋不容易生锈,发生火灾时,不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。 4、钢筋端部有足够的锚固长度。 二、影响粘结强度的因素有哪些? 答:1,混凝土强度;粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。 2,钢筋的表面状况;如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。 3,保护层厚度和钢筋之间的净距。因此,构造规定,混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。 4,混凝土浇筑时钢筋的位置;对于梁高超过一定高度时,施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。 三、什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变的因素有哪些? 答:答: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,这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素: (1)混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小;(2)加荷时混凝土的龄期;(3)混凝土的组成成分和配合比;(4)养护及使用条件下的温度与湿度 四、什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施? 答:(1)粘结应力:变形差(相对滑移)沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力; (2)粘结强度:实际工程中,通常以拔出试验中粘结失效(钢筋被拔出,或者混凝土被劈裂)时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度; (3)主要措施:①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高,所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力;②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低,所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力;③多根钢筋并排时,可调整钢筋之间的净距来增强粘结力;④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。五、结构的可靠性与可靠度是什么? 五、结构的可靠性与可靠度是什么? 答:结构可靠性是指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。包括安全性、适用性和耐久性。 结构的可靠度是指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。

钢结构设计原理习题及答案

钢结构设计原理题库 一、单项选择题 1.下列情况中,属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2.钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3.需要进行疲劳计算条件是:直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4.焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5.应力循环特征值(应力比)ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下,下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6.与侧焊缝相比,端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7.钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8.钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9.规范规定:侧焊缝的计算长度不超过60 h f ,这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10.下列施焊方位中,操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11.有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件,与节点板焊接连接,则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k C 35.0,65.021==k k D 35.0,75.021==k k 12.轴心受力构件用侧焊缝连接,侧焊缝有效截面上的剪应力沿焊缝长度方向的分布是

四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题

四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题

《结构设计原理》模拟试题一 一.填空题(每空1分,共计20分) 1. 可靠度指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的()。其中“规定的条件”是指()、正常施工、正常使用。 2. 永久荷载的分项系数是这样取的:当其效应对结构不利时,由可变荷载控制的效应组合取1.2,由永久荷载控制的效应组合取();对结构有利时,一般取()。 3. 热轧钢筋的强度标准值系根据()确定,预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据()确定。 4. 砼徐变是指在压应力不变的情况下,()随时间增长的现象,它使受弯构件挠度和柱的附加偏心距()。 的工程意义是(); 5. 适筋梁中规定ρ≤ρ max ρ≥ρ 的工程意义是()。 min 6.影响砌体抗压强度的主要因素有块体和()

强度、块体尺寸、砂浆特性以及砌筑质量等,当采用水泥砂浆时,其抗压强度设计值应乘以调整系数()。 7.在受弯构件的正截面承载力计算时,可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线应力图形。两个图形等效的原则是()和()。 8.现行钢结构规范所示轴心受压构件的λ-?曲线是考虑初始缺陷按()理论进行计算而确定的,并根据板厚和截面形式共分为()条曲线。9. 钢筋砼受力构件的平均裂缝间距随砼保护层厚度增大而(),随纵筋配筋率增大而()。10. 先张法轴心受拉构件完成第一批损失时,混凝土的预压应力为(),完成第二批损失时,混凝土的预压应力为()。 二.单选题(每题2分,共计32分) 1.按使用功能划分的土木工程结构指以下何项? A. 承重结构、框架结构、剪力墙结构、框架-

钢结构设计原理练习题

钢结构设计原理练习题 第1章 绪论 一、选择题 1、在结构设计中,失效概率P f 与可靠指标β的关系为( B )。 A 、P f 越大,β越大,结构可靠性越差 B 、P f 越大,β越小,结构可靠性越差 C 、P f 越大,β越小,结构越可靠 D 、P f 越大,β越大,结构越可靠 2、若结构是失效的,则结构的功能函数应满足( A ) A 、0Z C 、0≥Z D 、0=Z 3、钢结构具有塑性韧性好的特点,则主要用于( A )。 A .直接承受动力荷载作用的结构 B .大跨度结构 C .高耸结构和高层建筑 D .轻型钢结构 4、在重型工业厂房中,采用钢结构是因为它具有( C )的特点。 A .匀质等向体、塑性和韧性好 B .匀质等向体、轻质高强 C .轻质高强、塑性和韧性好 D .可焊性、耐热性好 5、当结构所受荷载的标准值为:永久荷载k G q ,且只有一个可变荷载k Q q ,则荷载的设 计值为( D )。 A .k G q +k Q q B .1.2(k G q +k Q q ) C .1.4(k G q +k Q q ) D .1.2k G q +1.4k Q q 6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏,这是由于钢材具有( A )。 A .良好的塑性 B .良好的韧性 C .均匀的内部组织 D .良好的弹性 7、钢结构的主要缺点是( C )。 A 、结构的重量大 B 、造价高 C 、易腐蚀、不耐火 D 、施工困难多

8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构(B) A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 二、填空题 1、结构的可靠度是指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。 2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了最大承载力而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的最大塑性变形的情况。 3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点:1)______强度高、自重轻__________、2)_____塑性、韧性好_______________,3)______材质均匀、工作可靠性高______________。 4、正常使用极限状态的设计内容包括控制钢结构变形、控制钢结构挠曲 5、根据功能要求,结构的极限状态可分为下列两类:__承载力极限状态____ ______正常使用极限状态_____、 6、某构件当其可靠指标β减小时,相应失效概率将随之增大。 三、简答题 1、钢结构与其它材料的结构相比,具有哪些特点? 2、钢结构采用什么设计方法?其原则是什么? 3、两种极限状态指的是什么?其内容有哪些? 4、可靠性设计理论和分项系数设计公式中,各符号的意义? 5、我国在钢结构设计中采用过哪些设计方法?我国现行钢结构设计规范采用的是什么方法?与以前的方法比较有什么优点? 第2章钢结构材料 一、选择题 1、钢材在低温下,强度(A),塑性(B),冲击韧性(B)。 (A)提高(B)下降(C)不变(D)可能提高也可能下降 2、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是(A)。

2021年《混凝土结构设计原理》_模拟试题1(整理)

《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一.选择题(1分×10=10分) 1.混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是( )。 A .150×150×150; B .150×150×300; C .200×200×400; D .150×150×400; 2.受弯构件斜截面承载力计算中,通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止( )。 A .斜压破坏; B .斜拉破坏; C .剪压破坏; D .弯曲破坏; 3.《混凝土结构设计规范》规定,预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于( )。 A .C20; B .C30; C .C35; D .C40; 4.预应力混凝土先张法构件中,混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为( )。 A .21l l σσ+; B .321l l l σσσ++; C .4321l l l l σσσσ+++; D .54321l l l l l σσσσσ++++; 5.普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为( )。 A .一级; B .二级; C .三级; D .四级; 6.c c c E εσ= ' 指的是混凝土的( )。 A .弹性模量; B .割线模量; C .切线模量; D .原点切线模量; 7.下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ ( )。 A .两次升温法; B .采用超张拉; C .增加台座长度;

D .采用两端张拉; 8.混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计,室内正常环境属于环境类别的( )。 A .一类; B .二类; C .三类; D .四类; 9.下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围( )。 A .永久荷载; B .温度荷载; C .可变荷载; D .偶然荷载; 10.《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中,要求相对受压区高度ξ应满足的条件。( )。 A .0.1≤ξ≤0.25; B .0.1≤ξ≤0.35; C .0.1≤ξ≤0.45; D .0.1≤ξ≤0.55; 二.判断题(1分×10=10分) 1.混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。( ) 2.荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。( ) 3.材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。( ) 4.设计中R M 图必须包住M 图,才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。( ) 5.箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。( ) 6.con σ张拉控制应力的确定是越大越好。( ) 7.受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。( ) 8.纵向受拉钢筋配筋率增加,截面延性系数增大。( ) 9.大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。( ) 10.轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。( ) 三.简答题(5分×8=40分) 1. 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理? 2. 什么是结构的极限状态?极限状态可分为那两类? 3. 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式 cu s y b E f εβξ?+ = 11 4. 如何保证受弯构件斜截面承载力?

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