钢筋混凝土结构设计

这是一篇关于钢筋混凝土结构设计的思维导图，主要内容包括：名词解释，解答题。内容丰富，要点梳理，结构清晰，非常值得学习！让你事半功倍，学习更高效！

钢筋混凝土结构设计

• 名词解释
  • 混凝土立方体抗压强度
    • 是边长为150mm的标准立方体试件在标准条件下养护28天后，以标准试验方法，测得混凝土抗压强度。
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  • 单筋梁
    • 是只在受拉区配置受力钢筋的梁。
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  • 大偏心受拉
    • 是轴向拉力N作用在和As和A's之外的情况。
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  • 永久荷载
    • 是指建筑构件的自重等，不随时间变化或变化很小荷载。
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  • 混凝土结构
    • 以混凝土为主要材料制作成的结构。
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  • 剪跨比λ
    • 等于剪跨长度与截面有效高度的比值，即a / h0。
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  • 相对受压区高度ξ
    • 是受压区高度与有效高度的比值。
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  • 结构的极限状态
    • 是指当整个结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。
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  • 超筋梁
    • 是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。破坏始自混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度，在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。
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  • 预应力混凝土
    • 是指在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力，从而改善构件受力和变形。
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  • 抵抗弯矩图
    • 是指按实际配置的纵向受力钢筋计算梁各正截面所能承受的弯矩图。
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  • 先张法
    • 是先在台座上张拉钢筋，再浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后放张的方法。
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  • 钢筋混凝土
    • 在混凝土中配置了受力钢筋的混凝土。
  • 适筋梁
    • 纵向配筋率在最大配筋率和最小配筋率范围内的梁。
• 解答题
  • 钢筋和混凝土能共同工作的原理
    • 答：钢筋和混凝土能共同工作的主要原因有：
    • （1）混凝土硬化后，钢筋和混凝土之间存在粘结力，使两者之间能传递力和变形（3分）；
    • （2）钢筋和混凝土两种材料的线膨胀系数接近，温度变化时，钢筋和混凝土的粘结力不会因两者之间过大的相对变形而破坏（3分）。
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  • 简述螺旋筋对柱正截面受压承载力提高的限制条件
    • 答：考虑螺旋筋对柱正截面受压承载力提高的限制条件有：
    • （1）长细比l / b > 1 2时，不考虑螺旋筋对柱正截面受压承载力提高；（2分）
    • （2）考虑螺旋筋所获强度不能小于没有考虑螺旋筋所获强度；（2分）
    • （3）当间接钢筋换算截面面积Ass0小于纵筋全部截面面积的25％时，可以认为间接钢筋配置得过少，套箍作用的效果不明显。（2分）
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  • 简述确定受弯构件等效矩形受压区应力图的原则
    • 答：将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足以下两个条件：
    • （1）受压区混凝土压应力合力C值的大小不变，即两个应力图形的面积应相等；（3分）
    • （2）合力C作用点位置不变，即两个应力图形的形心位置应相同。（3分）
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  • 简述大小偏心受压构件的破坏特征
    • 答：（1）大偏心受压构件破坏时，受拉区混凝土先开裂，然后受拉钢筋屈服，最后受压区钢筋达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。（3分）
    • （2）小偏心受压构件破坏时，受压区钢筋达到屈服强度，受压区混凝土达到极限变形被压碎，但距轴力较远侧的钢筋As不能屈服。（3分）
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  • 什么是大偏心受拉和小偏心受拉 简述大偏心受拉和小偏心受拉
    • 轴力N作用在As和A's之间为小偏心受拉（3分）。
    • 轴力N作用在As和A's之外为大偏心受拉（3分）
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  • 简述大小偏心受拉构件的破坏特征
    • （1）大偏心受拉构件破坏时，受拉区混凝土先开裂，然后受拉钢筋屈服，最后受压区钢筋达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。（3分）
    • （2）小偏心受拉构件破坏时，受压区钢筋达到屈服强度，受压区混凝土达到极限变形被压碎，但距轴力较远侧的钢筋As不能屈服。（3分）
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  • 预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，有哪些特点？ 预应力混凝土特点？
    • 答：（1）提高构件的抗裂性能（2分）；
    • （2）增大构件的刚度（2分）；
    • （3）充分利用高强度材料（1分）；
    • （4）扩大了构件的应用范围（1分）
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  • 简述两种超张拉的方法。
    • 第一种：0——1.03σ（con）
    • 第二种：0——1.05σ（con）—（2min）—σ（con）
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  • 附加偏心距ea的物理意义是什么？如何取值？
    • 附加偏心距ea的物理意义在于，考虑由于凝土材料本身的不均匀性、荷载偏差、施工误差等因素的影响（3分）。
    • ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1／30两者中的较大者（3分）
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  • 影响结构耐久性的主要因素有那些？
    • （1）结构工作环境（2分）；
    • （2）混凝土质量，包括水灰比，密实度、有害化学成分含量（2分）；
    • （3）混凝土保护层的最小厚度（2分）
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  • 什么是配筋率？配筋率对梁的正截面承载能力有那些影响？ 什么是叫梁截面配筋率？截面配筋率对梁的正截面承载能力有那些影响？
    • （1）配筋率是指纵向钢筋面积与梁有效截面面积的比值。（3分）
    • （2）配筋率对构件的破坏特征影响最为明显，根据配筋率大小，梁的破坏可分为少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。（3分）
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  • 简述受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏经历了哪几个阶段？
    • 适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。
    • 第I阶段-截面开裂前的阶段，荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大。（2分）
    • 第II阶段-弯截面开裂至受拉纵向钢筋开始屈服阶段，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担。（2分）
    • 第III阶段-破坏阶段，钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。（2分）
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  • 斜压破坏，剪压破坏和斜拉破坏分别采用什么方法控制？
    • （1）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制（2分）；
    • （2）剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制（2分）；
    • （3）斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制（2分）。
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  • 预应力损失包括那些？ 预应力混凝土的预应力损失包括哪些？
    • 预应力损失包括：
    • ①锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失（1分）；
    • ②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失（1分）；
    • ③预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失（1分）；
    • ④预应力钢筋松弛引起的预应力损失（1分）；
    • ⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失（1分）
    • ⑥螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失（1分）。
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  • 简述受剪构件设计的步骤？
    • （1）选择截面尺寸并进行最小截面尺寸验算（2分）；
    • （2）计算所需腹筋（箍筋和弯起钢筋）数量（2分）；
    • （3）最小配箍率验算及钢筋选择（2分）。
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  • 简述混凝土结构的优点和缺点
    • 混凝土结构的主要优点在于：取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强、耐火性优、可模性好、节约钢材、保养维护费用低。（3分）
    • 混凝土结构存在的缺点主要表现在：自重大、抗裂性差、需用大量模板、施工受季节性影响。（3分）
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  • 简述预应力损失的概念，和减少钢筋松弛的措施？
    • 预应力钢筋张拉至控制应力后，由于各种原因其应力会随时间而逐渐减少的现象为预应力损失（3分）。减少钢筋宋朝的措施有超张拉方法。（3分）