结构设计原理课程设计
1）已知设计数据及要求
钢筋混凝土简支梁全长
019.96
L m
=，计算跨径
19.50
L m
=。T形截面梁尺寸如图1所示，桥梁处
于I类环境条件，安全等级为二级，
01
γ=。
图1 20m钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位：
mm）
梁体采用C25混凝土，轴心抗压强度设计值
11.5cd f MPa
=。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设
计值280sd
f
MPa
=。
简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为 跨中截面 ,/2
1850.2d l M kN m
=，,/2
64.2d l V
kN
=
支点截面 ,0
d M =，,0
367.2d V
kN
=
先进行纵向受拉钢筋数量确定和腹筋设计。
2） 跨中截面的纵向受拉钢筋计算 （1） T 形截面梁受压翼板的有效宽度'f
b
由图1所示的受压翼板厚度的尺寸，可得受压翼板的平均厚度80140
'1102
f
h
mm +=
=。则可得
111
'19500650033
f b L mm
==?= 本题为装配式T 梁，相邻两主梁的平均间距为1600mm ，故2
'1600f b
mm
=
同时根据公式可得
3'212'18020121101500f h f b b b h mm
=++=+?+?=
故受压翼板的有效宽度为1500mm 。 （2） 钢筋数量计算
①因采用的是焊接钢筋骨架，故设
300.0730*******s a h mm =+=+=，则截面的有效高度
013001211179h mm
=-=。
②判定T 行截面类型：
0'
110
''()11.51500110(1179)2
2
2132.79(1850.2)f cd f f h f b h h kN m M kN m -
=???-
=>=
故属于第一类T 形截面。 ③求受压区高度
61850.21011.51500(1179)
2
x
x ?=?-
整理后得到，可得到2
235889850
x x -+= 解方程得合适解为95'(110)
f
x mm h
mm =<=
④求受拉钢筋面积s
A
将各已知值及95x mm =代入，可得到
2
'11.5150095
5853280
cd f s sd
f b x A mm f ??=
=
=
现选择钢筋为632616Φ+Φ，截面面积为2
6032s
A mm = 钢筋叠高层数为6层，布置如图2所示
图2 钢筋布置图（尺寸单位：mm ） 混凝土保护层厚度取3332mm d mm >=及附表中规定的
30mm ，钢筋间横向净距
180233235.842.440n S mm mm
=-?-?=>及1.25 1.253240d mm =?=。故
满足构造要求。 ⑤截面复核
已设计的受拉钢筋中，632Φ的面积为2
4826mm ，616
Φ的面积为2
1206mm ，280sd
f
MPa
=。由图2钢筋布置图
可求得s
a ，即
4826(33 1.535.8)1206(33335.8 1.518.4)
48261206
103s a mm ?+?+?+?+?=
+=
则实际有效高度为0
130********h
mm
=-=。
（1） 判定T 形截面类型
''11.51500110 1.90cd f f f b h kN m
=??=
(48261206)280 1.69sd s f A kN m
=+?=
由于''cd
f f sd s
f
b h f A >，故为第一类T 形截面。
（2） 求受压区高度x
2806032
97.9'(110)'11.51500
sd s f cd f f A x mm h mm f b ?=
==<=?
（3） 正截面抗弯承载力
可求得正截面抗弯承载力u
M 为
097.9
'()11.5150097.9(1197)
22
1938.80(1850.2)u cd f x M f b x h kN m M kN m =-=???-=>=
又min 0
6032
2.80%0.2%
1801197
s A
bh
ρρ==
=>=?
故截面复核满足要求。
综上所述可知跨中截面主筋为632616Φ+Φ，焊接骨架的钢筋层数为6层，纵向钢筋面积
2
6032s A mm =，布置如图2所示。截面有效高
度
01197h mm
=，
抗
弯承
载
力
0,/21938.801850.2u d l M kN m M kN m
γ=>=。
3） 腹筋设计 （1） 截面尺寸检查
根据构造要求，梁最底层的钢筋232Φ通过支座截面，支点截面的有效高度为
035.8
(33)12492
h h mm =-+
=。
33,00,0(0.5110(0.5110251801249573.29(367.2)
cu k d f bh kN V kN γ--?=??=>=
截面尺寸符合设计要求。 （2） 检查是否需要根据计算配置箍筋
跨中段
截
面
330(0.510)(0.510) 1.231801197132.51td f bh kN
--?=????=
支座
截
面330(0.510)(0.510) 1.231801249138.26td f bh kN
--?=????= 因30,/2
00,0(64.2)(0.510)(367.2)
d l td d V
kN f bh V kN γγ-=
图3 计算剪力分配图
在图3所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值0
0,0367.2d V
V kN
γ==，跨中处剪力计算值为
/20,/264.2l d l V V kN
γ==。
30,0(0.510)132.51x d x td V V f bh kN
γ-==?=的截面距跨中截
面的距离可由剪力包络图按比例求得，为
/210/2132.5164.2975021982367.264.2
x l l V V L l mm V V --=
?=?=--
在1
l 长度内可按构造要求布置箍筋。 同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于一倍梁高
1300h mm
=范围内，箍筋间距最大为100mm 。
距支座中心线为/2h 处的计算剪力值(')V 由剪力包络图按比例求得，为
00/2()19500367.21300(367.264.2)
'34719500
l LV h V V V kN
L --?-?-=
==
其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6'208.2V kN =；应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为
0.4'138.8V kN
=，设置弯起钢筋区段长度为
4466mm （如图3）。 （4） 箍筋设计
采用直径为8mm 的双肢箍筋，箍筋截面积
2
1
250.3100.6sv
sv A nA mm ==?=
在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等距离布置。为简便计算，设计箍筋
时，斜截面内纵筋配筋率p 及截面有效高度0
h 可近似按支座截面和跨中截面的平均
值取用，计算如下：
100p ρ
=，0
/s
A bh ρ=，当 2.5p >时取 2.5p =
跨中截面 /2
6032
100 2.80 2.5
1801197
l p
=?
=>?，取/2
2.5
l p
=，
01197h mm
=
支点截面 0
1608
1000.72
1801249
p
=?
=?，0
1249h
mm
= 则平均值分别为
2.50.72
1.612
p +=
=，
011971249
12232
h mm +=
=
箍筋间距v
S 为
2262
13,02622
(0.5610)(20.6)1 1.1(0.5610)(20.6 1.61)25100.61951801223347441cu k sv sv v p f A f bh S mm
αα--?+=
???+????=
=
确定箍筋间距v
S 的设计值尚应考虑《公路桥规》的构造要求。 若箍筋间距计算值取1
3006502
v
S
mm h mm =≤
=及
400mm ，是满足要求的。同时采用的是8Φ双肢箍筋，箍筋配筋率
100.6
0.19%0.18%180300
sv sv v A bS ρ=
==>?又满足要求。
综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm 范围内，设计箍筋间距
100v S mm
=，而后至跨中截面统一的箍筋间距取300v
S
mm
=。
（5） 弯起钢筋及斜筋设计
设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为
22
Φ，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离
'56s a mm
=。
弯起钢筋的弯起角度为45°，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间的垂直距离i
h ?。
现拟弯起N1~N5钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的i
h ?以及至支座中心距离
i
x 、分配的剪力计算值sbi
V 、所需的弯起钢筋
面积sbi
A 值列入表1
根据《公路桥规》规定，简支梁的第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时，1
h ?为
11300[(3335.8 1.5)(4325.135.80.5)]1127h mm
?=-+?+++?=
弯起钢筋的弯起角为45°，则第一排弯起钢筋（2N5）的弯起点1距支座中心距离为1127mm 。弯起钢筋与梁纵轴线交点1'距支座中心距离为
1127[1300/2(3335.8 1.5)]564mm
--+?=
对于第二排弯起钢筋，可得到
21300[(3335.8 2.5)(4325.135.80.5)]1092h mm
?=-+?+++?=
弯起钢筋（2N4）的弯起点2距支座中心距离为
21127112710922219h mm
+?=+=。
分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值2
sb V ，由比例关系计算可得到：
2
446665011274466138.8
sb V +-=
得2
123.98sb V
kN
=
其中，0.4'138.8V kN =；/2650h mm =；设置弯起钢筋区段长为4466mm 。
所需要提供的弯起钢筋截面积（2
sb A ）为
2220
1333.33()1333.33(123.98)
835sin 452800.707
sb sb sd V A mm f =
==?
第二排弯起钢筋与梁轴线交点2'距支座中心距离为
2219[1300/2(3335.8 2.5)]1692mm
--+?=
对于第三排弯起钢筋，可得到
31300[(3335.8318.40.5)(4325.118.40.5)]1073h mm
?=-+?+?+++?=
弯起钢筋（2N3）的弯起点3距支点中心距离为
32219221910733292h mm
+?=+=
分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值3
sb V ，由比例关系计算可得到 3
446665022194466138.8
sb V
+-=
得3
90.04sb V
kN
=
所需要提供的弯起钢筋截面积（3
sb A ）为
2330
1333.33()1333.33(90.04)
606sin 452800.707
sb sb sd V A mm f =
==?
第三排弯起钢筋与梁轴线交点3'距支座中心距离为
3292[1300/2(3335.8318.40.5)]2792mm
--+?+?=
对于第四排弯起钢筋，可得到
41300[(3335.8318.4 1.5)(4325.118.40.5)]1055h mm
?=-+?+?+++?=
弯起钢筋（2N4）的弯起点4距支点中心距离为
43292329210554347h mm
+?=+=
分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值4
sb V ，由比例关系计算可得到
4
446665032924466138.8
sb V +-=
得4
56.69sb V
kN
=
所需要提供的弯起钢筋截面积（4
sb A ）为
2
4401333.33()1333.33(56.69)382sin 452800.707
sb sb sd V A mm
f =
==?
第四排弯起钢筋与梁轴线交点4'距支座中心距离为
4347[1300/2(3335.8318.4 1.5)]3865mm
--+?+?=
对于第五排弯起钢筋，可得到
51300[(3335.8318.4 2.5)(4325.118.40.5)]1036h mm
?=-+?+?+++?=
弯起钢筋（2N5）的弯起点5距支点中心距离为
54347434710365383h mm
+?=+=
将上面所有数据列入表1 表1 弯起钢筋计算表
弯起点
1 2 3 4 5
()i
h mm ?
1127 1092 1073 1055 1036 距支座中心距离()i
x mm
1127
2219 3292 4347 5383
分配的计算剪力值
138.80 123.98 90.04 56.69
()
sbi V kN
需要的弯筋面积2
()sbi
A mm
935
835
606
382
可提供的弯筋面积2
()sbi
A mm
1609 (232)Φ 1609 (232)Φ 402 (216)Φ 402 (216)Φ
弯筋与梁轴交点到支座中心的距离'()c
x mm
564 1692 2792 3865
由表1可见，原拟定弯起N1钢筋的弯起点距支座中心距离为5383mm ，已大于
4466/244666505116h mm
+=+=，即在欲设置弯筋区域长度
之外，故暂不参加弯起钢筋的计算，在图4中以截断N1钢筋表示。但在实际工程中，往往不截断而是弯起，以加强钢筋骨架施工时的刚度。 按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图4。 现在按照同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求，确定弯起钢筋的弯起点位置。由已知跨中截面弯矩/2
0,/21850.2l d l M
M kN m
γ==，支点中心处
00,00
d M M γ==，按
2
,,/224(1)
d x
d l x M M L
=-做出梁的计算弯矩包络图（图4）。
图4 梁的弯矩包络图和抵抗弯矩图 各排钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力ui
M 计
算如表2。
表2 钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力
梁区段
截面纵筋
有效
高度0
()h mm T 形
截
面
类
别
受压区高度
()
x mm
抗弯承载力
()
ui M kN m
支座中
心~1点232
Φ1249
第
一
类
26 554.3
1点~2点432
Φ1231
第
一
类
52 1080.9
2点~3点632
Φ1213
第
一
类
78 1579.6
3点~4点632216
Φ+Φ1204
第
一
类
85 1703.0
4点
~N1钢筋截断处632416
Φ+Φ1195
第
一
类
91 1804.4
N1钢
筋截断处~梁跨中632616
Φ+Φ1186
第
一
类
98 1922.1
将表2的正截面抗弯承载力
ui
M在图4上用各平行直线表示出来，它们与弯矩包络图的交点分
别为i 、j 、、q ，以各ui
M 值可以求得i 、j 、、q
到跨中截面距离x 值（图4）。
现在以图4中所示弯起钢筋弯起点初步位置来逐个检查是否满足《公路桥规》的要求。
第一排弯起钢筋（2N5）：
其充分利用点“m ”的横坐标6281x mm =，而2N5的弯起点1的横坐标1
(975011278623)(6281)x mm x mm =-=>=，
说明1点位于m 点的左边，且
10(862362812342)/2(1231/2616)
x x mm h mm -=-=>==，满足要求。
其不需要点n 的横坐标8157x mm =，而2N5钢筋与梁中轴线交点
1'
的横坐标
1'(97505649186)(8157)
x mm x mm =-=>=，亦满足要求。
第二排弯起钢筋（2N4）
其充分利用点“l ”的横坐标3725x mm =，而2N4的弯起点2的横坐标2
(975022197531)(3725)x mm x mm =-=>=，
说明2点位于
l
点的左边，且
20(753137253806)/2(1213/2607)
x x mm h mm -=-=>==，满足要求。
其不需要点m 的横坐标6281x mm =，而2N4钢筋与梁中轴线交点
2'
的横坐标
2'(975016928058)(6281)
x mm x mm =-=>=，亦满足要求。
第三排弯起钢筋（2N3）
其充分利用点“k ”的横坐标2743x mm =，而2N3
的弯起点3的横坐标3
(975032926458)(2743)x mm x mm =-=>=，
说明3点位于
k
点的左边，且
30(645827433715)/2(1204/2602)
x x mm h mm -=-=>==，满足要求。
其不需要点l 的横坐标3725x mm =，而2N3钢筋与梁中轴线交点
3'
的横坐标
3'(975027926958)(3725)
x mm x mm =-=>=，亦满足要求。
第四排弯起钢筋（2N2）
其充分利用点“j ”的横坐标1523x mm =，而2N2的弯起点4的横坐标4
(975043475403)(1523)x mm x mm =-=>=，
说明4点位于
j
点的左边，且
40(540315233880)/2(1195/2598)
x x mm h mm -=-=>==，满足要求。
其不需要点k 的横坐标2743x mm =，而2N2钢筋与梁中轴线交点
4'
的横坐标
4'(975038655885)(2743)
x mm x mm =-=>=，亦满足要求。
由上述检查结果可知图4所示的弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。
由2N2、2N3、和2N4钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起点位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点要求前提下，是抵抗弯矩图接近弯矩包络图；在弯起钢筋之间，增设直径为16mm 的斜筋，图5即为调整后主梁弯起钢筋、斜筋的布置图。
图5 梁弯起钢筋和斜筋设计布置图
4） 斜截面抗弯承载力的复核
图5是按照承载能力极限状态计算时最大剪力计算值、x
V 的包络图及相应的弯矩计算值x
M 的
包络图。对于等高度简支梁，它们分别可以用
,,/2
,0
,/2
2()d x
d l d d l x
V V V V L
=+- 和2
,,/224(1)
d x
d l x M
M L
=-近似描述。
对于钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力的复核，按照《公路桥规》关于复核截面位置和复核方法的要求逐一进行。
确定斜截面的具体位置，参照以下截面选择：a.距支点中心/2
h
b.起弯点截面及受拉纵筋不受力处的截面
c.箍筋数量发生变化处截面
d.梁肋宽度改变处截面
以距支座中心处为/2
h处斜截面抗剪承载力复核做详细介绍。
（1）选定斜截面顶端位置
图6 距支座中心/2
h处斜截面抗剪承载力计
《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖 适用专业：土木工程专业（本科） 使用班级：2014级土木4、5班 设计时间：2016年12月 设计任务书
建筑工程教研室 《混凝土结构设计》课程设计 整体式单向板肋梁楼盖设计任务书 一、设计任务： 设计某三层轻工厂房车间的楼盖，拟采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要求进行第二层楼面梁格布置，确定梁、板、柱截面尺寸，计算梁板配筋，并绘制结构施工图。 二、设计目的 《混凝土结构》课程设计是教育计划中一个重要的实践性教学环节，对培养和提高学生的基本技能，启发学生对实际结构工作情况的认识和巩固所学的理论知识具有重要作用。 1.了解钢筋混凝土结构设计的一般程序和内容，为毕业设计以及今后从事实际设计、管理工作奠定初步基础。 2.复习巩固加深所学的基本构件中受弯构件和钢筋混凝土梁板结构等章节的理论知识。 3.掌握钢筋混凝土肋梁楼盖的一般设计方法，诸如： (1)进一步理解单向板肋梁楼盖的结构布置、荷载传递途径和计算简图； (2)掌握弹性理论和塑性理论的设计方法； (3)掌握内力包络图和抵抗弯矩图的绘制方法； (4)了解构造设计的重要性，掌握现浇梁板的有关构造要求； (5)掌握现浇钢筋混凝土结构施工图的表示方法和制图规定； (6)学习书写结构计算书； (7)学习运用规范。 三、设计资料 1、结构平面及柱网布置如图所示(楼梯间在此平面外)，按不同用途的车间工业楼面活荷载标准值见表1,车间内无侵蚀性介质，柱网尺寸见表二。每位学生按学号顺序根据表3选取一组数据进行设计。 活荷载标准值 表1
表3 度序号 ^组 活载序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ① 1 2 P 3 4 5 31 43 56 ② 6 7 r 8 9 10 32 44 55 ③ 11 12 13 14 15 33 45 54 ④ 16 17 18 19 20 34 46 53 ⑤ 21 22 23 24 25 35 47 52 ⑥ 26 27 28 29 30 36 48 51 ⑦ 37 38 39 40 41 42 49 50 2、楼面构造 楼面面层为水磨石（底层20mm 厚水泥砂浆，10mm 面层），自重 为 0.65kN/m 2 ;顶棚为15mm 厚混合砂浆抹灰；梁用15mm 厚混合砂浆 抹灰。 3、材料 ① 混凝土：自定。 ② 钢 筋：自定。 四、设计内容及要求 1 ．结构布置 柱网尺寸给定，要求了解确定的原则。 梁格布置，要求确定主、次梁 布置方向及次梁间距。 2．按塑性理论方法设计楼板和次梁，按弹性理论方法设计主梁。 3．提交结构计算书一份。要求：步骤清楚、计算正确、书写工整。 4．绘制结构施工图。内容包括 （ 1 ）结构平面布置； （ 2）板、次梁配筋图； 序号 L x L y ① 6600 5400 ② 6600 6600 ③ 6900 5700 ④ 6900 6000 ⑤ 6900 6300 ⑥ 6900 6600 ⑦ 7200 6000 ⑧ 7200 6300 柱网跨度尺寸 分组编号 表2 结构平面及柱网布置图
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
. 装配式钢筋混凝土简支T梁设计 计算书
中华人民共和国行业标准： 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 《公路桥涵设计通用规范》JDG D60—2004 二、设计资料 1. 桥面净空：净—7+2×1.5m 2. 设计荷载：公路Ⅱ级汽车荷载，人群 3.5KN/m2. 结构安全等级为二级，即r0=1.0 3. 材料规格： 钢筋：主筋采用HRB400钢筋；箍筋采用HRB335钢筋；Ⅰ类环境 水平纵向钢筋面积为(0.001~0.002)bh，直径8~10mm，水平纵向钢筋对称，下 密上疏布置在箍筋外侧。 架立筋选用2φ20的钢筋 混凝土：采用C30混凝土 4. 结构尺寸： T形主梁：标准跨径L b=20.00m 计算跨径L j=19.5m 主梁全长L=19.96m 主梁肋宽b=180mm 主梁高度h=1300mm 三、设计内容 1. 计算弯矩和剪力组合设计值 2. 正截面承载力计算 3. 斜截面抗剪承载力计算 4. 全梁承载能力校核 5. 水平纵向钢筋和架立筋设计 6. 裂缝宽度及变形（挠度）验算
梁体采用C40的混凝土，轴心抗压强度设计值为18.4Mpa ，轴心抗拉强度设计值ftd=1..65Mpa 。主筋采用KL400,抗拉强度设计值fsd=330Mpa ，抗压强度设计值 Mpa f sd 330/ =；箍筋采用HRB335，直径8mm ，抗拉强度设计值为280Mpa 。 1.计算弯矩和剪力组合设计值 因恒载作用效应对结构的承载力不利，故取永久效应，即恒载的分项系数2.11=G γ。汽车荷载效应的分项系数为4.11=Q γ。对于人群荷载，其它可变作用效应的分项系数为 4.1=Qj γ。本组合为永久作用与汽车荷载和人群荷载组合，故取人群荷载的组合系数 8.0=C ? 2 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1755·0.554.18.00.6084.10.7022.1=??+?+?= 4 l 处 K Q k Q GK d M M M M 214.18.04.12.1??+?+?= m kN m kN ·2.1369·0.404.18.00.4664.10.5602.1=??+?+?= 支点截面处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 48.3690.44.18.00.1154.10.1702.1=??+?+?= 2 l 处 K Q k Q GK d V V V V 214.18.04.12.1??+?+?= kN kN 64.660.24.18.0464.102.1=??+?+?= 2.截面承载力计算 （1）确定Ｔ梁翼缘的有效宽度' f b 由图所示Ｔ形截面受压翼板厚度的尺寸，可得： 翼板平均厚度mm b f 1102 140 80' =+= 又mm mm L b f 6500195003 1 3' 1=?== 由横断面的尺寸可知：5个T 形梁的总长为5*1600=8000mm ，则每个T 形梁宽1580/ =f b ，缝宽（8000-1580*5）/5=20，则两相邻主梁的平均间距为1600mm ，即： mm b f 1600' 2= mm mm h b b b f h f 15001101202180122' ' 3=?+?+=++=
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）
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
结构设计原理课程设计 设计题目：预应力混凝土等截面简支 空心板设计（先张法） 班级：6班 姓名：于祥敏 学号：44090629 指导老师：张弘强
目录 一、设计资料 (2) 二、主梁截面形式及尺寸 (2) 三、主梁内力计算 (3) 四、荷载组合 (3) 五、空心板换算成等效工字梁 (3) 六、全截面几何特性 (4) 七、钢筋面积的估算及布置 (5) 八、主梁截面几何特性 (7) 九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9) 十、应力损失估算 (10) 十一、钢筋有效应力验算 (13) 十二、应力验算 (13) 十三、抗裂性验算 (19) 十四、变形计算 (21)
预应力混凝土等截面简支空心板设计 一、设计资料 1、标跨m 16，计算跨径m 2.15 2、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ 3、环境：Ｉ类，相对湿度%75 4、材料： 预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71?标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1?= 非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值 MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 箍筋：335H R B 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值 MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3?=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值 MPa f td 83.1= 5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁 6、施工方法：先张法 二、主梁截面形式及尺寸（mm ） 主梁截面图（单位mm ）
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 、0
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）。
学号：0121206120102 课程设计 课程：混凝土结构设计原理 学院：土建学院 班级：土木 zy1202 姓名： 学号： 0121206120102 指导老师： 2015年1月18日
目录 一、设计资料 (1) 二、设计荷载 (1) 三、主梁毛截面几何特性计算 (1) 四、预应力钢束面积的估算及钢束布置 (4) 五、主梁截面几何特性计算 (7) 六、截面强度计算 (9) 七、钢束预应力损失估算 (11) 八、预加应力阶段的正截面应力验算 (15) 九、使用阶段的正应力验算 (18) 十、使用阶段的主应力验算 (21) 十一、锚固区局部承压验算 (23) 十二、主梁变形（挠度）计算 (24)
贵州道真高速公路桥梁上部构件设计 一、设计资料 1、初始条件：贵州道真高速公路桥梁基本上都采用标准跨径，上部构造采用装配式后张法预应力混凝土空心板，20 m 空心板、1.25m 板宽，计算跨径19.5m ，预制长度19.96m 。参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁。 2、材料：（1）混凝土：C40混凝土，MPa Ec 41025.3?=，抗压强度标准值 MPa f ck 8.26=，抗压强度设计值MPa f cd 4.18=，抗拉强度标准值MPa f tk 40.2=，抗拉强度设计值MPa f td 65.1=。 （2）非预应力钢筋：普通钢筋主筋采用HRB335级钢筋，抗拉设计强度 a sd MP f 280=；箍筋采用R235级钢筋，抗拉设计强度a sd MP f 195=。 （3）预应力钢筋公称直径为15.24mm ，公称面积为140mm2，抗拉标准强度 a pk MP f 1860=，MPa f pd 1260=，弹性模量Ep ＝1.95×105Mpa ，低松弛级。 二、设计荷载 设计荷载为公路-I 级，结构重要性系数0γ取1.0。荷载组合设计值如下： kN Q 76=跨中m kN M .399=汽m kN M .710=恒m kN M .1395=跨中kN Q j 3720=00=j M m kN M .10254/1= 三、主梁毛截面几何特性计算
第四章受弯构件的正截面 受弯承载力 ?构件的构造 ?试验研究的主要结论 ?基本假定 ?矩形、T形截面承载力计算
4.1受弯构件的一般构造 4.1.1受弯构件的一般构造 与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。 结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满足承载能力极限状态出发的，即要求满足 M≤M u (4—1) 式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上 的作用所产生的内力设计值；M u 是受弯构件正截面受弯承 载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力。（1）截面形状 梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸 1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b一般取2.5～4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、(220)、250和300mm，300mm以下的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。 2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为l00mm。 3)现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度(b=1000mm)进行计算。
（3）材料选择 1）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C30、C40。 2）钢筋强度等级及常用直径，梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级或RRB400级(Ⅲ级)和HRB335级(Ⅱ级)，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。根数最好不少于3(或4)根。 3）梁的箍筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)、HRB335(Ⅱ级)和HRB400(Ⅲ级钢筋)级的钢筋，常用直径是6mm、 8mm和10mm。 4）板的分布钢筋，当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。分布钢筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)和HRB335级(Ⅱ级)级的钢筋，常用直径是6mm和8mm。
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
第一套习题 一、选择题 1. 高碳钢筋采用条件屈服强度,以σ0.2表示,即 (A)取极限强度的２０％ (B)取应变为０.００２时的应力 (C)取应变为０.２时得应力 (D)取残余应变为０.００２时的应力 2. 砼在双向应力下 (A)双向受压的强度基本等于单向受压 (B)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而提高 (C)双向受压下,一向的抗压强度随另一向压应力的增加而提高 (D)双向受拉下,一向的抗拉强度随另一向拉应力的增加而下降 3. 用螺旋筋约束砼,使 (A)砼的强度和延性均提高 (B)强度能提高,延性并不能提高 (C)延性可以提高,强度不能提高 (D)强度和延性均不能提高,计算中也不考虑 4. 我国砼规范以何种概率法为基础? (A)半概率 (B)近似概率 (C)全概率 (D)伪概率 5. 结构的功能包括 (A)强度, 变形, 稳定 (B)实用, 经济, 美观 (C)安全性, 适用性和耐久性 (D)承载能力,正常使用 6．金属锰可提高钢材的强度，对钢材的塑性 (A)提高成分 (B)提高较多 (C)降低不多 (D)降低很多 7．建筑钢材单向受拉时屈服点f y与单向受压的屈服点f yˊ之间满足 (A)f y> f yˊ (B) f y< f yˊ (C) f y= f yˊ (D) f y= 0.58f yˊ 8. 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的失稳是 (A)弯扭屈曲 (B)弯曲屈曲 (C)扭转屈曲 (D)局部屈曲 9. 钢结构有哪三种常用的连接方法 (A)搭接、对接和T型 (B)焊接、铆接及螺栓 (C)焊接、对接及螺栓 10. 梁刚度不足的后果为 (A)不满足承载力要求 (B)不满足使用要求 (C)耐久性较差 (D)易脆性破坏 11、轴心受压ＲＣ柱在长期荷载下发生徐变, 使: (A)混凝土压应力减小, 钢筋压应力增大 (B)混凝土压应力增大, 钢筋压应力增大 (C)混凝土压应力减小, 钢筋压应力减小 (D)混凝土压应力增大, 钢筋压应力减小 12、适量间接配筋柱进入极限状态的标志是 (A)混凝土压碎, (B)外层混凝土剥落 (C)间接钢筋屈服 (D)纵筋屈服 13.受弯构件的变形和裂宽计算是以哪个阶段作为计算依据的 (A)Ⅰa (B)Ⅱ (C)Ⅱa (D)Ⅲa 14、超筋梁破坏时,受拉钢筋应变εs和压区边缘混凝土应变ε c (A)εs＞εy, εc＝εcu (B)εs＜εy, εc＝εcu (C)εs＜εy, εc＞εcu (D)εs＞εy, εc＜εcu 15、条件相同的无腹筋梁, 由于剪跨不同发生剪压、斜压和斜拉破坏, 其承载力 (A)剪压＞斜压＞斜拉 (B)斜压＞剪压＞斜拉
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
混凝土结构设计原理课 程设计修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
混凝土结构设计原理课程设计计算书 1 设计题目 某支承在370mm厚砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁，其跨度L 1，伸臂长度L 2 ，由楼面传来 的永久荷载设计值g，活荷载设计值q 1，q 2 （图1）。采用混凝土强度等级C25，纵向受力 钢筋为HRB335，箍筋和构造钢筋为HPB300。试设计该梁并绘制配筋详图。 图1 2 设计条件 跨度L 1=6m，伸臂长度L 2 =1.5m，有楼面传来的永久荷载设计值g 1 =30kN/m，活荷载设 计值q 1 =30kN/m，q 2 =65kN/m，采用混凝土强度等级为C25。 2.1 截面尺寸选择 取跨高比为：h/L=1/10,则h=600mm，按高宽比的一般规定，取b=250mm，h/b=2.4， 则h 0=h-a s =600-40=560mm 2.2 荷载计算 梁自重设计值（包括梁侧15mm厚粉刷层重） 钢筋混凝土自重25kN/m,混凝土砂浆自重17kN/m。 g 2 =1.2×(0.25×0.6)×25+1.2(0.015×0.6×17×2+0.015×0.25×17）=5kN/m 则梁的恒荷载设计值为：g=g 1+g 2 =30+5=35kN/m 2.3 梁的内力和内力包络图
（1）荷载组合情况 恒荷载作用于梁上的位置是固定的，计算简图为图2(a)，活载q 1 q 2的作用位置有三种可能的情况，图2的(a)、(c)、(d)。每一种活荷载都不可能脱离恒荷载的作用而单独存在，因此作用于构件上的荷载分别有(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d)三种情形。 （2）计算内力(截面法) ①(a)+(b) (a)作用下：ΣM A1=0，－Y B1L 1+g （L 1+L 2)2/2=0得 Y B1=164kN ΣY=0 ， 得Y A1=98.5kN (b)作用下：ΣY=0 ， 得Y A2=Y B2=90kN (a) +（b ）作用下剪力： V A =Y A1+Y A2=9805+90=188.5kN V B 左=Y A1+Y A2－(g +q 1)L 1=188.5－（35+30)×6=－201.5kN V B 右=gL 2=35×1.5=52.5kN M B =－gL 22/2=35×1.52/2=-39.375kN.m 由于当剪力V 等于零时弯矩有最大值，所以设在沿梁长度方向X 处的剪力V=0，则由M(x)=V A X －(g +q 1)X 2/2,对其求一阶导M'(x)=V （x ）=V A －(g +q 1)X 当V=0时，有M 取得最大值，即V(x)=V A －(g +q 1)X =0时，M 取得最大值
《钢结构设计原理》
三. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材
Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。
解： 三级焊缝
N
N
500
查附表 1.3：
f tw
?
265 N/mm 2 ，
f
w v
? 180 N/mm 2
10
不采用引弧板： lw ? b ? 2t ? 500 ? 2 ?10 ? 480 mm
?
?
N lwt
1500 ?103 ?
480 ?10
? 312.5N/mm2
?
ftw
?
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取 θ=56°，斜缝长度：
lw? ? (b / sin? ) ? 2t ? (500 / sin 56?) ? 20 ? (500 / 0.829 ) ? 20 ? 583mm
?
?
N sin? lw? t
? 1500?103 ?0.829 583?10
? 213N/mm2
?
ftw
? 265N/mm2
?
?
N cos? lw? t
? 1500?103 ?0.559 583?10
? 144N/mm2
?
fvw
? 180N/mm2
设计满足要求。
方法二：以 θ 作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
查附表
1.3：
f
w f
?
200 N/mm
2
试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。设盖板宽 b=460mm，为保证盖板与连
接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：
t2
?
A1 2b
?
500 ?10 2? 460
?
5.4mm
，取
t2=6mm
由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证与母
材等强，则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面
围焊。
1
混凝土结构原理知识点汇总 1、混凝土结构基本概念 1、掌握混凝土结构种类，了解各类混凝土结构的适用范围。 素混凝土结构:适用于承载力低的结构 钢筋混凝土结构:适用于一般结构 预应力混凝土结构:适用于变形裂缝控制较高的结构 2、混凝土构件中配置钢筋的作用: ①承载力提高②受力性能得到改善③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。 3、钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因: ①存在粘结力②线性膨胀系数相近③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。 4、钢筋混凝土结构的优缺点。 混凝土结构的优点: ①就地取材②节约钢材③耐久、耐火④可模性好⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结 构的整体性好、刚度大、变形小 混凝土结构的缺点: ①自重大②抗裂性差③性质较脆 2、混凝土结构用材料的性能 2.1钢筋 1、热轧钢筋种类及符号： HPB300- HRB335(HRBF335)- HRB400(HRBF400)- HRB500(HRBF500)- 2、热轧钢筋表面与强度的关系: 强度越高的钢筋要求与混凝土的粘结强度越高，提高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律的突出花纹，也即带肋钢筋（我国为月牙纹）。 HPB300级钢筋强度低，表面做成光面即可。 3、热轧钢筋受拉应力-应变曲线的特点，理解其抗拉强度设计值的取值依据。 热轧钢筋应力-应变特点: 有明显的屈服点和屈服台阶，屈服后尚有较大的强度储备。 全过程分弹性→屈服→强化→破坏四个阶段。 抗拉强度设计值依据:钢筋下屈服点强度
4、衡量热轧钢筋塑性性能的两个指标: ①伸长率伸长率越大，塑性越好。混凝土结构对钢筋在最大力下的总伸长率有明确要 求。 ②冷弯性能:在规定弯心直径D和冷弯角度α下冷弯后钢筋无裂纹、磷落或断裂现象。 5、常见的预应力筋: 预应力钢绞线、中高强钢丝和预应力螺纹钢筋。 6、中强钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点: 均无明显屈服点和屈服台阶、抗拉强度高。 7、条件屈服强度σ0.2 为对应于残余应变为0.2%的应力称为无明显屈服点的条件屈服点。 8、混凝土对钢筋性能要求: ①强度高②塑性好③可焊性好④与混凝土的粘结锚固性能好。 2.2混凝土 1、（掌握）混凝土立方体抗压强度：《规范》规定以边长为150mm的立方体在（20±3）℃ 的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准实验方法测得的具有95%保 证率的抗压强度（以N/mm2）作为混凝土的强度等级，并用符号f cu,k表示，也即混凝土强度 等级的数值。 轴心抗压强度：以150mm×150mm×300mm或150mm×150mm×450mm的棱柱体作为标准试件，养护条件与立方体试件相同，用符号f ck表示。 试验量测到的f ck比f cu,k值小，轴心抗压强度（棱柱体强度）标准值f ck与立方体抗压强度标准值f cu,k之间存在折算关系 k cu c c ck f f , 2 1 88 .0α α = 总结：f cu,k> f ck> f c> f tk> f t 2、（掌握）试件高宽比越大强度越小；加载速度越快测得的强度越高；当试件承受接触面 上不涂润滑剂时，混凝土的横向变形受到摩擦力的约束，形成“箍套”作用，因而强度比不涂 时高。 3、（理解）混凝土抗拉强度测试方法:国内外多采用立方体或圆柱体劈裂试验测定混凝土 的抗拉强度，（在立方体或圆柱体上的垫条施加一条压力线荷载，这样试件中间垂直截面除 加力点附近很小的范围外，有均匀分布的水平拉应力。当拉应力达到混凝土的抗拉强度时，试件被劈成两半。） 4、（掌握）受压混凝土一次短期加载的应力-应变曲线（P20） 第Ⅰ阶段，混凝土变形主要是骨料和水泥结晶体的弹性变形 第Ⅱ阶段，稳定裂缝扩展，临界点B对应的应力可作为长期受压强度的依据 第Ⅲ阶段，弹性应变能始终保持大于裂缝发展所需的能量，形成裂缝快速发展的不稳定