东南大学 工程结构设计原理 -复习

机构设计原理1-1混凝土截面受拉区钢筋的作用:是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。

1-2名词解释("混凝土立方体抗压强度":以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20¢+_2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿的空气中养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值。

"混凝土轴心抗压强度值"按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度设计值。

"混凝土抗拉强度"用试验机的夹具夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为。

)1-3混凝土轴心受压的应力---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?一,该曲线特点分为三个阶段,分别为上升段,下降段,收敛段。

二,影响的主要因素:a.混凝土强度愈高应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈差b.应变速率应变速率小,峰值应力fc降低,€增大下降段曲线坡度显著的减缓c.测试技术和实验条件,其中应变测量的标距也有影响,应变测量的标距越大,曲线坡度越陡,标距越小,坡度越缓。

1-4什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变有哪些主要原因?一,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。

二,a混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小b加荷时混凝土的龄期,龄期越短徐变越大c混凝土的组成成分和配合比d养护条件下的温度和湿度.1-5混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有何不同之处?混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥逐渐发生粘性流动,微细空隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生各种因素的综合结果,而混凝土的收缩变形主要是硬化初期水泥石凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。

工程结构设计原理虚—实结合实验教学初探收稿日期：2018-10-19基金项目：东南大学教学改革项目（2017-021）作者简介：杜二峰（1983-），男，河南舞钢人，博士，工程师，研究方向为土木工程实验技术与管理。

东南大学工程结构设计原理课程集混凝土结构、钢结构、砌体结构和组合结构等于一体，是土木工程专业的重要专业基础课，同时也是一门理论性、经验性和实践性都很强的课程[1]。

该课程的教学效果对学生专业素养的塑造有着深远的影响。

实验研究对工程结构设计原理的基本概念，以及原理的诞生和发展起着十分重要的作用，因此，工程结构设计原理实验教学是工程结构设计原理理论教学的一个重要关联和支撑环节。

实验教学对激发学生的创新意识、拓展学生的创新思维、增长学生的创新技能、涵养学生的创新品格等方面的作用，是其他任何教学形式所不能替代的[2]。

通过工程结构设计原理实验教学，不仅能够加强学生对工程结构设计基本原理的理解，使他们对建筑结构的受力过程、变形特性及破坏形态有更加直观的认识，而且能够提高学生的实践动手能力，培养学生对土木工程专业的学习兴趣及研究热情[3-4]。

随着招生规模的扩大和科研实验的快速发展，目前实体实验教学中存在以下几个问题：（1）实验室的场地和设备较难满足日益增多的实验项目开展，本科生教学实验与研究生科研试验的矛盾日益突出，已开展的部分实验项目具有一定局限性；（2）由于消耗大、成本高、操作的复杂性以及安全性，使得本该由学生操作的实验只能作为演示性实验开展，且无法开展大批量的参数化实验。

这造成学生工程意识薄弱、实践能力差，对实际工程的掌握和处理能力受到极大制约[5]。

近年来，随着土木工程专业科研的发展以及计算机技术的不断进步，基于数值模拟技术的建筑结构虚拟仿真手段在土木工程专业的工程实践和科学研究中发挥着越来越重要的作用。

这为解决实体实验教学中的不足提供了可行的技术路线，即开展虚拟仿真实验教学。

由于虚拟仿真实验教学具有投入少、消耗低和共享性强等特点，因此众多高校诸如同济大学、中南大学、北京工业大学[6]和西安建筑科技大学[7]等均开发了相应的教学项目。

混凝土结构设计原理东南大学版
混凝土结构设计原理是指在建筑设计过程中，对混凝土结构的材料、
结构形式、力学性能、建造工艺、使用性能、经济性等方面进行全面
分析和综合考虑，确立合理的设计方案，以达到安全、可靠、经济、
美观的建筑目的的一种设计方法。

混凝土结构设计原理的基本要素包括结构形式、材料、受力原理、荷载、构造、设计及检验等。

结构形式：混凝土结构设计中，根据建筑用途、场地条件、建筑风格
等因素，选择合适的结构形式，如梁柱结构、框架结构、拱结构、壳
体结构等。

材料：混凝土结构设计中，混凝土是主要材料之一，其它材料如钢筋、钢板、木材、玻璃、石材等也需考虑。

在选用材料时，需要考虑其强度、硬度、耐久性、防火性、隔音性、抗震性等性能。

受力原理：混凝土结构设计中，需要根据受力原理进行计算和设计，
如静力学原理、动力学原理、稳定性原理等。

计算时需考虑荷载、自重、温度、地震、风载等因素。

荷载：混凝土结构设计中，需要考虑作用于结构上的各种荷载，包括
恒载、变载、地震作用、风载等。

荷载计算需要根据设计标准进行，
以保证结构的稳定性和安全性。

构造：混凝土结构设计中，结构的构造是确保结构安全可靠的重要因
素之一。

构造设计需要考虑结构的连接方式、节点处理、构造工艺等
因素。

设计及检验：混凝土结构设计中，需要根据设计标准进行设计计算，
并对结构进行检验，以保证结构的安全可靠。

综上所述，混凝土结构设计原理是一个多因素、多参数、多要素综合
考虑的过程，需要设计师具备较强的理论基础、设计能力和实践经验，以确保结构的安全可靠、经济合理。

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≤Mu (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；Mu 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。

混凝土结构设计原理东南大学第七版课后答案1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么?答:当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。

1-2试解释一下名词:混凝土立方体抗压强度;混凝土轴心抗压强度;混凝土抗拉强度;混凝土劈裂抗拉强度。

答:混凝土立方体抗压强度:我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃士2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MPa为单位)作为混凝土的立方体抗压强度，用符号1表示。

混凝土轴心抗压强度:我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)规定以150mm×150mm×300mm 的棱柱体为标准试件,在20℃士2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位)称为混凝土轴心抗压强度，用符号f c表示。

混凝土劈裂抗拉强度:我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ 053-94）规定，采用150mm立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度f ts按下式计算:f ts=2F/π/A=0.637F/A混凝土抗拉强度:采用100×100×500mm混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即f t=0.9 f ts。

《结构力学》考试大纲一、命题范围与重点1．平面体系的几何组成分析用平面几何不变体系的基本组成规则分析给定平面体系的几何构造，判断其几何稳定性。

2．静定结构的内力计算静定梁、刚架、桁架、拱和组合结构的内力计算。

直杆弯矩图的叠加法；直杆弯矩，剪力及荷载间的微分关系及增量关系。

隔离体平衡法：结点法和截面法以及它们的联合应用。

多跨静定梁的计算方法。

刚体体系的虚功原理。

3．静定结构的位移计算弹性体的虚功原理及平面结构位移计算的一般公式。

静定平面弹性结构因荷载、支座移动、温度变化和制造误差而产生的位移计算（单位荷载法）。

图乘法；三角形及标准二次抛物线图形的面积及形心位置。

弹性体系的功的互等定理、反力互等定理和位移互等定理。

4．力法用力法计算超静定梁、刚架、桁架、组合结构。

上述超静定结构因荷载、支座移动、温度变化和制造误差而产生的内力和位移的计算。

对称性的利用。

5．位移法等截面直杆的转角位移方程。

用位移法计算刚架和连续梁由于荷载和支座移动产生的内力。

对称性的利用。

6．力矩分配法用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架7．影响线用静力法和机动法作静定梁和桁架反力和内力的影响线。

用机动法作超静定梁的影响线。

用影响线求给定荷载下的影响量。

8．矩阵位移法单元刚度矩阵的概念。

利用一般单元的刚度矩阵求特殊单元的刚度矩阵。

局部坐标系和整体坐标系中结点力、位移和单元刚度矩阵的转换。

整体刚度矩阵的概念，和集成方法。

等效结点荷载。

结构整体结点荷载的形成。

9．结构动力计算单自由度体系的自由振动。

自振频率的计算。

单自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动。

多自由度体系的自由振动。

振型和频率的计算、主振型的正交性。

多自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动，振型分解法。

10．结构的极限荷载截面极限弯矩的计算。

静定梁及刚架极限荷载的计算。

比例加载的定理。

连续梁的极限荷载。

11．结构稳定性计算临界荷载的确定。

弹性支承等截面杆的稳定性。

二、参考书1．单建、吕令毅《结构力学》上、下册，东南大学出版社2．龙驭球、包世华《结构力学教程》上、下册，高等教育出版社《工程结构设计原理》考试大纲一、命题范围和基本要求1、结构设计的基本原则（1）了解荷载及结构抗力的有关概念，理解作用效应和结构抗力的随机性；（2）掌握结构的功能、极限状态等基本概念，掌握结构可靠度的基本原理；（3）掌握结构上的作用及作用效应的计算方法，理解荷载的代表值；（4）理解设计基本表达式，材料强度的标准值，了解荷载、材料强度等分项系数。

东南大学建筑系规划设计1995——1996城市规划设计1999城市规划原理1995——1998，2002中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999，2001外国建筑史1991，1995——2000，2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996，2002建筑技术(构造、结构)1998——1999，2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999，2002素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996，1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999无线电工程系专业基础综合（信号与系统、数字电路）2004——2006专业基础综合（含信号与系统、计算机结构与系统、线性电子线路）2003 通信原理1994，1999——2003（1999有答案）信号与系统1997——2002数字电路与微机基础1998——2002模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电磁场理论2001，2003——2004微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）应用数学系高等代数1997——2005数学分析1995——2005概率论2003常微分方程2004物理系量子力学2001——2005普通物理2001——2005光学1997——1998，2000——2004热力学统计物理2001电磁场理论2001，2003——2004人文学院政治学原理2008法学理论2004法学综合（法理学）（含刑法学与刑事诉讼法学、宪法学、行政法学与行政诉讼法学）2004法学综合（民商法学）（含宪法学、法理学、行政法学与行政诉讼法学）2004 法学综合（宪法学与行政法学）（含刑法学与刑事诉讼法学、法理学、民商法学与民事诉讼法学）2004民商法学2004宪法和行政法学2004外语系二外日语1999——2004二外法语2000——2004（2003有答案）（注：2004年试卷共10页，缺第9页和第10页）二外德语2000——2002，2004二外俄语2000，2002基础英语1999——2002语言学1999——2002翻译与写作1999——2002基础英语与写作2003——2004（2003——2004有答案）语言学与翻译2003——2004英美文学与翻译2004（2004有答案）二外英语2004日语文学与翻译2004交通学院材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997，1999——2005道路交通工程系统分析1994——2004（1994——1998，2003——2004有答案）电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003交通工程学基础1992——2001生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998建筑研究所中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999，2001外国建筑史1991，1995——2000，2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996，2002建筑技术(构造、结构)1998——1999，2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999，2002学习科学研究中心（无此试卷）远程教育学院计算机软件基础（含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学）2003 计算机专业基础2002，2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集（含97——00年）10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002机械工程系机械原理1993——2005机械设计2002——2004电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005结构力学1993——2006材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005土力学及土质学1993——1997，1999——2005工程结构设计原理2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002工程力学2003——2005工程力学2002（样题）钢结构1997——1999环境微生物学2005水污染控制工程1997——2002流行病学2005普通化学1997——1998，2000——2005有机化学2004——2005卫生综合2004——2005管理原理1998——2005，2010（2010为回忆版）（注：2004年试卷共2页，缺第2页）自动控制系自动控制理论1997——2002自动控制原理2004高等代数1997——2005生物科学与医学工程系生物信号处理1999——2003现代生物学2003经济管理学院西方经济学1999——2003，2005，2010（2002——2003有答案）（注：2005、2010年试卷为回忆版）金融学基础2002——2005，2005答案管理原理1998——2005，2010（2010为回忆版）（注：2004年试卷共2页，缺第2页）管理学2000——2002，2005，2007（2000——2002有答案）现代管理学2003——2004，2010（2003有答案）（2010为回忆版）市场营销学1999，2000——2001高等代数1997——2005自动控制理论1997——2002自动控制原理2004运筹学2001体育系（无此试卷）仪器科学与工程系电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003自动控制理论1997——2002自动控制原理2004电磁场理论2001，2003——2004微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）公共卫生学院西方经济学1999——2003，2005，2010（2002——2003有答案）（注：2005、2010年试卷为回忆版）卫生综合2004——2005有机化学2004——2005分析化学1992——2005（1992——2005有答案）物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1996流行病学2005高等教育研究所（无此试卷）软件学院（无此试卷）集成电路学院模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）电磁场理论2001，2003——2004动力工程系结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997，1999——2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002热工自动调节原理2001——2004制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003传热学2000——2004普通化学1997——1998，2000——2005电子工程系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002半导体物理1996——2005，2010（2010为回忆版）模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电子线路基础2001——2004电磁场理论2001，2003——2004高等代数1997——2005微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）计算机科学与工程系计算机软件基础（含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学）2003 计算机专业基础2002，2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集（含97——00年）10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002材料科学与工程系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005钢结构1997——1999金属学2003——2004金属学及热处理1999——2002，2005卫生综合2004——2005电气工程系电工基础2000——2006模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）电磁场理论2001，2003——2004化学化工系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002艺术学系素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996，1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999临床医学院生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998情报科学技术研究所（无此试卷）职业技术教育学院（无此试卷）英语（单考）1999——2000。