结构设计原理习题集(七)
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第七章组织结构设计(练习与思考-参考答案)一、单项选择题1. 下列哪类企业最适合采用矩阵式组织结构?( )A. 纺织厂B. 医院C. 电视剧制作中心D. 学校2. 命令统一原则是指( )。
A. 每一个人只有一个直属上司B. 权责对等C. 责任不可委任D. 反映组织系统的相互关系3. 适当的充分的授权可以减少上下级之间的接触次数和密度,节省上级管理人员的时间和精力,从而,上级管理者可以拥有较大的( )。
A. 控制权B. 管理幅度C. 管理权D. 监督权4. 企业中管理干部的管理幅度,是指他( )。
A. 直接管理的下属数量B. 所管理的部门数量C. 所管理的全部下属数量D. 以上都不对5. 在组织规模一定的情况下,组织结构的扁平化会使管理费用( )A. 增加B. 减少C. 不变D. 没有任何关系参考答案:1.C; 2.A; 3.B; 4.A;5.A;二、多项选择题1. 下列因素中有助于管理幅度扩大的因素有哪些?( )A. 主管所处的管理层次较高B. 计划制订得详尽周到C. 主管的综合能力、理解能力、表达能力强D. 下属的工作地点在地理上比较分散E. 工作环境稳定,变化不大2. 组织结构设计的原则包括( )。
A. 目标导向B. 命令统一C. 人人有事做D. 尽量减轻主要管理者的压力,多设副职E. 权责对等3. 组织设计的任务包括( )。
A. 研究与开发B. 提供组织结构系统图C. 分析财务构成D. 编制职务说明书E. 确定管理幅度与层次4. 下面关于非正式组织说法正确的是( )A. 多元的,一个正式组织中可能存在多个非正式组织B. 目的性强,成员由于相互吸引而自发地成立C. 无明文规定,但组织成员的行为方式受到组织价值观的软约束D. 非理性的感情因素E. 比较稳定,一旦建立通常会维持一段时间保持不变5. 委员会管理的积极作用主要是( )。
A. 能够避免权力过于分散B. 能够综合各种意见,提供决策正确性C. 便于协调各分支关系,加强合作与交流D. 代表各方利益,维护公平原则E. 决策迅速,效率高参考答案:1.BCE; 2.ABE; 3.BD; 4.ABCE; 5.ABCD;三、判断题1. 职能部门化更适合大型的或多元化经营的公司。
结构设计原理习题库与答案一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、()要求是指整个桥涵结构物及其各个部件在计算荷载作用下都处于稳定的平衡状态A、稳定性B、耐久性C、承载力D、刚度正确答案:A2、普通钢筋的强度分项系数为()A、2.2B、1.2C、2.6D、2.0正确答案:B3、Fcu,k是()A、混凝土轴心抗拉强度设计值B、混凝土立方体抗压强度设计值C、混凝土的轴心抗压强度标准值D、混凝土立方体抗压强度标准值正确答案:D4、在简支板跨中和连续板支点处,板内主钢筋间距不应大于( )A、50mmB、300mmC、100mmD、200mm正确答案:D5、构件在承受作用之前预先对混凝土受拉区适当压应力的结构称为()。
A、预应力混凝土结构B、混合结构C、土木结构D、钢筋混凝土结构正确答案:A6、由于混凝土工程需要有一段时间的结硬过程,因而施工工期一般()。
A、较短B、较长C、极短D、极长正确答案:B7、土表面的距离不应()钢筋公称直径A、小于等于B、等于C、小于D、大于正确答案:C8、普通箍筋的作用是( )A、无其他作用B、承受局部受拉C、防止纵向钢筋局部压屈D、与纵向钢筋形成一个整体正确答案:C9、螺旋箍筋柱的正截面抗压承载力是由( )、纵向钢筋、螺旋式或焊接环式箍筋三部分的承载力组成A、核心强度B、核心混凝土C、横向钢筋D、屈服强度正确答案:B10、()是作用(荷载)一般明显的大于斜裂缝出现时的作用(荷载)A、斜压破坏B、斜拉破坏C、剪切破坏D、剪压破坏正确答案:D11、钢筋锈蚀裂缝是由于保护层混凝土碳化或冬季施工中掺()导致钢筋锈蚀。
A、氯盐过少B、钾盐过多C、氯盐过多D、钾盐过少正确答案:C12、钢筋表面形状系数对光圆钢筋,应取值()A、1.5B、1.4C、1.3D、1.6正确答案:B13、承载能力极限状态设计原则是作用组合的效应设计值必须()结构承载力设计值。
A、大于或等于B、小于C、大于D、小于或等于正确答案:D14、rQ1——汽车荷载的分项系数,采用车道荷载计算时取(),采用车辆荷载计算时取(),当某个可变作用在组合中其效应值超过汽车荷载效应时,则该作用取代汽车荷载,其分项系数取()。
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么?混凝土梁的受拉能力很弱,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,直到达到钢筋的屈服强度。
因此,钢筋混凝土梁的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 的混凝土立方体为标准试件,在规定温度和湿度下养护28天,依照标准制作方法,标准试验方法测得的抗压强度值。
混凝土轴心抗压强度:采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件,在规定温度和湿度下养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。
混凝土抗拉强度:采用100*100*150的棱柱体作为标准试件,可在两端预埋钢筋,当试件在没有钢筋的中部截面拉断时,此时的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,按照规定的试验方法操作,按照下式计算AF A F 673.02f ts ==π 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?完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ,下降段CD,收敛段DE 组成。
0~时呈直线;~曲线偏离直线。
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,测试技术和试验条件。
4 什么叫混凝土的徐变?影响徐变有哪些主要原因?在荷载的长期作用下,混凝土的变形随时间增长,即在应力不变的情况下,混凝土应变随时间不停地增长。
这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素:混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小,加载时龄期,混凝土结构组成和配合比,养生及使用条件下的温度和湿度。
5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有和不同之处?徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长,收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象,是一种不受外力的自由变形。
混凝土结构设计原理习题集之七9 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算一.填空题:1 其他条件相同时,配筋率越高,平均裂缝间距越,平均裂缝宽度越。
其他条件相同时,混凝土保护层厚度越厚,平均裂缝宽度越。
2 在截面抗弯刚度的计算公式中,体现截面抗弯刚度随弯矩的增大而减小的是系数,它的名称是,其物理意义是。
3 纵向钢筋应变不均匀系数ψ,反应了裂缝间受拉区混凝土参与工作,从而降低裂缝间钢筋应变的程度。
ψ越小,表明裂缝间受拉区混凝土参与工作的程度越,ψ随钢筋应力的增大而,随配筋率ρ的减小而,随混凝土强度等级的提高而,随钢筋与混凝土间黏结能力的提高而。
4 有一试验梁,在纯弯区段量得的钢筋平均应变为εs=8.30×10 -4 ,平均间l cr=120mm,则纯弯区段平均裂缝宽度大致为mm。
5 钢筋混凝土构件在荷载作用下,若计算所得的最大裂缝宽度超过允许值,则应采取相应措施,以减小裂缝宽度,例如可以适当钢筋直径;采用钢筋;必要时可适当配筋量,以使用阶段的钢筋应力。
对于抗裂和限制裂缝宽度而言,最根本的方法是采用。
二.选择题:1 在钢筋混凝土构件中,钢筋表面处的裂缝宽度比构件表面处的裂缝宽度()。
A.小得多B.大得多C.稍小一些2 其它条件相同时,钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度的关系是()A.保护层越厚,平均裂缝间距越大,裂缝宽度也越大B.保护层越厚,平均裂缝间距越小,但裂缝宽度也越大C.保护层厚度对平均裂缝间距没有影响,但保护层越厚,裂缝宽度越大3 钢筋混凝土受弯构件中,裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数ψ与弯矩M 的关系是()。
A.M 增大,ψ增大B.M 增大,ψ减小C.M 增大,ψ可能增大也可能减小4 长期荷载作用下,钢筋混凝土梁的挠度会随时间而增长,其主要原因是()。
A.受拉钢筋产生塑性变形B.受拉混凝土产生塑性变形C.受压混凝土产生塑性变形D.受压混凝土产生徐变5 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()。
第四章作业第一次:1、2第二次:3、4第三次:51.已知梁的截面尺寸bh=250mm×500mm,承受弯矩设计值M=90kN•m,采用混凝土强度等级C30,HRB335钢筋,环境类别为一级。
求所需纵向钢筋截面面积。
2.已知矩形截面简支梁,梁的截面尺寸bh=200mm×450mm,梁的计算跨度l=5.20m,承受均布线荷载:活荷载标准值8kN/m,恒荷载标准值9.5kN/m(不包括梁自重),采用混凝土强度等级C40,HRB400钢筋,结构安全等级为二级,环境类别为二级,试求所需钢筋的截面面积。
3.试设计图下图所示钢筋混凝土雨篷。
已知雨篷板根部厚度为80mm,端部厚度为60mm,跨度为1000mm,各层作法如图所示。
板除承受恒载外,尚在板的自由端每米宽度作用有1000N的施工活荷载,板采用C25的混凝土,HRB335钢筋,环境类别为二级。
4.已知梁的截面bh=200mm×450mm,混凝土强度等级为C30,配有4根直径16mm的HRB335钢筋为(A S=804mm2),环境类别为一级。
若承受弯矩设计值M=70kN•m,试验算此梁截面承载力是否安全。
5.T形截面梁,b‘ƒ=550mm,b=250mm,h=750mm,h‘ƒ=100mm,承受弯矩设计值M=500kN•m,选用混凝土强度等级为C40,HRB400钢筋,见图,环境类别为二级。
试求纵向受力钢筋截面面积A s。
若选用混凝土强度等级为C60,钢筋同上,试求纵向受力钢筋截面面积,并将两种情况进行对比。
第五章作业:第一次:1、2、3第二次:4、51.钢筋混凝土简支梁,截面尺寸为bh=200mm×500mm,a s=35mm,混凝土为C20,承受剪力设计值V=1.4×105N,求所需受剪箍筋。
2.梁截面尺寸同上题,但V=6.2×104N及V=2.8×105N,应如何处理。
3.钢筋混凝土梁如下图所示,采用C20级混凝土,均布荷载设计值为q=40kN/m(包括自重),求截面A、B左、B右受剪钢筋。
第四章作业第一次:1、2第二次:3、4第三次:51.已知梁的截面尺寸bh=250mm×500mm,承受弯矩设计值M=90kN•m,采用混凝土强度等级C30,HRB335钢筋,环境类别为一级。
求所需纵向钢筋截面面积。
2.已知矩形截面简支梁,梁的截面尺寸bh=200mm×450mm,梁的计算跨度l=5.20m,承受均布线荷载:活荷载标准值8kN/m,恒荷载标准值9.5kN/m(不包括梁自重),采用混凝土强度等级C40,HRB400钢筋,结构安全等级为二级,环境类别为二级,试求所需钢筋的截面面积。
3.试设计图下图所示钢筋混凝土雨篷。
已知雨篷板根部厚度为80mm,端部厚度为60mm,跨度为1000mm,各层作法如图所示。
板除承受恒载外,尚在板的自由端每米宽度作用有1000N的施工活荷载,板采用C25的混凝土,HRB335钢筋,环境类别为二级。
4.已知梁的截面bh=200mm×450mm,混凝土强度等级为C30,配有4根直径16mm的HRB335钢筋为(A S=804mm2),环境类别为一级。
若承受弯矩设计值M=70kN•m,试验算此梁截面承载力是否安全。
5.T形截面梁,b‘ƒ=550mm,b=250mm,h=750mm,h‘ƒ=100mm,承受弯矩设计值M=500kN•m,选用混凝土强度等级为C40,HRB400钢筋,见图,环境类别为二级。
试求纵向受力钢筋截面面积A s。
若选用混凝土强度等级为C60,钢筋同上,试求纵向受力钢筋截面面积,并将两种情况进行对比。
第五章作业:第一次:1、2、3第二次:4、51.钢筋混凝土简支梁,截面尺寸为bh=200mm×500mm,a s=35mm,混凝土为C20,承受剪力设计值V=1.4×105N,求所需受剪箍筋。
2.梁截面尺寸同上题,但V=6.2×104N及V=2.8×105N,应如何处理。
3.钢筋混凝土梁如下图所示,采用C20级混凝土,均布荷载设计值为q=40kN/m(包括自重),求截面A、B左、B右受剪钢筋。
优质写作材料,仅供学习参考结构设计原理习题试题1.什么叫工程结构?何为结构设计原理?2.桥梁结构有哪些可选类型?其通常适宜的跨度为多少?3.一般将哪些结构称为特种结构?4.钢结构、混凝土结构、砌体结构各有哪些优缺点?5.组成结构的“基本元素”有哪些?6.何为刚域?它与刚节点有何不同?7.永久作用,可变作用和偶然作用各有什么特征?8.何为荷载代表值、荷载标准值、可变荷载准永久值、可变荷载频遇值及可变荷载组合值?9.为什么把荷载标准值作为荷载基本代表值看待?10.结构可靠性的含义是什么?它包括哪些方面的功能要求?建筑结构安全等级是按什么原则划分的?11.“作用”和“荷载”有什么区别?结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类?12.什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?或者说结构超过极限状态会产生什么后果?13.什么是结构的可靠度和可靠指标?《统一标准》对可靠指标是如何定义的?14.什么是失效概率?可靠指标和失效概率有何定性关系?为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率的极限状态设计法?分析其主要特点。
15.什么是荷载标准值?什么是活荷载的频遇值和准永久值?什么是荷载的组合值?对正常使用极限状态验算,为什么要区分荷载的标准组合和准永久组合?如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合?对于承载能力极限状态,如何确定其荷载效应组合?永久荷载和可变荷载的分项系数一般情况下如何取值?16.各种材料强度的标准值根据什么原则确定?材料性能分项系数和强度设计值是如何确定的?17.绘出有明显流幅的钢材(钢筋)的拉伸图,说明各阶段的特点,指出比例极限、屈服极限和强度极限(极限强度)的含义。
18.软钢和硬钢的拉伸图有何不同,抗拉强度设计值fy各对应于图中何处的应力值?19.钢材质量等级分A、B、C、D、E级的依据是什么?Q235.钢号中质量等级由A到D,表示质量的由低到高。
第七章组织结构设计(练习与思考- 参考答案)一、单项选择题1. 下列哪类企业最适合采用矩阵式组织结构?( )A. 纺织厂B. 医院C. 电视剧制作中心D. 学校2. 命令统一原则是指( ) 。
A. 每一个人只有一个直属上司B. 权责对等C. 责任不可委任D. 反映组织系统的相互关系3. 适当的充分的授权可以减少上下级之间的接触次数和密度,节省上级管理人员的时间和精力,从而,上级管理者可以拥有较大的( )。
A. 控制权B. 管理幅度C. 管理权D. 监督权4. 企业中管理干部的管理幅度,是指他( )。
A. 直接管理的下属数量B. 所管理的部门数量C. 所管理的全部下属数量D. 以上都不对5. 在组织规模一定的情况下,组织结构的扁平化会使管理费用( )A. 增加B. 减少C. 不变D. 没有任何关系参考答案:1.C;2.A ;3.B;4.A ;5.A;二、多项选择题1. 下列因素中有助于管理幅度扩大的因素有哪些?( )A. 主管所处的管理层次较高B. 计划制订得详尽周到C. 主管的综合能力、理解能力、表达能力强D. 下属的工作地点在地理上比较分散E. 工作环境稳定,变化不大2. 组织结构设计的原则包括( )。
A. 目标导向B. 命令统一C. 人人有事做D. 尽量减轻主要管理者的压力,多设副职E. 权责对等3. 组织设计的任务包括( )。
A. 研究与开发B. 提供组织结构系统图C. 分析财务构成D. 编制职务说明书E. 确定管理幅度与层次4. 下面关于非正式组织说法正确的是( )A. 多元的,一个正式组织中可能存在多个非正式组织B. 目的性强,成员由于相互吸引而自发地成立C. 无明文规定,但组织成员的行为方式受到组织价值观的软约束D. 非理性的感情因素E. 比较稳定,一旦建立通常会维持一段时间保持不变5. 委员会管理的积极作用主要是( )。
A. 能够避免权力过于分散B. 能够综合各种意见,提供决策正确性C. 便于协调各分支关系,加强合作与交流D. 代表各方利益,维护公平原则E. 决策迅速,效率高参考答案:1.BCE;2.ABE ;3.BD;4.ABCE ;5.ABCD ;三、判断题1. 职能部门化更适合大型的或多元化经营的公司。
结构设计原理课后习题一、基础理论结构设计是工程中非常重要的一环,它关乎着建筑物的安全性、稳定性和寿命。
为了培养学生的结构设计能力,以下是一些结构设计原理课后习题,供大家加深对结构设计的理解与应用。
1. 请简要解释结构设计的基本原理。
2. 结构设计中需要考虑哪些力学因素?3. 什么是荷载?荷载分为哪些类型?4. 受力分析在结构设计中的作用是什么?5. 为什么需要进行构件的尺寸和形状设计?二、数学模型与分析结构设计中,数学模型和分析是关键环节,通过建立准确的数学模型和进行分析,可以评估结构的性能和稳定性。
1. 结构设计中常用的数学方法有哪些?2. 请解释有限元分析在结构设计中的作用。
3. 数值模拟在结构设计中有何用途?4. 结构的稳定性如何进行分析?5. 受力与位移的关系如何用数学公式表示?三、结构优化设计结构设计的目标之一是尽可能提高结构的性能和效率。
通过结构优化设计,可以使结构在满足强度和稳定性要求的同时,减少材料的使用和成本。
1. 结构优化设计的基本原理是什么?2. 常见的结构优化设计方法有哪些?3. 如何从经济性角度考虑结构设计?4. 结构优化设计中需要解决哪些约束条件?5. 请举例说明结构优化设计的应用场景。
四、常见结构问题在实际的结构设计过程中,会遇到各种各样的问题和挑战。
解决这些问题需要结合理论与实践经验。
1. 如何解决不同材料结构的设计问题?2. 结构设计中常见的缺陷有哪些?如何解决?3. 如何应对结构受到的复杂荷载?4. 结构的防震设计应该注意哪些问题?5. 结构设计中的安全性考虑了哪些方面?五、结构实例分析通过对实际结构的分析和案例研究,可以更好地理解结构设计原理和方法。
1. 选择一个具体的建筑物或桥梁,分析其结构设计原理和优势。
2. 研究一个受力过程复杂的结构,对其进行荷载分析和稳定性评估。
3. 选择一个不同材料和形状的构件,比较其强度和稳定性。
4. 分析一个有振动问题的结构,探讨如何解决。
第一章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℃±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cu f 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℃±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c f 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ts f 按下式计算:20.637ts F F f A ==πA 。
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0.9t ts f f =。
结构设计原理习题集(七)第一章绪论1.1 学习要点1.了解工程结构的过去、现在和未来发展趋势,明确结构材料、理论方法、施工技术是决定工程结构发展的关键因素。
2.了解现有常规结构体系及在各工程领域的具体应用,明确钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构的主要特点。
3.了解结构与构件的关系,明确结构设计就是从整体结构到局部构件,再从局部构件到整体结构的设计过程。
4.了解结构计算简图的工程意义,学会建立实际结构合理的可计算的力学模型的方法。
5.熟悉结构荷载的种类和划分依据,掌握“永久荷载”、“可变荷载”、“偶然荷载”、“荷载代表值”、“荷载标准值”、“可变荷载准永久值”及“可变荷载组合值”等基本术语的定义,为第二章结构设计方法及后述各章的学习作好准备。
1.2 思考题1.什么叫工程结构?何为结构设计原理?2.古代、近代、现代土木工程有哪些重要区别?3.结构工程的发展与哪些因素直接相关?4.试述框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的特点。
5.桥梁结构有哪些可选类型?其通常适宜的跨度为多少?6.一般将哪些结构称为特种结构?7.钢结构、混凝土结构、砌体结构各有哪些优缺点?8.组成结构的“基本元素”有哪些?9.何为刚域?它与刚节点有何不同?10.永久作用,可变作用和偶然作用各有什么特征?11.何为荷载代表值、荷载标准值、可变荷载准永久值、可变荷载频遇值及可变荷载组合值?12.为什么把荷载标准值作为荷载基本代表值看待?第二章结构设计方法2.1 学习要点本章主要介绍结构设计中存在的共性问题,是学习本课程和进行结构设计的理论基础。
由于是宏观地、抽象地介绍近似概率的极限状态方法,涉及到的名词术语较多,初次接触,会觉得生涩和难于理解,这需要在后续各章的学习中逐渐克服。
结合后续各章的设计内容,要求深入理解和掌握结构的功能要求,结构的安全等级,设计使用年限和设计基准期的概念,极限状态及其分类,荷载的分类及其取值,荷载效应组合,结构的可靠性和可靠度,实用设计表达式等内容。
对有关数理统计方面的内容,要求了解。
2.2 思考题1.建筑结构应满足哪些功能要求?结构的设计使用年限如何确定?结构超过其设计使用年限是否意味着不能再使用?为什么?2.结构可靠性的含义是什么?它包括哪些方面的功能要求?建筑结构安全等级是按什么原则划分的?3.“作用”和“荷载”有什么区别?结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类?4.影响结构可靠性的因素有哪些?结构构件的抗力与哪些因素有关?为什么说构件的抗力是一个随机变量?5.什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?或者说结构超过极限状态会产生什么后果?6.什么是结构的可靠度和可靠指标?《统一标准》对可靠指标是如何定义的?7.什么是失效概率?可靠指标和失效概率有何定性关系?为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率的极限状态设计法?分析其主要特点。
8.结构构件设计时采用的可靠指标值与结构构件的破坏类型是否有关?9.深入理解承载能力极限状态实用设计表达式,能说明式中各符号的物理意义。
结构可靠性的要求在式中是如何体现的?10.荷载的代表值有哪些?其基本代表值是什么?11.什么是荷载标准值?什么是活荷载的频遇值和准永久值?什么是荷载的组合值?对正常使用极限状态验算,为什么要区分荷载的标准组合和准永久组合?如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合?对于承载能力极限状态,如何确定其荷载效应组合?永久荷载和可变荷载的分项系数一般情况下如何取值?12.各种材料强度的标准值根据什么原则确定?材料性能分项系数和强度设计值是如何确定的?13.混凝土结构的耐久性设计是如何考虑的?第三章结构材料3.1 学习要点本章介绍工程结构常用之钢材、混凝土、砖石、砌块等材料的力学性能和强度取值,是后续构件承载能力、变形等设计计算的基础。
1.材料的力学性能由强度指标,变形指标,冷弯、冲击韧性等构成。
作为强度指标的有比例极限、弹性极限、屈服极限(屈服点)和强度极限等参数,结构设计用屈服极限作为强度指标。
衡量变形能力除弹性模量(或变形模量)以外,还有延伸率、截面收缩率等塑性指标。
冷弯是一个综合性指标,冲击韧性用冲击功来定义。
不同质量等级的钢材除化学成分要求不同以外,对不同温度下的冲击韧性指标有要求。
2.材料强度有平均值fm,标准值fk和设计值f之分。
平均值是若干标准试件按规范规定进行试验,测得的材料屈服极限的平均值;而标准值则为具有95%保证率的材料强度取值,即低于平均值1.645倍标准差;材料强度设计值由标准值除以材料的分项系数(>1)而得到。
3.了解钢材、钢筋的分类和规格,掌握钢材各种强度设计值(抗拉、抗压、抗剪、承压)的确定方法,熟悉钢材的本构模型。
4.掌握钢材焊接连接,螺栓连接的设计计算方法。
5.混凝土属于人工石材,是典型的脆性材料,抗压能力远远高于抗拉能力,其性能和配合比有关。
了解混凝土受压破坏机理、变形特点,掌握抗拉、抗压、抗剪强度之间的差异,熟悉砼的应力-应变关系。
6.砌体的承载力和变形能力和块体、砂浆,砌筑质量密不可分。
了解块体、砂浆的种类和强度等级,掌握砌体种类和强度取值,熟悉砌体的变形特性。
3.2 思考题1.试绘出有明显流幅的钢材(钢筋)的拉伸图,说明各阶段的特点,指出比例极限、屈服极限和强度极限(极限强度)的含义。
2.软钢和硬钢的拉伸图有何不同,抗拉强度设计值fy各对应于图中何处的应力值?3.钢材的冲击韧性如何定义?4.钢材质量等级分A、B、C、D、E级的依据是什么?5.为什么说冷弯性能是衡量钢材力学性能的一项综合指标?6.钢材抗剪强度取抗拉强度的58%,依据何在?7.何谓伸长率?何谓屈强比?8.钢材强度取值与尺寸有关,Q345钢何时fy=345N/mm2?在其他情况下fy是小于还是大于345N/mm2?9.角焊缝在弯矩、轴力、剪力、扭矩作用下的焊接强度是按哪种形式计算的?与对接焊缝有何区别?10.高强度螺栓的预拉力起什么作用?预拉力的大小与承载能力有什么关系?高强度螺栓与普通螺栓计算有什么不同?摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有何区别?11.在交变受力过程中,钢材的疲劳计算是用最大应力、最小应力、平均应力、还是用应力幅?为什么不采用材料力学中的“疲劳极限”这一概念?12.钢筋进行冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?每种加工方法对强度有何影响?13.何谓冷拉时效?14.我国钢筋混凝土结构中使用的钢筋有几种?热轧钢筋的强度分哪几个等级,分别用什么符号表示?15.混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中混凝土的强度?既然用立方体抗压强度fcu作为混凝土的强度等级,为什么还要有轴心抗压强度fc?16.混凝土的基本强度指标有哪些?各用什么符号表示,它们之间有什么关系?17.混凝土在短期一次加载轴心压力作用下的应力应变曲线,和热轧钢筋一次加载受接时的应力应变曲线相比有什么不同?并指出前者曲线的某些特点。
18.混凝土应力等于fc时的应变ε0和极限压应变εcu有什么区别?它们各在什么受力情况下考虑,其应变值大致为多少?19.为什么混凝土棱柱体试件在短期轴压作用下的应力应变曲线中有一个“下降段”。
为什么会出现应变不断增加,而应力不断降低的现象?20.什么叫约束混凝土?处于三向受压的混凝土,其变形特点如何?21.混凝土的受压变形模量有几种表达方式?我国现行规范是怎样确定混凝土的受压弹性模量的?22.混凝土在重复荷载作用下,其应力应变曲线有何特征,在实用上有何意义?23.混凝土的收缩和徐变有什么不同?是由什么原因引起的?变形特点是什么?24.混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构各有什么影响?减少收缩和徐变的措施有哪些?25.为什么钢筋和混凝土能够共同工作?它们之间的粘结力是由哪几部分组成的?提高钢筋和混凝土之间的粘结力可采取哪些措施?26.粘结力沿钢筋长度方向的分布图形如何?钢筋埋入混凝土中的长度无限增大时,粘结力图形的长度是否也随之无限增大?为什么?27.为使钢筋在混凝土中有可靠的锚固,可采取哪些措施?28.砖砌体的抗压强度为什么低于它所用砖所能达到的抗压强度?29.影响砌体抗压强度的因素有哪些?30.从影响砌体抗压强度的因素分析,如何提高砖墙的施工质量?31.在何种情况下可按砂浆强度为零来确定砌体强度?32.为什么工程上不允许采用沿水平通缝截面轴心受拉的构件?33.砌体在弯曲受拉时有哪几种破坏形态?34.垂直压应力对砌体抗剪强度有何影响?4.1 学习要点本章讨论受弯构件(许多场合,受弯构件又称为梁)的承载能力计算,是全书的重点之一,应足够重视。
在弯矩M作用下,构件的变形引进“平截面”假定,以中和轴为界,一侧受拉、另一侧受压,线应变呈线性分布。
弹性应力在截面上亦呈线性分布,弹塑性应力分布比较复杂。
正截面承载力计算,在极限状态(塑性阶段)截面应力图式按矩形考虑。
剪力V 的参与,导致主拉应力和主压应力的作用面为斜截面,故破坏沿斜截面发生。
构件弯曲抗剪的问题,即是斜截面承载力计算的问题。
构件承载能力除满足相应的公式以外,还需要满足构造要求。
1.钢筋混凝土梁正截面从加载到破坏,可分为三个阶段。
每个受力阶段截面上应力、应变图形都有自己的特点和变化规律,分别作为抗裂、变形、承载力计算的依据。
根据钢筋数量的不同,受弯构件正截面破坏时有三种破坏形态,注意它们之间质的区别以及相互之间的界限。
规范以适筋破坏作为设计计算的依据。
2.适筋梁正截面承载力极限状态可简单表述为:钢筋屈服的同时,压区混凝土达到极限应变。
即钢筋达到强度设计值,压区混凝土应力取矩形图式。
要求了解计算简图,掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面这三种最常用的受弯构件正截面承载力计算问题,熟悉构造规定。
3.钢筋混凝土梁斜截面必须进行计算。
了解斜截面的破坏形态,影响抗剪承载力的主要因素:掌握斜截面抗剪承载力计算理论依据和方法;熟悉斜截面抗弯承载力的构造措施——纵筋截断、弯起和锚固;了解材料图的概念和绘制方法;熟悉抗剪构造要求。
4.砌体结构受弯构件之抗弯、抗剪承载力均可按材料力学理论计算最大应力,使其不超过设计值,并用内力表示。
受剪构件需考虑法向应力对抗剪承载力的有利影响。
5.钢材是典型的各向同性材料,应力分布与初等力学理论符合良好。
弹性应力在构件的上、下边缘最大,考虑全截面屈服时,应力呈矩形分布。
设计计算时用截面的弹性抵抗矩,同时引进塑性发展系数。
强度计算包括正应力、剪应力、局部承压应力和腹翼交界处的折算应力计算。
钢梁一般是薄壁截面,稳定至关重要,整体稳定和局部稳定均需要考虑。
整体失稳,又称弯扭失稳;整体稳定验算,由稳定系数来考虑。
局部稳定,如果不满足验算要求,可设加劲肋来保证。
组合钢梁还需验算焊缝或连接螺栓。