结构设计原理课后习题答案(人民交通出版社第二版)
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-装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一、设计题目:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算二、基本设计参数(一).跨度及桥面宽度1.桥面净宽:净9.0m(行车道)+2×0.75m(人行道)。
2 主梁跨径及全长计算跨径:23.5m(支座中心距离),砼标号为C30,主梁根数为6根主梁全长:23.96m(主梁预制长度),横隔梁根数为5根(二).技术标准设计荷载:公路为I级,人行道及栏杆自重线密度按照单侧6.0N/m计算,人群荷载为 3.0KN/m2。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:二级。
(三).主要材料1.混凝土:桥面铺装:沥青表面处治厚2cm(重力密度为23KN/m2),C30混凝土垫层厚9cm(重力密度为225kN/m。
24kN/m),C30T梁的重力密度为2(四)设计依据⑴《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60—2004)⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ D62—2004);(五)参考资料结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社;桥梁工程:邵旭东,人民交通出版社;桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁(板)桥》(第三版) 易建国主编.人民交通出社《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》闫志刚主编.机械工业出版社(六)T梁简图如下沥青表面处治厚2cm C25混凝土垫层厚6-12cm横断面布置图④③②①187575175175175175175900150200⑥⑤纵断面布置图20202020205805805805802396简支梁的主梁和横隔梁简图(尺寸单位:cm )二、设计步骤与方法1、行车道板计算(1)结构自重及其内力(按纵向1m 宽的板条计算) 1)每延米板上的结构自重g :沥青混凝土面层m KN g /42.0240.102.0:1=⨯⨯ C30混凝土垫层2:0.09 1.024 2.16kN/m g ⨯⨯= T 梁翼板自重 3g :22.014.0+ ×1.0×25kN/m=4.25kN/m 合计:g=∑i g =6.87kN/m2)每米宽板条的恒载内力弯矩g min ,M =-21g 20l =-21×6.87×2785.0=-2.117kN/m 剪力Q=g 0l =6.87×0.785=5.392kN (2)汽车车辆荷载产生的内力(3)公路一级:以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利布置,此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力为140kN ,轮压分布宽如图所示车辆荷载后轮着地长度为m 20.02=a ,宽度m 0.60b 2=则m H b b m H a a 82.011.026.0242.011.022.022121=⨯+=+==⨯+=+= 荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度: ɑ=ɑ1+d+2l 0=0.42+1.4+2×0.785=3.39m 单轮时:ɑ’=ɑ1+2l 0=0.42+2×0.785=1.99m局部加载冲击系数取1. 3,则作用于每米宽板条上的弯矩为2)4(12-104p -=-+=b l M a P)(μ×1.3×39.3x 4140×(0.785-482.0)=—15.57kN/m 单个车轮时:m kN b l a M /26.13)482.0785.0(99.141403.1)4('4p 110p -=-⨯⨯⨯-=-+-=)(’μ取两者中的最不利情况.则kN/m 57.15p -=M 作用于每米宽板条上的剪力为:m kN a Q /84.2639.341403.124p 12ag =⨯⨯⨯=+=)(μ (3)内力组合1)承载能力极限状态内力组合计算kNQ Q M M M ag 05.4484.264.1392.52.14.12.1Q kN/m 34.2457.154.1117.22.14.12.1ud p g ud =⨯+⨯=+=-=⨯+⨯-=+=)(所以,行车道板的设计内力为 kN 05.44Q kN/m 34.24ud ud =-=M 2)正常使用极限状态内力组合计算NQ Q S KN M M M k 97.4284.264.1392.57.0m /02.1357.157.0117.27.0ag sd p g sd =⨯+=+=-=⨯+=+=2、主梁内力计算 (1)恒载内力计算 1)恒载集度主梁:m /k 52.122518.075.122.014.03.118.0g 1N =⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯++⨯=)( 横隔梁集度如下:对于边主梁:m kN /7.05.232562.0218.075.1220.014.05.1g 2=⨯⨯⨯-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=对于中主梁: k N /m 40.170.02g 2=⨯=’桥面铺装层:kN/m 93.3624912.006.02192302.0g 3=⨯⨯++⨯⨯=)( 栏杆和人行道:kN/m 67.1625g 4=⨯= 作用于边主梁的全部恒载为:kN/m 82.1867.193.370.052.12g g i =+++==∑作用于中主梁的恒载强度为:kN/m 52.1967.14.193.352.12g =+++=’2)、恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力,计算图式如图所示,则:()222(2)22X X gl x gxM x gx l x gl gQ gx l x =⋅-⋅=-=-=-g结构自重内力计算图示各计算截面的剪力和弯矩值,列于下表内。
高等路面结构设计原理课程名称:《高等路面结构设计原理》课程名称:(英文)Principle for Design of Pavement Structures 课程编号:B08230101课程组长:凌天清教授课程性质:专业课学分:3总学时数:54适用专业:道路与铁道工程课程教材:凌天清《高等路面结构设计原理》重庆交通大学(自编)2008年参考书目:1(AASHTO,AASHTO Guide for design of Pavement structures, AASHTO 20022(Asphalt Institute, Asphalt •Thickness •Design Manual(Ms-1), 9th Edition. Maryland,•Asphalt Institute 19813(Shell International petroleum Company •Limited, Shell Pavement Design Manual, London19784(J.C Nicholls, Asphalt Surfacings (A Guide to Surfacings and Treatments Used for the SurfaceCourse of Road Pavements), Transport Research Laboratory 1998 5,内田一郎(日)《新编道路铺装の设计法》森北出版株式会社19786(邓学钧、黄晓明《路面设计原理与方法》人民交通出版社2001.107(黄卫《高等沥青路面设计理论与方法》科学出版社20058(黄卫《高等水泥混凝土路面设计理论与方法》科学出版社20059(张起森《高等路面结构设计理论与方法》人民交通出版社2005.1110(姚祖康《公路设计手册《路面》(第2版)》人民交通出版社200211(朱照宏、许志鸿《柔性路面设计理论与方法》•同济大学出版社198512(林锈贤《柔性路面结构设计方法》人民交通出版社198813(邓学均、陈荣生《刚性路面设计》人民交通出版社199214(《公路沥青路面设计规范》人民交通出版社199715(《公路水泥混凝土路面设计规范》人民交通出版社2004教学方式:本课程以课堂讲授为主,辅以课堂讨论等方式教学。
课程教学档案Academic Archivesfor Curriculums部门教研室课程名称任课教师周学时/总学时教学班级教学时间20~20学年第学期江西科技学院教务处精心备课,让我们的课堂更精彩备好课是上好课的前提。
为了提高教学质量,在抓备课这一环节时,要注意教学内容的综合性,教学方法的灵活性,练习的多样性,力争做到心中有教材、心中有学生、心中有教法、心中有目标。
1.备教材。
备教材即认真钻研教材,包括钻研教学大纲、教材和教学参考书,以了解本门课程的教学目的、任务和要求,了解教材的结构体系及其与前后课程的关系,明确教材的重难点,在此基础上根据课时安排、学生情况和设备情况等精选教学内容,编写学期教学计划。
备教材是备课的前期基本工作。
通过钻研教材要把课程内容所涉及的基本理论、基本概念理解准确、透彻;重要公式、推导过程要清楚熟练;掌握教材的重点,找准教材的难点;掌握教材内在的知识体系结构和思维逻辑关系;同时广泛阅读有关教学参考书和资料,从优取舍教学要点、方法和案例、例题等。
另外,还要注意搜集与教材相关的国内外最前沿的研究成果(尤其是专业课),及时纠正删除过时或有错的内容,增补最新的信息。
2.备学生。
备学生是尽量了解学生的实际,有的放矢地进行教学。
内容包括了解学生的思想、情绪、知识和能力基础、思维特点和思维水平、学习方法、爱好和对教学的期望等,依据教学大纲的要求和照顾大多数的原则,确定教学的起点和难点,同时考虑相应的教学措施,做到因材施教、因人施教。
教师应做到“以人为本”,以学生的学为本,在考虑教学内容、教学策略的时候要“随机应变”,精心设计、调整、修正,使之更适合学生的知识水平和能力结构。
这样的备课才是有效的。
3.备教法。
备教法就是选择恰当的教学手段和教学方法以实现教学目标。
恰当的教学方法符合学生的认知规律,使学生可以接受,最终实现了预期的教学目标并收到好的教学效果。
教学方法多种多样,常用的有启发式、讨论式、研究型、模拟式、讲练结合等多种形式,还包括课堂讲授的组织和设计等方法。
本科课程设计预应力混凝土简支梁设计课程结构设计原理学院土木与交通工程专业道路与桥梁工程年级班别 10(1)学号 3110003802学生姓名李智辉指导教师禹智涛2012 年12 月30日课程设计任务书一、课程设计的内容根据给定的桥梁基本设计资料(主要结构尺寸、计算内力等)设计预应力混凝土简支T 形主梁。
主要内容包括:1.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置; 2.截面几何性质计算;3.承载能力极限状态计算(正截面与斜截面承载力计算);4.预应力损失估算;5.应力验算(短暂状况和持久状况的应力验算); 6.抗裂验算(正截面与斜截面抗裂验算)或裂缝宽度计算; 7.主梁变形(挠度)计算; 8.锚固局部承压计算与锚固区设计; 9.绘制主梁施工图。
二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计,要求掌握设计过程的数值计算方法及有关构造要求规定,并绘制施工图。
要求:设计合理、计算无误、绘图规范。
(一)基本设计资料1.桥面净空:净14+2⨯1.0m2.设计荷载:公路—Ⅰ级荷载,人群荷载3.52kN/m ,结构重要性系数0γ=1.0 3.环境标准:Ⅱ类环境 4.材料性能参数 (1)混凝土强度等级为C50,主要强度指标为:强度标准值 ck f =32.4MPa ,tk f =2.65MPa 强度设计值 cd f =22.4MPa ,td f =1.83MPa 弹性模量 c E =3.45⨯410MPa(2)预应力钢筋采用A STM A416—97a 标准的低松弛钢绞线(1⨯7标准型), 其强度指标为:抗拉强度标准值 pk f =1860MPa 抗拉强度设计值 pd f =1260MPa弹性模量 p E =1.95⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ=0.4,pu ξ=0.2563 公称直径为15.24mm ,公称面积为140mm2(3)非预应力钢筋1)纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB 400钢筋,其强度指标为:抗拉强度标准值 sk f =400MPa 抗拉强度设计值 sd f =330MPa 弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ=0.53,pu ξ=0.1985 2)箍筋及构造钢筋采用HRB 335钢筋,其强度指标为: 抗拉强度标准值 sk f =335MPa 抗拉强度设计值 sd f =280MPa弹性模量 s E =2.0⨯510MPa 图1 主梁跨中截面尺寸(尺寸单位:mm )5.主要结构尺寸主梁标准跨径k L =25m ,梁全长24.96m ,计算跨径f L =24.3m 。
毕业设计(论文)任务书土木与建筑学院土木工程(城市轨道交通工程方向)专业1101 班题目任务起止日期:2015 年3月16日~ 2015 年6月5日学生姓名学号指导教师系主任年月日审查院长年月日批准一、业设计(论文)任务注:1. 此任务书由指导教师填写。
如不够填写,可另加页。
2. 此任务书最迟必须在毕业设计(论文)开始前一周下达给学生。
3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计(论文)工作进度计划表注:1. 此表由指导教师填写;2. 此表每个学生人手一份,作为毕业设计(论文)检查工作进度之依据;3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。
三、学生完成毕业设计(论文)阶段任务情况检查表注:1. 此表应由指导教师认真填写。
阶段分布由各学院自行决定。
2. “组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神,根据学生具体执行情况,如实填写。
3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。
包括优点,存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者,指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。
四、学生毕业设计(论文)装袋要求:1. 毕业设计(论文)按以下排列顺序印刷与装订成一本(撰写规范见教务处网页)。
(1) 封面 (2) 扉页(3) 毕业设计(论文)任务书 (4) 中文摘要(5) 英文摘要 (6) 目录(7) 正文 (8) 参考文献(9) 致谢 (10) 附录(公式的推演、图表、程序等)(11) 附件1:开题报告(文献综述) (12) 附件2:译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸(设计类)按顺序装订成一本。
3. 修改稿(经、管、文法类专业)按顺序装订成一本。
4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。
5.论文电子文档[由各学院收集保存]。
学生送交全部文件日期学生(签名)指导教师验收(签名)。
装配式钢筋混凝土简支板桥设计一. 设计资料1. 桥面跨径及桥宽标准跨径:根据该跨桥梁的方案比选,且该河流无通航要求,并根据《公路桥涵设计通用规范》第1.3.2条的新建桥梁标准跨径的要求,方案确定为标准跨径13米的钢筋混凝土空心简支板。
主梁全长:伸缩缝取4厘米,梁长12.6米。
计算跨径:根据《公路桥涵设计通用规范》第1.3.2条的规定,板的计算跨径取相邻两支承中心的距离,本桥取为12.6米。
桥面宽度:根据《公路桥涵设计通用规范》确定桥面宽度为:净—7m+2×0.75m。
2. 设计荷载:荷载等级:公路—Ⅰ级3.材料钢筋:主钢筋用Ⅱ级钢筋,其他钢筋用Ⅰ级钢筋混凝土:C354. 地形、地质条件桥址处在河道标高为0.0米;桥头路面标高为7.5米;河道边坡为1:2;相应标准跨径L,河底宽B=60m。
桥址处4.0m高程以上为耕植土,4.0m高程以下为亚粘土,其13mb基本承载力为200kpa,内摩擦角为20。
5.该河道无通航要求;设计洪水位为5.5m。
7500.0设计依据:(1).《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021—85);(2).《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023—85);(3) . 《结构设计原理》第二版人民交通出版社;(4).《桥梁工程》合肥工业大学出版社;二. 构造布置:1 . 板桥横断面:参考我国交通部制定的跨径6—13m空心板的标准图板厚的取值为0.4—0.8m,本设计板厚取0.7m,并采用空心截面以减轻结构的自重。
采用装配法施工,即先预制,后吊装的方法。
根据施工现象的吊装能力,预制板宽为0.99m。
具体尺寸见下图2 . 板梁: 根据施工现场的吊装能力,预制板宽0.99m,其余尺寸见下图三、板的毛横截面几何特性计算;(一) 预制板的截面几何特性:3211、 补上挖空部分以后得到的截面,其几何特性为:面积A b =99×70=6930cm 2对上缘的面积矩:S b =A b y b =6930×35=242550cm 3重心至截面上缘的距离 y b =35cm 。
《结构设计原理》课程设计任务书与指导书力学教研室2010.10《结构设计原理》课程设计任务书一、设计目的运用钢筋混凝土结构的基本知识,通过一根主梁的设计计算,进一步掌握钢筋混凝土结构中受弯构件的构造、受力特点和设计要点,为以后桥梁施工中布置受弯构件的钢筋和进行中小桥涵设计计算及一般构件设计计算奠定基础。
二、设计内容正截面承载力计算斜截面抗剪承载力计算全梁承载能力校核水平纵向钢筋和架立钢筋设计裂缝宽度及变形(挠度)验算钢筋长度计算三、课程设计题目装配式钢筋混凝土简支T梁设计(一)设计资料1.桥面净空:净-7m+2×1.5m2.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内力计算结果见(二)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=19.50m主梁全长L=19.96m横断面及尺寸如图所示:(二)内力计算(结果摘抄)弯矩标准值M汇总表: kN·m四、设计依据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 中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004五、提交成果及要求1.设计说明书一份要求:内容完整,设计合理,引用公式正确,计算准确,书写工整;2.一片主梁配筋图一张内容:主梁配筋图、钢筋大样图、钢筋长度明细表及材料数量要求:用白绘图纸,绘3号图(可加长),作图规范,有图框、有标题栏,用铅笔绘图,写工程字;3.必须自己独立完成设计,不得抄袭,一经发现抄袭者按零分处理。
六、参考文献中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003).北京:人民交通出版社,2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004)孙元桃主编.结构设计原理第二版.北京: 人民交通出版社,2005张树仁主编.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理.北京: 人民交通出版社,2004叶见曙主编.结构设计原理.北京: 人民交通出版社,2002公路桥涵设计标准图七、设计时间要求一周内完成。
………………………………………(第二版)结构设计原理课后习题答案第一章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 =。
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?答:完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段OC 、下降段CD 和收敛段DE 三个阶段组成。
上升段:当压应力0.3c f σ<左右时,应力——应变关系接近直线变化(OA 段),混凝土处于弹性阶段工作。
在压应力0.3c f σ≥后,随着压应力的增大,应力——应变关系愈来愈偏离直线,任一点的应变ε可分为弹性应变和塑性应变两部分,原有的混凝土内部微裂缝发展,并在孔隙等薄弱处产生新的个别裂缝。
当应力达到0.8c f (B 点)左右后,混凝土塑性变形显著增大,内部裂缝不断延伸拓展,并有几条贯通,应力——应变曲线斜率急剧减小,如果不继续加载,裂缝也会发展,即内部裂缝处于非稳定发展阶段。
当应力达到最大应力c f σ=时(C 点),应力应变曲线的斜率已接近于水平,试件表面出现不连续的可见裂缝。
下降段:到达峰值应力点C 后,混凝土的强度并不完全消失,随着应力σ的减小(卸载),应变仍然增加,曲线下降坡度较陡,混凝土表面裂缝逐渐贯通。
收敛段:在反弯点D点之后,应力下降的速率减慢,趋于残余应力。
表面纵缝把混凝土棱柱体分为若干个小柱,外载力由裂缝处的摩擦咬合力及小柱体的残余强度所承受。
影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素:混凝土强度、应变速率、测试技术和试验条件。
1-4 什么叫混凝土的徐变?影响徐变有哪些主要原因?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。
1-5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有和不同之处?答:徐变变形是在持久作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变;收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象,是一种不受力情况下的自由变形。
1-7 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。
第二章2-1 桥梁结构的功能包括哪几方面的内容?何谓结构的可靠性?答:①桥梁结构的功能由其使用要求决定的,具体有如下四个方面:(1)桥梁结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用;(2)桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能,例如,不发生影响正常使用的过大变形和局部损坏;(3)桥梁结构在正常使用和正常维护条件下,在规定的时间内,具有足够的耐久性,例如,不出现过大的裂缝宽度,不发生由于混凝土保护层碳化导致钢筋的修饰;(4)在偶然荷载(如地震、强风)作用下或偶然事件(如爆炸)发生时和发生后,桥梁结构仍能保持整体稳定性,不发生倒塌。
②结构的可靠性:指结构的安全性、适用性和耐久性。
2-2 结构的设计基准期和使用寿命有何区别?答:设计基准期是指对结构进行可靠度分析时,结合结构使用期,考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间参数,设计基准期可参考结构使用寿命的要求适当选定,但二者不完全等同。
当结构的使用年限超过设计基准期,表面它的失效概率可能会增大,不能保证其目标可靠指标,但不等于结构丧失了所要求的基本功能甚至报废。
一般来说,使用寿命长,设计基准期也可以长一些,使用寿命短,设计基准期应短一些。
通常设计基准期应该小于寿命期。
2-3 什么叫极限状态?我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态?答:①极限状态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,此特定状态成为该功能的极限状态。
②承载能力极限状态和正常使用极限状态。
2-4 试解释一下名词:作用、直接作用、间接作用、抗力。
作用:是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因;直接作用:是指施加在结构上的集中力和分布力;间接作用:是指引起结构外加变形和约束变形的原因;抗力:是指结构构件承受内力和变形的能力。
2-5我国《公路桥规》规定了结构设计哪三种状况?答:持久状况、短暂状况和偶然状况。
2-6结构承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算原则是什么?我国《公路桥规》采用的是近似概率极限状态设计法。
①承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础,设计的原则是作用效应最不利组合(基本组合)的设计值必须小于或等于结构抗力设计值,即0d S R γ≤。
②正常使用状态是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础,采用作用(或荷载)的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响,对构建的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算,并使各项计算值不超过《公路桥规》规定的各相应限值。
设计表达式为1S C ≤.2-7什么叫材料强度的标准值和设计值?①材料强度标准值:是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值,即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中,材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。
②材料强度设计值:是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值。
2-8作用分为几类?什么叫作用的标准值,可变作用的准永久值可变作用的频遇值?答:作用分为永久作用(恒载)、可变作用和偶然作用三类;作用的标准值:是结构和结构构件设计时,采用的各种作用的基本代表值。
可变作用的准永久值:指在设计基准期间,可变作用超越的总时间约为设计基准期一半的作用值。
可变作用频遇值:在设计基准期间,可变作用超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规定次数的作用。
它是指结构上较频繁出现的且量值较大的荷载作用取值。
2-9钢筋混凝土梁的支点截面处,结构重力产生的剪力标准值187.01Gk V kN =;汽车荷载产生的剪力标准值1261.76Q k V kN =;冲击系数(1) 1.19μ+=;人群荷载产生的剪力标准值257.2Q k V kN =;温度梯度作用产生的剪力标准值341.5Q k V kN =,参照例题2-3,试进行正常使用极限状态设计时的作用效应组合计算。
解:①作用短期效应组合汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为:11'261.76/1.19219.971Q k Q k V V kN μ===+111187.010.7219.97 1.057.20.841.5m n sd Gik j Qjk i j S S S φ===+•=+⨯+⨯+⨯∑∑=431.39kN①作用长期效应组合211187.010.4219.970.457.20.841.5m nld Gik j Qjk i j S S S φ===+•=+⨯+⨯+⨯∑∑=331.08kN第三章3.1、试比较图3-4和3-5,说明钢筋混凝土板和钢筋混凝土梁钢筋布置的特点。
答:板:单向板内主钢筋沿板的跨度方向布置在板的受拉区,钢筋数量由计算决定。
受力主钢筋的直径不宜小于10mm (行车道板)或8mm (人行道板)。
近梁肋处的板内主钢筋,可沿板高中心纵轴线的(1/4~1/6)计算跨径处按(30°~45°)弯起,但通过支承而不弯起的主钢筋,每米板宽内不应少于3根,并不少于主钢筋截面积的1/4。
在简支板的跨中和连续梁的支点处,板内主钢筋间距不大于200mm 。
行车道板受力钢筋的最小混凝土保护层厚度c 应不小于钢筋的公称直径且同时满足附表1-8的要求。
在板内应设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋,分布钢筋是在主筋上按一定间距设置的横向钢筋,属于构造配置钢筋,即其数量不通过计算,而是按照设计规范规定选择的。
梁:梁内的钢筋常常采用骨架形式,一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架两种形式。
梁内纵向受拉钢筋的数量由数量决定。
可选择的钢筋数量直径一般为(12~32)mm,通常不得超过40mm。
在同一根梁内主钢筋宜用相同直径的钢筋,当采用两种以上直径的钢筋时,为了便于施工识别,直径间应相差2mm以上。
3-2什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率?配筋率的表达式中,0h含义是什么?答:配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值(化为百分数表达)。