《结构设计原理》学习指导及习题资料.docx

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1、结构设计原理学习指导及习题结构设计原理是一门必修的专业技术基础课，是一门实践性很强并及 现行规范、规程等紧密相关的课程。先修课程有材料力学、工程制图、建筑 材料、结构力学等。本课程所讲述的内容是后续桥梁工程等专业课程的 理论基础和工程基础，也是学生毕业设计及参及工程实践活动必不可少的知 识。因此，教学过程中也是把后续的相关专业的设计规范、规程(桥梁设计 规范等)的知识点传授给学生的一个很重要的过程，并通过本课程实践性教 学环节，使学生初步具有解决有关工程实际问题的综合素质及能力，培养学 生实事求是、独立思考、勇于创造的科学精神。该课程在培养道路及桥梁工 程专业高级工程技术人员的过程中处于核心地

2、位。本课程作为相关专业的必修课程，要求学生掌握课程的基础理论和基本概 念及必要的实践能力。课程的难度主要体现在如下三个方面：(1)道路及桥梁工程结构设计的基本概念和设计原则，包括钢筋混凝土 结构、预应力混凝土结构、坊工结构和钢结构的基本概念及其相应结构材料 的物理力学性能，以及各类结构构件的基本设计原则。(2)结构构件的受力性能和破坏机理，包括钢筋混凝土受弯构件、受压 构件、受拉构件的受力性能和破坏形态，以及预应力混凝土受弯构件的性能 和破坏形态。(3)结构构件的设计原理，包括构件的基本设计方法以及构件的极限承 载能力计算和正常使用极限状态验算。一、学习要点课程教学对基本概念及计算理论分别按了

3、解、理解和深刻理解的三 个程度给出教学要求；对结构构件的设计计算方法和构造则分别给出了解、 掌握和熟练掌握这三个程度的教学要求。1总论课程基本内容为工程结构及分类，各种工程结构特点及使用范围。要求 了解各种工程结构的特点。2钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能课程基本内容为钢筋混凝土结构概念；混凝土；钢筋；钢筋及混凝土之间 的粘结。要求理解混凝土的立方体抗压强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土 抗拉强度；理解复合应力状态下的混凝土强度；深刻理解混凝土在单调、短 期加载作用下的变形性能；理解混凝土的徐变变形和收缩变形；理解钢筋混 凝土结构概念和混凝土中设置钢筋的目的。要求了解钢筋的强度及变形；

4、掌 握普通热轧钢筋的级别和品种。要求理解钢筋及混凝土之间的粘结及其机 理；了解影响粘结强度的因素。3极限状态法设计计算的原则课程基本内容为概率极限状态设计法的基本概念；公路桥规的计算原 则；材料设计强度的取值；作用、作用的代表值和作用效应组合。要求理解 结构可靠性及可靠度；深刻理解结构可靠度及极限状态。要求深刻理解设计 状况、结构的安全等级、承载能力极限状态和正常使用极限状态计算表达式。 要求理解混凝土和钢筋的强度标准值、强度设计值。要求理解结构上作用分 类、作用的代表值和作用效应组合。4钢筋混凝土受弯构件承载力计算课程基本内容为钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算，斜截面承载力计 算。要求了解

5、常用的截面形式；掌握受弯构件的钢筋构造；熟练掌握混凝土 保护层和钢筋间净距。要求理解受弯构件正截面受力全过程；深刻理解受弯 构件正截面破坏形态；理解正截面承载力计算的基本假定；深刻理解受压混 凝土等效矩形应力图形、相对界限受压高度和最小配筋率。要求深刻理解双 筋截面的受压钢筋应力和T形截面翼缘板有效宽度。要求熟练掌握单筋矩形 截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件的截面设计和截面复核的方法。要 求了解受弯构件斜截面的受力特点，深刻理解斜截面破坏形态和影响因素。 要求掌握斜截面抗剪承载力计算的公式及适用条件；熟练掌握受弯构件的腹 筋设计计算方法和斜截面抗剪承载力复核方法；掌握构造要求。要求了解连

6、续梁的斜截面抗剪承载力计算方法。5钢筋混凝土受压构件承载力计算课程基本内容为轴心受压构件正截面承载力计算；偏心受压构件正截面计 算的基本原则；矩形截面和圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算。要求 了解按箍筋的功能和配置方式不同的轴向受压构件；理解普通箍筋柱的破坏 形态及稳定系数；掌握正截面承载力计算方法和构造要求。要求理解螺旋箍 筋柱的破坏形态；掌握承载力计算方法和构造要求。要求了解偏心受压构件 的截面形式和配筋；理解偏心受压构件的破坏形态；掌握大、小偏压的界限 和偏心矩增大系数；理解偏心受压构件的相关曲线。要求熟练掌握对称布筋 和非对称布筋的矩形截面偏心受压构件截面设计和截面复核的方法。要求

7、掌 握工字形截面偏心受压构件计算方法。要求熟练掌握圆形截面偏心受压构件 的截面设计和截面复核方法。6钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算课程基本内容为换算截面；受弯构件的弯曲裂缝宽度计算方法；受弯构件 的刚度及变形计算；截面应力计算。要求深刻理解进行计算的设计状况和作 用效应组合；熟练掌握换算截面计算；掌握应力计算方法；深刻理解影响裂 缝宽度的主要因素；掌握最大弯曲裂缝宽度计算方法，深刻理解抗弯刚度， 掌握挠度计算方法和预拱度计算方法和预拱度设置方法。要求深刻理解结构 耐久性概念；理解影响耐久性的主要因素及耐久性设计基本要求。7局部承压课程基本内容为局部承压的破坏形态及机理；局部承压区的计

8、算。要求 理解局部承压的概念和破坏形态；理解混凝土局部承压提高系数；掌握局部 承压区计算方法和构造要求。8预应力混凝土结构的基本概念课程基本内容为预应力混凝土结构概念；先张法和后张法；材料要求。要 求深刻理解预应力混凝土结构的基本原理和预加应力的主要方法；理解预应 力混凝土的分类；了解锚具和预加应力的其它设备。9预应力混凝土受弯构件课程基本内容为预应力混凝土受弯正截面承载力和斜截面承载力计算；预 加力计算及预应力损失计算；截面应力计算；抗裂性计算；变形计算；锚固 区计算。要求深刻理解预应力受弯构件的三个主要阶段。要求熟练掌握承 载力计算方法；熟练掌握预加力的计算及预应力损失的估算；熟练掌握受弯

9、 构件的截面应力计算和抗裂验算；掌握变形计算和端部锚固区计算。要求掌 握简支梁的截面设计方法和预应力钢筋布置构造要求。10部分预应力混凝土受弯构件课程基本内容为部分预应力混凝土 B类构件的概念及构造；B类构件的计 算。要求理解部分预应力混凝土的概念及混合配筋原则；掌握允许开裂的部 分预应力混凝土受弯构件截面应力、裂缝宽度和变形计算方法；了解设计方 法；掌握构造要求。11月工结构课程基本内容为坊工结构概念；材料种类及砌体；砌体的物理力学特性； 与工结构受压构件承载力计算。要求了解坛工结构概念及分类；理解块材及 砌体的概念；深入理解砌体的强度和变形。要求掌握培工结构构件计算原则;熟练掌握受压构件承

10、载力计算方法。二、复习题（一）填空题1 .钢材含碳量越高，其强度就越，其变形能力就越2 .钢筋混凝土梁正截面设计中，是为了,而A-M是为了 O3 .在钢筋混凝土结构构件中，钢筋和混凝土共同工作的基础是和 O0.6 7 = AQys 1.74 .钢筋混凝土受扭构件计算中应满足A/%”,其中06的目的是, 7L7的目的是 O5 .受弯构件受压区混凝土应力图形的等效原则是 和6 .根据功能要求，结构极限状态可分为 极限状态和极限状态两大类，在按 极限状态进行设计时，荷载效应及结构抗力需采用设计值。7 .钢筋是塑性性能是以 和 指标来反映。8 .钢筋和混凝土共同工作的基础是两者具有可靠的 和相近的线性

11、系数。9 .钢筋混凝土中常用的HRB400级钢筋代号中数字400表示10 .有明显屈服点钢筋设计强度取值依据为钢筋的 强度。11 .衡量钢筋塑性性能好坏的指标有和钢筋的冷弯性能。12 .钢筋的冷拉能提高钢筋的 强度，但钢筋的塑性性能变差。13 .混凝土的弹性系数随着混凝土应力的增加而14 .影响混凝土徐变的最主要因素是15 .结构的极限状态包括承载力极限状态和 两种。16 .结构的目标可靠度指标及结构的安全等级和 有关。17 .钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算公式为NWafCA+f；A；）,其中 主要及构件的 有关。18 .混凝土的耐久性应根据结构的 和设计使用年限进行设计。19 .第一类T形

12、截面受弯构件（中和轴位于翼缘内）计算中适用条件的判 断公式中 PmM中，P=O20 .梁的斜截面抗剪承载力计算公式的建立是以 破坏模式为依据的。21 .为保证,弯起钢筋弯起点离充分利用点距离应为2 %/2。22 .要求螺旋配筋混凝土轴心受压柱的承载力不大于同截面普通配筋柱承 载力的L 5倍，是为了23 .小偏心受压构件的破坏特点是24 .混凝土立方体强度（、=）轴心抗压强度。25 .影响裂缝宽度的主要因素是26 .双筋梁中要求箍筋间距不应大于15d （d为受压筋直径）是为了27 .连续梁按塑性设计要求 0. 35是为了（二）选择题1 .梁的混凝土保护层厚度是指（）A.主筋外表面至梁表面的距离；

13、B.箍筋外表面至梁表面的距离；C.主筋截面形心至梁表面的距离。2 .钢筋混凝土构件中HP3235级钢筋端头做成弯钩形式是为了（）A.承担混凝土因收缩而产生的应力；B.增加混凝土及钢筋的粘结；C.施工方便3 .设计时，我们希望梁斜截面抗剪破坏形态为（）A.斜压破坏；B.斜拉破坏C.剪压破坏4 .计算单跨钢筋混凝土简支梁的变形时,构件刚度取（）A.最小刚度；B.最大刚度；C.平均刚度；D.各截面的计算刚度。5 .在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求支座处的最大弯矩，则活 荷载的正确布置是（）A.在该支座的右跨布置活荷载，然后隔跨布置；B.在该支座的相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置；C.在该支

14、座的左跨布置活荷载，然后隔跨布置；D.以上说法都不正确。6 .在描述混凝土强度的诸指标中，其基本的强度指标是（）A.混凝土的轴心抗压强度标准值；B.混凝土的立方体抗压强度标准值；C.混凝土的立方体抗压设计强度。7 .弯起钢筋弯起点及充分利用点之间的距离为2的目的是（）A.满足正截面抗弯承载力；B.满足斜截面抗剪承载力；C.满足斜截面抗弯承载力；8 .下列（）状态被认为超过正常使用极限状态。A.影响正常使用的变形；B.因过度的塑性变形而不适合于继续承载；C.结构或构件丧失稳定；D.连续梁中间支座产生塑性较。9 .保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土徐变使 （）A.混凝土压应

15、力减少，钢筋的压应力也减少；B.混凝土及钢筋的压应力均不变；C.混凝土压应力减少，钢筋的压应力增大。10 .钢筋混凝土梁（）A.提高配箍率可以明显提高斜截面抗裂能力；B.提高配箍率可以防止斜压破坏；C.配置受压钢筋可以提高构件的延性；D.提高纵筋配筋率可以明显提高梁的正截面抗裂能力。11 .下列各项中 达到承载力使用极限状态A.轴心受压柱因达到临界荷载而丧失稳定性。B.影响外观的变形。C.令人不适的振动。D.影响耐久性能的局部损坏。12 .偏心受压构件，当q 0.3%,但X Qo时，该柱将发生破坏。A） 小偏心受压B） 大偏心受压C）轴心受压D） 界限受压13 .受弯构件设计时，当&与时应A）提高钢筋级别B）增加钢筋用量C）采用的双筋梁D）增 加箍筋用量14 .减小构件挠度的最有效的措施是A）增加梁截面宽度B）选用直径较粗的钢筋C）提高混凝土的强度等级D）增加梁的截面高度15 .当钢筋强度充分利用时，下列正确的是A）钢筋强度等级高则钢筋锚固长度短B）混凝土强度等级高则钢筋锚固长度短C）受压钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度长D）受剪钢筋的锚固长度比受