组合结构设计原理课程收获与感想5篇

第一篇：组合结构设计原理课程收获与感想

组合结构设计原理课程收获

1.组合结构的定义和特点

有两种以上性质不同的材料组合成的整体并能共同工作的构件称为组合构件，由各种组合构件构成的结构称为组合结构。狭义的组合结构仅包括由钢和混凝土两种材料组成的组合柱、组合梁、组合板。自上世纪80年代以来，经济建设持续高速发展，随着大量建筑物的兴建，各种新的结构形式不断涌现，组合结构作为一种新兴结构得到越来越广泛的应用与推广，而且应用前景越来越好。组合结构将不同材料或构件组合在一起的结构形式，同时在设计时应将不同材料和构件的性能纳入整体进行考虑，以最有效地发挥各种材料和构件的优势，从而获得更好的结构性能和综合效益，其具有施工方便、节省材料、经济效果好等优点，因此，组合结构将成为继传统的四大结构（钢结构、钢筋混凝土结构、木结构及砌体结构）以后的第五大结构体系。

组合结构具有多种多样的组合方式和途径，如材料间的粘结力、机械连接件的抗剪抗拔力、构件或材料间的相互约束与支持等。合理运用各种组合方式，可以使各种材料扬长避短，获得一系列性能优越的组合构件或体系。例如，钢．混凝土组合梁通过抗剪连接件将钢梁与混凝土翼板组合，充分发挥了混凝土抗压强度高和钢材抗拉性能好的优点。而钢管混凝土将钢管与混凝土组合，钢管的约束作用使混凝土处于三向受压从而提高了混凝土的强度和延性，混凝土对钢管的约束则防止了钢管的屈曲。此外，钢板混凝土剪力墙、钢板混凝土组合井壁等也都使两种或多种结构材料通过不同的方式进行有效组合，可以获得更高的性能。

2.组合结构的优缺点

钢-混凝土组合结构，它是一种优于钢结构和钢筋混凝土结构的新型结构，它分别继承了钢结构和钢筋混凝土结构各自的优点，也克服了两者的缺点而产生的一种新型体系结构，可充分利用钢和混凝土的特点，按照最佳几何尺寸，组成最优的组合构件，使它具有构件刚度大，防火，防腐性能好，具有较大的抗扭及抗倾覆能力（与钢结构相比），而且具有重量轻，构件延性好，增加净空高度和使用面积，同时缩短施工周期，节约模板（以上与钢筋混凝土结构相比），特别在高层和超高层建筑用桥梁结构中，更加体现了它的承载能力和克服结构在施工技术难题的优点。

其缺点是结构需要特定的剪力连接件和专门焊接设备和专门焊接技术人员，与钢结构相比，还有一定量的二次抗火设计（指组合构件，而不是劲性构件），还有压型钢板混凝土组合析在施工期间，在混凝土初凝期，当混凝土厚度不够厚时（一般混凝土板厚应大于100mm）,易使混凝土出现临时裂缝，特别指高标号混凝土（由于压型钢板阻止混凝土收缩所致）。

下面，我会介绍几种常见的组合结构，和它们的特点。3.压型钢板与混凝土组合楼板 压型钢板与混凝土组合楼板是将0.7—2mm的薄钢板压制成带凹凸肋及各种槽纹的波形板，在压型钢板上浇筑混凝土，使其与压型钢板组合在一起，形成组合板整体共同工作。利用压型钢板代替板中的受拉钢筋，并且它可作为施工阶段中浇筑混凝土的模板，一般这种模板为永久模板，施工完毕不用在拆除。因此压型钢板必须具有足够的强度和刚度，能承受施工阶段湿混凝土的重量以及各种施工荷载，同时组合板高度的增加，使其在使用阶段的强度和刚度大大提高。

另外，为了使混凝土与压型钢板能很好的结合成一个整体共同工作，在压型钢板上要压制出各种槽纹与花纹。目前生产的彩色钢板既美观又具有防腐作用，使之暴露于板底的钢板不易锈蚀。组合板得特点是受压性能好，刚度大的混凝土主要分布在受压区，而受拉区用受拉性能好的压型钢板代替受拉钢筋，所以受力合理。同时，由于压型钢板的工厂化生产，减小了模板钢筋的制作安装工作，使其最突出的优点就是施工速度快，可以数个楼层、多工种同时立体化作业，使主体工程的施工进度缩短数倍。组合楼板可以作为楼板、屋面板与工业厂房中的操作平台等，它已经越来越广泛的应用于高层、超高层民用建筑、公共建筑以及工业建筑中。

4.钢-混凝土组合梁

钢与混凝土组合梁是将钢梁与混凝土板组合在一起形成组合梁。组合梁由于能充分发挥钢与混凝土两种材料的力学性能，在国内外获得广泛的发展与应用。

组合梁结构除了能充分发挥钢材和混凝土两种材料受力特点外，与非组合梁结构比较，具有下列一系列的优点：①节约钢材。由于截面材料受力合理，混凝土替代部分钢材工作，使其用钢量大幅度下降，如果采用塑性理论设计，还可以降低造价。②减少截面高度。由于相当宽的混凝土板参与抗压，组合梁的惯性矩比钢梁大的多，可以达到降低梁高增加层高的效果。③延性好。由于耗能能力强，整体稳定性好，在实际地震中表现出良好的抗震性能。④刚度好。混凝土板与钢梁共同作用，抗弯模量增大，致使挠度减小，刚度增大。⑤抗冲击、抗疲劳性好。实际工程表明用于梁桥、吊车梁的组合梁比钢梁具有更好的抗冲击、抗疲劳能力。⑥稳定性好。由于组合梁上翼缘侧向钢度大，所以整体稳定性好；加上钢梁的受压翼缘受到混凝土板的约束，其翼缘与腹板的局部稳定性都得到改善。⑦使用期延长。由于混凝土板的存在，使得钢梁上翼缘的应力水平降低，由于裂缝引起的损伤减小，比起钢吊车梁的使用寿命提高了许多。

5.钢管混凝土结构

钢管混凝土结构通常指的是圆钢管混凝土结构，即在圆钢管中浇筑混凝土。由于混凝土受压时受到钢管的约束，将使混凝土由单向受压改变为三向受压，混凝土约束受压强度将比单向受压强度提高很多，这样能充分发挥混凝土的受压能力，在混凝土外包裹的钢管，虽然也受纵向压力与环向力，但与其强度相比，应力较小，儿钢管主要承受环向拉力。这样便能充分发挥混凝土受压、钢管受拉的长处。由于混凝土填充在钢管中，同时钢管受压应力有较小，所以钢管不容易失稳，这对薄壁钢管来说具有重要的意义。因为钢管混凝土改变了一半受压构件的受力性能，混凝土钢材两种材料各自扬长避短，受力合理，所以使钢管混凝土受压构件的截面减小，不仅减少了混凝土用量，也减轻了自重，比钢结构节约钢材50%。钢管混凝土的另一特点是其延性大为提高。一方面是因为外围为钢管，其本身延性较好，另一方面因为管内的混凝土在手里后处于三向约束状态，延性大大提高。钢管混凝土邮件受压破坏属于脆性破坏，而钢管混凝土柱的破坏是延性破坏。即使混凝土被压坏，由于它被约束在钢管内，一次不可能产生溃散、塌落现象，这对防止地震区建筑倒塌具有特殊意义。由于圆断面惯性矩较同样截面积的矩形惯性矩要小，同时当构件受弯时，较薄的钢管壁处于受弯构件的受压区，容易失稳，因此钢管混凝土主要适用于做柱子等轴心受压和小偏心受压构件。钢管混凝土的浇筑不需另用模板，所以省去了全部模板工程。而且，目前钢管混凝土结构中一般不配钢筋，有一也省去了钢筋与其制作安装工作。在应用钢管混凝土是，因为梁一般要用矩形截面的钢梁、钢筋混凝土梁或组合梁，而钢管混凝土为圆形截面，因此其节点构造一般比较复杂，同时要耗费一点的钢材，这是钢管混凝土结构的致命弱点。目前钢管混凝土结构已经广泛应用于高层的下部数层。如地铁站台、城市立交桥、过街人行桥以及公路桥梁等多采用钢管混凝土；一些展馆等大跨建筑也采用钢管混凝土；工业厂房中采用单肢及多肢钢管混凝土柱，也有将密排的钢管混凝土柱构成刚度很大的筒体用于超高层建筑中；钢管混凝土柱还广泛用于构筑物或大型设备的支架中。

6.型钢混凝土结构

型钢混凝土结构是指在混凝土中配置或以配置型钢为主的结构，型钢混凝土既可以做柱又可以作梁，也可以浇筑成抗震墙与筒体，应用范围更为广泛。由于在混凝土中配置了整体的型钢骨架，因此其强度、刚度、延性大大提高，显著改善了构件与结构的抗震性能。采用型钢混凝土构建可以明显减小构件的截面面积，这不仅使得结构所占面积减小，增大了建筑的使用面积，而且减少了梁的高度，使净空增加或者建筑物层高和总高减小。由于我国大部分城市都处于地震区，因此在高层、超高层建筑中，采用钢筋混凝土结构，将使柱子截面过大，实际上不可能采用，其延性和安全性已近不足。在超高层建筑或高耸结构中采用钢结构，虽然强度高、延性好，但往往因其抗侧刚度小而使侧移过；或在风振作用下，发生过大的颤动。如若采用型钢混凝土结构或在下面数层采用型钢混凝土结构即可避免发生过大的侧移和颤动。在型钢混凝土结构中，型钢被混凝土包裹，避免了钢结构的防火、防腐性能差的缺点，同时克服了钢结构中容易发生整体或局部失稳的弱点。型钢混凝土结构根据其配置的型钢不同分为两大类，即配置空腹的角钢骨架和配置实腹型钢。前者均由角钢构成，不可再配钢筋与钢箍，而其刚度、强度、延性均较差，一般用于中小型建筑中；后者可配工字钢、H型钢、槽钢、双工字型钢、双槽钢等，其板厚、宽度可根据强度、刚度和延性要求选择，焊接而成，适用于大型、高层、超高层、大跨、重载的建筑物，尤其是地震区建筑物中。由于型钢混凝土结构有很高的强度、刚度以及良好的抗震性能，因此在一些大跨、重载的接哦股中采用型钢混凝土结构是合适的。型钢混凝土中的型钢骨架的制作在工厂中完成，工地连接无特殊要求，而在钢骨架形成后自身可以为施工中的承重结构，可以供滑模、挂模及承受施工荷载。因此也大大方便了施工。7.外包钢混凝土

外包钢混凝土结构(以下简称外包钢结构)是外部配型钢的混凝土结构。是在克服装配式钢筋混凝土结构某些缺点的基础上发展起来的，仿效钢结构的构造方式，是钢与混凝土组合结构的一种新型式。

外包钢结构由外包型钢的杆件拼装而成。杆件中受力主筋由角钢代替并设置在杆件四角，角钢的外表面与混凝土表面取平，或稍突出混凝土表面0.5—1.5mm。横向箍筋与角钢焊接成骨架，为了满足箍筋的保护层厚度的要求，可将箍筋两端墩成球状再与角钢内侧焊接。外包钢混凝土结构主要有以下几点优点：

①构造简单：外包钢结构取消了钢筋混凝土结构中的纵向柔性钢筋以及预埋件，构造简单，有利于混凝土的捣实，也有利于采用高标号混凝土，减小杆件截面，便于构件规格化，简化设计和施工。②连接方便：外包钢结构的特点就在于能够利用它的可焊性，杆件的连接可采用钢板焊接的干式接头。管道等的支吊架也可以直接与外包角钢连接。和装配式钢筋混凝土结构相比，可以避免大最钢筋剖口焊和接头的二次浇灌混凝土等工作。③使用灵活：外包角钢和箍筋焊成骨架后，本身就有一定强度和刚度，在施工过程中可用来直接支承模板，承受一定的施工荷载。这样施工方便、速度快，又节约了材料。④抗剪强度提高：双面配置角钢的杆件，极限抗剪强度与钢筋混凝土结构相比提高22%左右。⑤延性提高：剪切破坏的外包钢杆件，具有很好的变形能力，剪切延性系数和条件相同的钢筋混凝上结构相比要提高一倍以上。

8.组合结构的未来展望

经过几十年的研究和工程实践，钢-混凝土组合结构在大跨结构、高层和超高层建筑以及大型桥梁结构等很多领域内得到了推广应用。组合结构正由构件层次向体系层次发展。组合结构体系是由组合承重构件和组合抗侧力构件所共同组成的结构体系，可以充分发挥不同材料的特性，并克服传统结构体系的固有缺点。

随着各类结构使用功能的提高、设计计算手段的进步以及新材料、施工新技术的应用，组合结构的发展表现出以下几个特征：

①由组合构件向组合结构体系的发展。②新材料的应用。③新型组合构件的研制与创新。④设计方法更加精细化，设计过程更加系统化。⑤组合结构向地下工程、隧道工程、海洋工程和结构加固等领域的发展。

第二篇：混凝土结构设计原理课程建设探讨（定稿）

混凝土结构设计原理课程建设探讨

【摘要】建筑行业是我国市场经济的主导行业之一，在社会经济发展中占有非常重要的地位。为了顺应当前社会的发展，各大高校设立了土木工程专业，重在培养土木工程应用性人才，提高学生的实践能力与创新意识。在土木工程专业中，混凝土结构设计原理课程是一门新的课程，为了进一步提高土木工程专业学生的能力与创新思维，我们必须要在教学方面下功夫，达到理想的教学效果。本文就混凝土结构设计原理课程建设进行深入分析，以供参考。

【关键词】混凝土结构设计原理课程建设探讨

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）06-0246-02

随着新课改的不断深入与实施，各大高校开始对各专业课程的教学质量引起了高度重视，并在此基础上创建精品课程，以求能够培养学生学习能力与创新思维。目前，各大高校创建了土木工程专业，为了顺应当前社会的发展，学校还开设了混凝土结构设计原理课程，该课程作为土木工程专业的基础课程，受到了教师的广泛关注，教师在实际教学过程中应当采取有效的措施重点培养应用型人才，让学生掌握更多相关专业的知识，这样才能够适应学生未来的工作，促进建筑行业的健康发展，为社会的发展做出巨大的贡献。

一、混凝土结构设计原理课程的建设

从我国高校当前的发展现状来看，各大高校着力于建设特色专业，土木工程专业作为高校教学中的一门重要专业，受到了人们越来越多的关注。为了全力培养土木工程应用型人才，教师应当从基本入手，不断更新混凝土结构设计原理的教学内容，采取科学合理的措施来对其进行教学，从而提高学生的学习能力、实践能力以及创新能力，使他们在未来的工作岗位上充分发挥自己的能力，促进社会经济的健康发展。

1.教学内容与教材应当及时更新

高校在培养土木工程应用型人才的过程中，理论知识是教学的重点，但是在教学过程中，教师绝不可将其教学与研究型本科想联系起来，重点对理论知识进行讲解，也不能够与高职院校那样忽视理论知识而只讲求实践应用。而是要求教师在实际工作中坚持“理论够用、重在应用”的基本原则，并且应当与时俱进，及时更新教学内容与教材，这样才能够确保学生所学的知识在实践工作中得到广泛应用。

2.课件的制作

自上个世纪90年代末，我国教育部将专业进行调整之后，将建筑工程专业与交通土建专业合并为土木工程专业，也就是说，在土木工程专业学习中，作为基础课程的混凝土结构设计原理课程不仅要有建筑工程专业方面的知识，还应当有公路桥梁工程专业方面的知识，因此在实际教学过程中，该专业的面向范围也就相对比较广。为解决教学内容增加与学时缩短的矛盾，必须实施教学手段的改革，其中最为主要的是研制高质量的多媒体教学课件。

二、教学方法与教学手段的改革

在土木工程专业的学习当中，由于教学内容的增加，导致课程设置难度加大，学时也相对比较少，因此我们在实际工作中，必须要采取措施解决该问题，其主要措施是：

1.重视教学内容的逻辑性与科学性

在对学生进行混凝土结构设计原理课程的教学过程中，教师应当对该课程的特点进行深入分析，然后以“构件截面设计”为主线，将教学内容链接起来，使教学内容具有逻辑性与科学性，并且在课程中通过对学生进行重点、难点、细节部分的讲解，提炼出教学内容，这样才能够让学生对教学内容与方法深入了解，并在实践工作中加以应用。

2.启发式教学方法的应用

所谓启发式教学也就是在课堂中针对某一个要点提出问题，要求学生不断思考，对问题进行深入分析，通过有效的解决问题的方法，最后在提出总结，让学生掌握新的知识，这样的教学模式可以有效地达到理想的教学效果。

3.互动式教学方法的应用

当前，很多学校受到条件的限制只能够采用讲授的方式进行教学，这种方式往往导致学生觉得课堂枯燥，提不起兴趣学习。这就需要教师采用互动式教学方法进行教学，即要求学生与教师之间相互沟通，或者在谈话中讲授知识，这样才能够提高学生学习的兴趣，才能够达到理想的教学效果。

4.深入开展研究性教学

在实际工程建设过程中，由于混凝土结构理论及设计、计算方法会在10年左右的时间里更新一次，因此教师在对其进行教学的过程中，应当对研究性教学引起高度重视。在实际教学过程中，教师应当对教学内容进行分析，以提高学生的水平为最终目的，提高学生的学习积极性，让他们将自己所学的知识灵活应用在实践工作中。

5.自学与讨论的教学模式

针对于教学内容中一些非重点或者纯粹描述性的内容，教师可让学生通过自学，对内容中的问题进行独立思考的方式进行学习，然后在课后通过提问或者作业完成情况等方式了解学生的自学效果。针对于一些重点教学内容，教师可以在课堂上通过精讲之后再让学生进行讨论，这样可以让学生吸收学习中的知识，最终对教学内容进行深入掌握与理解，达到理想的教学效果。

6.课程设置的过程管理

过程管理是一个动态的管理过程，其主要包括课程建设前的管理、课程建设过程中的管理以及建设后的管理。首先，在课程建设前的管理中，高校应当成立一个项目小组，根据学校的特点以及学生的实际情况进行课程的安排；其次，课程建设中的管理，要求学校教师在实际工作中采取有效的措施对学生进行讲授，达到理想的教学目的，提高学生的能力；再次，课程建设后的管理，当课程建设完毕之后，我们还需要对其进行全面分析，使其与设计要求相符合，以便于后期课程的安排。

三、结束语

随着新课改的不断深入，混凝土结构设计原理课程已经成为土木工程专业中的一门重要性课程，在培养土木工程应用型人才的过程中，根据教学内容特点对学生进行合理的授课，这样才能够提起学生对该专业的学习兴趣，才能够提高学生的能力，达到理想的教学效果。

参考文献：

[1]李秀云,张国忠.对高校精品课程建设的几点思考[J].现代教育科学.2009(11)

[2]邵永健,段红霞,方有珍,翁晓红.应用型本科《混凝土结构设计原理》教材建设与实践[J].高等建筑教育.2010(06)

第三篇：结构设计原理课程教学大纲

《结构设计原理》课程教学大纲

Principle of Structural Design

课程代码：课程性质：专业基础理论课/必修

适用专业：土木工程（道桥方向）总学分数：4.5

总学时数：72修订年月：

编写年月：2009年9月执笔：禹智涛

课程简介(中文)：

本课程是土木工程（道路与桥梁工程方向）专业的主干专业基础理论课（必修）。本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。

课程简介(英文)：

The course is a major specialized required basic curriculum, which mainly introduces the mechanical properties and design principles and construction design for various basic members of reinforced concrete structure and prestressed concrete structure and masonry structure.一、课程目的通过本课程的学习，使学生具备工程结构的基本知识，掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件的受力特性及其变形规律，并能根据有关设计规范和资料进行构件的设计。

二、课程教学内容

总论

了解各种工程结构的特点及使用范围，了解学习本课程应注意的问题。

本章知识点为：钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构和钢结构的特点及使用范围。

第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能

了解钢筋混凝土结构的基本概念，掌握混凝土和钢筋的物理力学性能，了解钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理及粘结强度。

本章知识点为：钢筋混凝土结构的基本概念，混凝土的物理力学性能，钢筋的物理力学性能，钢筋与混凝土之间的粘结。

第2章结构按极限状态设计计算的原则

了解概率极限状态设计法的基本概念，掌握我国公路桥涵设计规范（JTG D62—2004）的计算原则，熟悉材料强度的取值方法，了解作用、作用的代表值和作用效应组合。

本章知识点为：概率极限状态设计法的基本概念，承载能力极限状态设计原则，正常使用极限状态设计原则，材料强度的取值，作用、作用的代表值和作用效应组合。

第3章受弯构件正截面承载力计算

了解受弯构件的截面形式与构造，熟悉受弯构件正截面受力全过程和破坏形态，掌握单筋矩形截面受弯构件、双筋矩形截面受弯构件及T形截面受弯构件正截面承载力计算方法。

本章知识点为：受弯构件的截面形式与构造，受弯构件正截面受力全过程和破坏形态，单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算，T形截面受弯构件正截面承载力计算。

第4章受弯构件斜截面承载力计算

了解受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态，熟悉影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素，掌握受弯构件斜截面抗剪承载力计算方法，了解受弯构件斜截面抗弯承载力计算方法，掌握全梁承载力校核方法，了解连续梁的斜截面抗剪承载力计算方法。

本章知识点为：受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态，影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素，受弯构件斜截面抗剪承载力计算方法，受弯构件斜截面抗弯承载力计算方法，全梁承载力校核方法，连续梁的斜截面抗剪承载力计算方法。

第5章受扭构件承载力计算

熟悉纯扭构件的破坏特征和承载力计算方法，掌握在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计算方法，熟悉T形、I形截面受扭构件的承载力计算方法，了解箱截面受扭构件的计算特点。

本章知识点为：纯扭构件的破坏特征和承载力计算方法，在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计算方法，T形、I形截面受扭构件的承载力计算方法，箱截面受扭构件的计算特点。

第6章轴心受压构件的正截面承载力计算

了解轴心受压构件的正截面受力特点及破坏形态，掌握配有纵向钢筋和普通钢筋的轴心受压构件及配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的正截面承载力计算方法。

本章知识点为：配有纵向钢筋和普通钢筋的轴心受压构件正截面承载力计算。配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算。

第7章偏心受压构件的正截面承载力计算

了解偏心受压构件的正截面受力特点及破坏形态，掌握矩形截面偏心受压构件和圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法，熟悉工字形和T形截面偏心受压构件的计算方法。

本章知识点为：偏心受压构件的正截面受力特点及破坏形态，矩形截面偏心受压构件和圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法，工字形和T形截面偏心受压构件的计算方法

第8章受拉构件的承载力计算

掌握轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算方法。

本章知识点为：轴心受拉构件承载力计算，偏心受拉构件承载力计算。

第9章钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算

了解钢筋混凝土受弯构件的裂缝特点和变形特性，熟悉换算截面的概念，掌握应力计算方法，掌握受弯构件的裂缝宽度和变形计算方法，了解混凝土结构的耐久性。

本章知识点为：换算截面的概念，应力计算方法，受弯构件的裂缝宽度和变形计算方法，混凝土结构的耐久性。

第10章局部承压

了解局部承压的破坏形态和破坏机理，熟悉混凝土局部承压强度提高系数，掌握局部承压区的计算方法。

本章知识点为：钢筋混凝土受弯构件短暂状况正截面应力验算，钢筋混凝土受弯构件短暂状况斜截面应力验算。

第11章深受弯构件

了解深受弯构件的破坏形态，掌握深受弯构件的计算方法。

本章知识点为：深受弯构件的破坏形态，深受弯构件的计算方法。

第12章预应力混凝土结构的基本概念及其材料

掌握预应力混凝土的基本原理，了解预加应力的方法与设备，熟悉预应力混凝土结构的材

料，了解预应力混凝土结构的三种概念。

本章知识点为：预应力混凝土的基本原理，预加应力的方法与设备，预应力混凝土结构的材料，预应力混凝土结构的三种概念。

第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算

掌握预应力混凝土受弯构件承载力计算，熟悉预加力的计算与预应力损失的估算，掌握预应力混凝土受弯构件的应力计算，掌握预应力混凝土构件的抗裂验算，熟悉变形计算，熟悉端部锚固区计算，掌握预应力混凝土简支梁设计。

本章知识点为：预应力混凝土受弯构件承载力计算，预加力的计算与预应力损失的估算，掌握预应力混凝土受弯构件的应力计算，预应力混凝土构件的抗裂验算，变形计算，端部锚固区计算，预应力混凝土简支梁设计

第14章部分预应力混凝土受弯构件

了解部分预应力混凝土结构的受力特性，了解部分预应力混凝土结构的发展与特点，掌握允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的计算掌握允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计，熟悉构造要求。

本章知识点为：部分预应力混凝土结构的受力特性，部分预应力混凝土结构的发展与特点，允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的计算，允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计，构造要求。

第15章无粘结预应力混凝土受弯构件简介

了解无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能，熟悉无粘结预应力混凝土受弯构件的计算，熟悉无粘结预应力混凝土受弯构件的截面设计，了解无粘结预应力混凝土受弯构件的构造。

本章知识点为：无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能，无粘结预应力混凝土受弯构件的计算，无粘结预应力混凝土受弯构件的截面设计，无粘结预应力混凝土受弯构件的构造。

第16章圬工结构的基本概念与材料

了解圬工结构的基本概念及材料种类，熟悉砌体的强度与变形。

本章知识点为：圬工结构的基本概念及材料种类，砌体的强度与变形。

第17章圬工结构构件的承载力计算

熟悉计算原则，掌握受压构件的承载力计算，了解截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算。

本章知识点为：计算原则，受压构件的承载力计算，截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算。

三、课程教学的基本要求

本课程是土木工程（道路与桥梁工程方向）专业的专业基础理论课，理论性与实践性均较强。在教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学形式。

（一）课堂讲授

本课程属专业基础课程，涉及到较多的力学知识，在讲述的过程中教师应尽量联系工程实际，注重工程意义，不要陷入繁复的数学力学推导之中。在教学中要求学生重点掌握钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计的基本原理与方法及有关构造要求，要着重培养学生运用有关知识进行分析问题与解决问题的能力。在课程内容方面既要保持理论的系统性，又要注意联系工程实际，并且注重工程思想的培养。

（二）课后自学

为了培养学生整理归纳、综合分析和处理问题的能力，每章安排一部分内容，课上教师只给出自学提纲，不做详细讲解，课后学生自学。

（三）课堂讨论

课堂讨论的目的是活跃学习气氛，开拓思路，巩固消化所学知识。教师应认真组织，安排重点发言，充分调动每一位学生的积极性，做好总结。

（四）课外作业

课外作业的选择基于对基本理论及基本方法的理解与巩固，培养综合分析和计算能力、判断能力以及使用计算工具的能力。习题以计算与分析性题目为主。

（五）考试

考试可采用闭卷或开卷的形式，着重对基本概念、基本理论、基本方法及综合计算、分析、判断能力方面的考核，题型可采用选择、判断、简答、计算分析等形式。

总评成绩：平时占20%（包括考勤、课堂讨论、课外作业等）；闭卷或开卷考试占80%。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：材料力学，道路建筑材料，结构力学

后续课程：桥梁工程

五、建议教材及教学参考书

［1］叶见曙编，《结构设计原理》，北京:人民交通出版社，2005年出版

［2］中华人民共和国行业标准，《公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004)》，北京:人民

交通出版社，2004年出版

［3］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)》，北京:人民交通出版社，2004年出版

注：

1、“课程代码”由教务处教研科统一填写；

2、“课程性质”按培养方案的“课程性质”及“必/选修”两栏填写；

3、“适用专业”按招生简章填写；

第四篇：结构设计原理小结

ec--混凝土弹性模量；

efc--混凝土疲劳变形模量；

es--钢筋弹性模量；

c20--表示立方体强度标准值为20n/mm2的混凝土强度等级；

f'cu--边长为150mm的施工阶段混凝土立方体抗压强度；

fcu,k--边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值；

fck,fc--混凝土轴心抗压强度标准值，设计值；

ftk,ft--混凝土轴心抗拉强度标准值，设计值；

f'ck,f'tk--施工阶段的混凝土轴心抗压，轴心抗压拉强度标准值；

fyk,fptk--普通钢筋，预应力钢筋强度标准值；

fy,f'y--普通钢筋的抗拉，抗压强度设计值；

fpy,f'py--预应力钢筋的抗拉，抗压强度设计值。

第2.2.2条 作用，作用效应及承载力

n--轴向力设计值；

nk,nq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的轴向力值；

np--后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；

np0--混凝土法向预应力等于零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；

nu0--构件的载面轴心受压或轴心受拉承载力设计值；

nux,nuy--轴向力作用于x轴，y轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值；

m--弯矩设计值；

mk,mq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的弯矩值；

mu--构件的正截面受弯承载力设计值；

mcr--受弯构件的正截面开裂弯矩值；

t--扭矩设计值；

v--剪力设计值；

vcs--构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；

fl--局部荷载设计值或集中反力设计值；

σck,σcq--荷载效应的标准组合，准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；

σpc--由预加力产生的混凝土法向应力；

σtp,σcp--混凝土中的主拉应力，主压应力；

σfc,max,σfc,min--疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维混凝土的最大应力，最小应力；

σs,σp--正载面承载力计算中纵向普通钢筋，预应力钢筋的应力；

σsk--按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力；

σcon--预应力钢筋张拉控制应力；

σp0--预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力；

σpe--预应力钢筋的有效预应力；

σl,σ'l--受拉区，受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值；

τ--混凝土的剪应力；

ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度。

第2.2.3条 几何参数

a,a'--纵向受拉钢筋合力点，纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离；

as,a's--纵向非预应力受拉钢筋合力点，纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；

ap,a'p--受拉区纵向预应力钢筋合力点，受压区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离；

b--矩形截面宽度，t形，i形截面的腹板宽度；

bf,b'f--t形或i形截面受拉区，受压区的翼缘宽度；

d--钢筋直径或圆形截面的直径；

c--混凝土保护层厚度；

e,e'--轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点，纵向受压钢筋合力点的距离；

e0--轴向力对截面重心的偏心距；

ea--附加偏心距；

ei--初始偏心距；

h--截面高度；

h0--截面有效高度；

hf,h'f--t形或i形截面受拉区，受压区的翼缘高度；

i--截面的回转半径；

rc--曲率半径；

la--纵向受拉钢筋的锚固长度；

l0--梁板的计算跨度或柱的计算长度；

s--沿构件轴线方向上横向钢筋的间距，螺旋筋的间距或箍筋的间距；

x--混凝土受压区高度；

第五篇：结构设计原理-2007答案

试题名称：404结构设计原理（A）

2007年硕士研究生入学考试试题

试题名称：404结构设计原理（A）

一、名词解释（每小题6分, 共54分）

1.混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变，当应力≤0.5R0a时，为线性徐变

2.结构的安全性，适用性，耐久性这三者总称为可靠性

3.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抗压性能相同的假想材料组成的匀质截面为换算截面

4.超过这种极限状态而导致的破坏，是指允许结构物发生局部损坏，而对已发生就不破坏结构的其余部分，应该具有适当的可靠度，能继续承受降低了的设计荷载。

5.构件的受力表面上仅有部分面积承受压力时，称为局部承压。

6.砌体是由不同形状和尺寸的砖、石及混凝土块材通过砂浆等胶结料按一定的砌筑规则砌筑而成的满足构件既定尺寸和形状的受力整体。

7.当配筋率超过一定值，受压区混凝土压碎，受拉钢筋未屈服的梁。

8.按正常使用极限状态设计时受弯构件预应力度λ是由预加力大小确定的消压弯矩M0与外荷载弯矩M的比值

9.梁高与跨径相差不大的梁；计算时除了考虑弯曲变形外，还须考虑剪切变形的影响

10、钢筋与混凝土由于受变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力。

二、简答题（每小题10分, 共40分）

1、答：内部因素：混凝土强度，渗透性，混凝土强度标号，水泥品种，等级，用量，外加剂用量。外部因素：温度，CO2含量，考虑问题：冻融破坏，碱集料，侵蚀性介质腐蚀（SO+，H+，海水，盐类结晶型腐蚀），机械磨损，混凝土炭化，钢筋锈蚀等。

2、答：应考虑的因素：大气侵蚀因素，其他环境因素作用，及保证钢筋和混凝土有良好的粘结性。

3、答：不能再增加荷载，因为裂缝截面出的受拉钢筋已经屈服，因此其拉力保持为常值；裂缝截面出受拉区大部分混凝土已经推出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满，有上升端曲线，也有下江段曲线；由于裂缝开展使得截面内力臂略有增加，故截面弯矩也

略有增加；弯矩—曲率关系为接近与水平直线的曲线，截面承载能力没有明显变化。

4、答：受拉区施加预应力对受力性能的影响：减小构件竖向剪应力和主拉应力，提高结构的刚度，减小重复荷载的应力幅值。

受压区施加预应力对受力性能的影响：对跨度较大的构件，为满足运输、安装过程中的受力要求，有时需在使用阶段的受压区设置预应力钢筋。不利影响：抗裂性和承载能力均下降。

5、答:钢材破坏的两种形式：塑性破坏和脆性破坏。

对结构安全的影响：塑性破坏由于变形过大，超过了钢材可能的应变能力而产生，由于有较大的塑性变形发生且变形持续时间较长，容易即使发现而采取措施给予补救，对结构安全影响小；脆性破坏是突然发生的没有明显的预兆，因而无法及时察觉和采取补救措施，一旦发生则可能导致整个结构发生破坏，与塑性破坏相比较，其后果严重，危险性较大。

6、全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤：

（1）根据设计要求，参照已有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与相应尺

寸。

（2）根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪力。

（3）根据正截面抗弯要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算预应力钢筋的数量并

进行合理布置

试题名称：404结构设计原理（A）

（4）计算主梁截面几何特性

（5）计算预应力筋的张拉控制应力，估算各项合理损失并计算各阶段相应的有效

预应力

（6）进行施工和使用阶段的应力验算

（7）进行正截面、斜截面强度验算

（8）进行主梁的变形计算

（9）进行锚端局部承受计算与锚固区设计

7、。

8、。

三、叙述题

3、答：钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋的弯起位置的确定，应考虑正截面抗弯强度、斜截面抗弯强度和斜截面抗剪强度三方面的问题。其中正截面抗弯强度通过计算满足MjMu保证安全；斜截面抗弯强度通过构造保证其安全性，即弯起点距钢筋充分利用点的距离0.5h0；斜截面抗剪通过计算满足QjQu保证其受力的安全性。

4、答：复合应力状态下的混凝土强度有二向应力状态、三向应力状态、法向应力和剪应力复合后的强度。（5分）

在二向应力状态中双向受拉两应力相互影响不大，双向受压混凝土强度要比单向受强度提高27%，拉压复合时混凝土的强度将会降低。法向应力和剪应力复合状态下，由于剪应力的存在，混凝土的抗压强度将低于单轴向抗压强度。三向应受压状态下，混凝土的抗压强度将大为提高，比单向受强度提高6~7倍。（5分）

在设计中采用受压柱中配置箍筋和钢管混凝土柱以及抗剪钢筋与预应力筋等满足这些特性。（5分）

5、答：受弯构件中，箍筋主要帮助混凝土抗剪，抑制裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋并与其组成骨架。形式主要有：双肢开口式、双肢封闭式、四肢封闭式。

受压构件中，有普通箍筋和螺旋箍筋，普通箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈，并与纵向钢筋形成钢筋骨架便于施工，螺旋箍筋的作用是使截面核心混凝土成为约束混凝土，从而提高构件的强度和延性。

受扭构件中，箍筋的作用是直接抵抗主拉应力，限制裂缝的开展，其形式必须采取封闭式。

6、答： 因为轴心受压构件的承载力虽然主要由混凝土负担，但设置纵向钢筋一方面可以协助混凝土受压以减少构件截面尺寸，另一方面可以承受可能存在的不大的弯矩，防止构件的突然脆性破坏。

要求对配筋率不易过大，因为随着荷载持续时间的增长，混凝土压应力增大，钢筋压应力增大，一开始变化快，以后逐步趋于稳定，其中，混凝土的压应力变化幅度较小，钢筋应力变化幅度大，在发生混凝土徐变时，混凝土与钢筋之间仍有粘结力，两者的变形不能协调，造成实际上混凝土受拉而钢筋受压，若纵向钢筋配筋率过大，可能使混凝土的拉应力达到其抗拉强度后而拉裂，会出现若干与轴线垂直的贯通裂缝，故在设计中全部受压钢筋配筋率不易超过3—5%，若很小时纵筋对构件承载力影响很小，接近素混凝土，徐变使混凝土的应力降低很多，纵筋将起不到防止脆性破坏的缓冲作用，同时为了承受可能存在的较小弯矩，以及混凝土收缩，温变引起的拉应力规定不小于0.2%。