802-《结构设计原理》

第一篇：802-《结构设计原理》

课程名称：结构设计原理

一、考试的总体要求

考察学生对结构设计原理的基础知识及概念的掌握程度：包括钢筋混凝土、预应力混凝土、圬工及钢结构的各构件的受力特性及计算方法，对实际工程结构构件独立设计计算和运用基本原理和实验研究解决工程实际问题的的能力等。

二、考试内容及比例

1、钢筋混凝土结构。要求掌握钢筋混凝土结构的基本概念和各受力构件的强度、刚度计算，熟悉极限状态法设计的基本概念和现行公路桥涵设计规范，了解深梁的破坏形态及计算。试题比例为40-50%。

2、预应力混凝土结构。要求掌握预应力混凝土结构的基本概念和受弯构件的设计与计算，熟悉部分预应力混凝土受弯构件受力特点及设计计算，了解其它预应力混凝土结构。试题比例为30-40%。

3、圬工结构。要求掌握砖、石及混凝土结构的基本概念，熟悉受压构件的强度计算，了解其它受力构的强度计算。试题比例为10-20%。

4、钢结构。要求掌握钢结构的连接和基本概念，熟悉钢结构的材料性能及种类，了解钢桁架及钢板梁构件。试题比例为10-20%。

5、钢-混凝土组合结构。要求掌握钢-混凝土组合结构基本概念，熟悉钢-混凝土组合结构的计算，了解钢-混凝土组合结构的构造。试题比例为10-20%。

三、试卷类型及比例

填空题15%

简答题30%

论述题40%

计算题15%

四、考试形式及时间

考试形式为闭卷笔试，考试时间为3小时左右。

第二篇：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；

第三篇：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%。

第四篇：802-《结构设计原理》

适用专业代码：081406、085213

适用专业名称：桥梁与隧道工程

课程编号：802课程名称：结构设计原理

一、考试的总体要求

考察学生对结构设计原理的基础知识及概念的掌握程度：包括钢筋混凝土、预应力混凝土、圬工、钢结构及组合结构构件的受力特性及设计计算方法，对实际工程结构构件独立进行设计验算，运用基本原理和实验研究解决工程实际问题的能力等。

二、考试内容及比例

1、钢筋混凝土结构。要求掌握钢筋混凝土结构的基本概念和受力构件的强度、刚度计算原理，熟悉极限状态法设计的基本概念和现行公路混凝土桥涵设计规范，了解深梁的破坏形态及计算。试题比例约为25%。

2、预应力混凝土结构。要求掌握预应力混凝土结构的基本概念和受弯构件的设计与计算原理，熟悉部分预应力混凝土受弯构件受力特点及设计计算方法，了解其它预应力混凝土结构。试题比例约为25%。

3、圬工结构。要求掌握砖、石及混凝土结构的基本概念，熟悉受压构件的强度计算，了解其它受力构的强度计算。试题比例约为5%。

4、钢结构。熟悉钢结构中材料与结构的基本特性、失效类型及控制措施，要求掌握钢结构连接和基本构件的受力特性与设计计算方法，以及现行公路钢结构桥梁设计规范的相关规定。试题比例约为30%。

5、钢-混凝土组合结构。要求掌握钢-混凝土组合结构基本概念、受力特性，熟悉钢-混凝土组合结构的计算原理，了解钢-混凝土组合结构的构造设计规定。试题比例约为15%。

三、试卷类型及比例

1、选择题10%

2、简答题30%

3、论述题30%

4、计算题30%

四、考试形式及时间

考试形式为闭卷笔试，考试时间为3小时左右。

五、主要教材及参考书目

1、《结构设计原理》（第二版）人民交通出版社，叶见曙等主编，2005.5.2、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)，人民交通出版社,2004.3、中华人民共和国行业标准.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86)，人民交通出版社,1986.4、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,2004.5、中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005).北京: 人民交通出版社,2005.6、沈祖炎 等.钢结构基本原理.北京：中国建筑工业出版社, 2008.7、聂建国 等.钢-混凝土组合结构.北京：中国建筑工业出版社, 2005.

第五篇：结构设计原理 小结

一钢筋砼结构：筋或钢筋骨架的砼制成的结构。由配置受力的普通钢2.土的变形将随时间而增加，徐变：在荷载的长期作用下，混凝亦即在应力不变的情况下，间继续增长。3.混凝土的应变随时用下产生的应力大小②加荷时砼的徐变影响因素：①砼在长期荷载作龄期③砼的组成成分和配合比④养护及使用条件下的温度与湿度

4.化学过程中体积随时间推移而减小收缩：在混凝土凝结和硬化的物理的现象

5.部分超过某一特定状态而不能满足极限状态：当整个结构或结构的一设计规定的某一功能要求时，则此特定状态成为该功能的极限状态。6.构构件达到最大承载能力，承载力极限状态：对应于结构或结或不适于继续承载的变形或变位的状态。个结构或结构的一部分作为刚体失①整去平衡如滑动倾覆②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏劳破坏）（包括疲继续承载③结构转变成机动体系④或因过度的塑性变形而不能结构或结构构件丧失稳定如柱的屈压失稳7.结构构件达到正常使用或耐久性能正常使用极限状态：对应于结构或的某项限值的状态。或外观的变形②影响正常使用或耐①影响正常使用久性的局部损坏③影响正常使用的振动④影响正常使用的其他特定状态

8.定的条件下，完成预定功能的概率可靠度：结构在规定时间内，在规9.全等级②砼构件破坏类型可靠度指标与什么有关：①结构安

一、1.来协助混凝土承担压力的截面双筋截面 名词解释：在截面受压区配置钢筋

2.My=Mu界限破坏/平衡破坏：当ρ增大到使 混凝土压碎几乎同时发生。时，受拉钢筋屈服与受压区3.界限破坏 梁的受拉区钢筋达到屈服应变/平衡破坏：当钢筋混凝土

εy缘也同时达到其极限压应变而开始屈服时，受压区混凝土边而破坏

εcu1.四章相对界限受压区高度 ξb： 1.力剪跨比：-名词解释 受弯构件斜截面破坏形态和抗剪能σ与剪应力剪跨比τ的相对比值，m反映了梁内正应是影响力的主要因素，2.配箍率： 六七章1.考虑纵向挠曲影响偏心距增大系数η：-名词

向力偏心距增大系数（二阶效应）偏心受压构件的轴2.构件计算中，稳定系数φ：附加效应使构件承载力降低的计算考虑构建长细比增大的钢筋混凝土轴心受压系数成为轴心受压构件的稳定系数。九章1.-名词

境、耐久性：指混凝土结构在自然环下，使用环境及材料内部因素的作用需要花费大量资金加固处理而保持

在设计要求的目标使用期内，不

安全、使用功能和外观要求的能力二篇1.-名词 凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，预应力混凝土：

是事先人为地在混且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土2.混凝土的方法先张法：先张拉钢筋，后浇筑构件

3.混凝土结硬后，后张法：先先浇筑构件混凝土，待锚固的方法

再张拉预应力钢筋并4.随着张拉、预应力损失：预应力钢筋的预应力低的现象 锚固过程和时间推移而降

一章1.-简答题的材料，钢筋和混凝土两种力学性能不同作的理由？？？？能结合在一起有效的共同工答：1：混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，个整体，使两者能可靠的结合成一同变形，完成其结构功能在荷载作用下能够很好的共

2也较为接近，钢筋（：钢筋和混凝土的温度线膨胀系数度，混凝土（1.0*10-5~1.2*10-51.2*10-5）/）摄氏，因此，温度应力而破坏两者之间的粘结，当温度变化时，不致产生较大的3保护钢筋免遭锈蚀的作用，：包围在钢筋外面的混凝土，起着 筋和混凝土的共同作用保证了钢

三章1.-简答题

筋，其作用是什么？钢筋混凝土梁和板内配置哪些钢在板的受拉区的主钢筋答：主钢筋：沿板的跨度方向布置

分布钢筋： 钢筋垂直于板受力钢筋的分布时也起着固定受力钢筋位置、作用：使主钢筋受力更均匀同凝土收缩和温度应力的作用。分担混 纵向受拉钢筋弯起钢筋： 斜钢筋：： 梁内箍筋

且在构造上起着固定纵向钢筋位置：作用：帮助混凝土抗剪而的作用并与纵向钢筋、架立钢筋等组成骨架，架立钢筋 设置的纵向钢筋：为构成钢筋骨架用而附加 抗裂钢筋后，可以减小混凝土裂缝宽度：在梁侧面发生混凝土裂缝2.<=x<=在双筋截面中，为什么要求2a’s 筋答：A’s2aξb h0 ?达到抗压强度设计值’s <=x因为为了保证受压钢f’sd梁情况x<=ξb h0为了防止出现超筋3些基本假定？.受弯构件正截面承载力计算有哪

抗拉强度答：平截面假定材料应力应变的应力不考虑混凝土的 4.为哪几个阶段？每个阶段的特点适筋梁正截面破坏受力全过程分答：Ⅰ弹性工作阶段Ⅱ塑性变形阶段 Ⅲ破坏阶段Ⅰ阶段

有裂缝：梁混凝土全截面工作，梁没

Ⅱ阶段上，力随荷载的增加而增加，拉区混凝土退出工作，：出现裂缝，再有裂缝的界面

钢筋拉应Ⅲ阶段筋的拉应力一般仍维持在屈服强度：钢筋的拉应变增加很快但钢不变，裂缝急剧开展，中和轴继续上升，不断增大混凝土受压区不断缩小，压应力5.答：如何判断

度中和轴在受压翼板内，T形的种类

受压区高果中和轴在梁肋部，受压区高度x<=h’f则为第一类T形截面，如x>h6.’f则为第二类T形截面答：混凝土结构的优缺点 优点：混凝土可模型较好，结构造型灵活，形状的构件，可以根据需要浇筑成各种好，缺点：自重较大，抗裂性较差，结构整体性、耐久性较四章修补困难1.-简答 么情况下发生？斜截面破坏形态有几类？各在什

答：

大（斜拉破坏，m>3）

往往发生于剪跨比较减压破坏，剪跨比为下易发生1<=m<=3情况斜压破坏，剪跨比较小（m<1）2.素有哪些？影响斜截面受剪承载力的主要因答：剪跨比m，混凝土抗压强度fcu，纵向钢筋配筋率配箍率和箍筋强度

3.上、下限，实质是什么斜截面抗剪承载力为什么要规定载力公式的使用条件？）?（即抗剪承答：时，当梁的截面尺寸较小而剪力过大 就可能在梁的肋部产生过大的主压应力，板压坏）使梁发生斜压破坏（或梁肋小尺寸。所以要设置上限值即截面最

钢筋混凝土梁出现斜裂缝后，处原来由混凝土承受的拉力全部传斜裂缝给箍筋承担，使箍筋的拉应力突然增大，应力很快达到其屈服强度，为了不至于斜裂缝一出现，地抑制斜裂缝发展，甚至箍筋被拉断不能有效箍筋而导致发生斜拉破坏就要设置下限值4.弯矩包络图？两者之间的关系如什么叫材料抵抗弯矩图？什么叫何？答：材料抵抗弯矩图

：是沿梁长各正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，面所具有的抗弯承载力即表示各正截 弯矩包络图矩组合设计值：是沿梁长度各截面上弯标表示该截面上作用的最大设计弯Md的分布图，其纵坐矩关系

图，保证了梁段内任一截面不会发生：抵抗弯矩图外包了弯矩包络正截面破坏饿斜截面抗弯破坏，梁的抵抗弯矩图应覆盖计算弯矩包采用络图的原则可以解决纵向钢筋在弯

起钢筋弯起点是否可以弯起的问题。六七章-简答 1.轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么？ 答：纵向受力钢筋：①协助混凝土承担压力，可减小构件截面尺寸②承受可能存在的不大的弯矩 ③ 防止构件的突然脆性破坏，箍筋：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 2.进行螺旋筋柱正截面受压承载力计算时，有哪些限制条件？为什么要做出这些限制条件？ 答：满足0.9(fcd A cor+kfsdAs0+f’sdA’s)<=1.35υ(fcdA+f’cdA’s)否则保护层会过早剥落P1353.写出桥梁工程中，矩形截面大、小偏心受压构件承载力的计算公式 P146~147 二篇-简答 1.公路桥规规定的先（后）张预应力混凝土梁中预应力损失为几项？ 答：先张：钢筋与台座间的温差引起的应力损失 后张：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失

先后：钢筋与台座间的温度差引起的应力损失，混凝土弹性压缩引起的应力损失，钢筋松弛引起的应力损失，混凝土收缩和徐变引起的应力损失 2.预应力混凝土结构的优缺点？ 答：优点：提高了构件的抗裂度和刚度，可以节省材料，减少自重，可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构质量安全可靠，预应力可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展 缺点：工艺较复杂，对施工质量要求甚高，需要有专门设备，如张拉机具、灌浆设备等。预应力上拱度不易控制，预应力混凝土结构的开工费较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高