第一章 緒論
1.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.了解工程結(jié)構(gòu)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，明確結(jié)構(gòu)材料、理論方法、施工技術(shù)是決定工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
2.了解現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)體系及在各工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用，明確鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。
3.了解結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的關(guān)系，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是從整體結(jié)構(gòu)到局部構(gòu)件，再?gòu)木植繕?gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
4.了解結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的工程意義，學(xué)會(huì)建立實(shí)際結(jié)構(gòu)合理的可計(jì)算的力學(xué)模型的方法。
5.熟悉結(jié)構(gòu)荷載的種類(lèi)和劃分依據(jù)，掌握“永久荷載”、“可變荷載”、“偶然荷載”、“荷載代表值”、“荷載標(biāo)準(zhǔn)值”、“可變荷載準(zhǔn)永久值”及“可變荷載組合值”等基本術(shù)語(yǔ)的定義，為第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及后述各章的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。
1.2 思考題
1.什么叫工程結(jié)構(gòu)?何為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理?
2.古代、近代、現(xiàn)代土木工程有哪些重要區(qū)別?
3.結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展與哪些因素直接相關(guān)?
4.試述框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
5.橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類(lèi)型?其通常適宜的跨度為多少?
6.一般將哪些結(jié)構(gòu)稱為特種結(jié)構(gòu)?
7.鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
8.組成結(jié)構(gòu)的“基本元素”有哪些?
9.何為剛域?它與剛節(jié)點(diǎn)有何不同?
10.永久作用，可變作用和偶然作用各有什么特征?
11.何為荷載代表值、荷載標(biāo)準(zhǔn)值、可變荷載準(zhǔn)永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值?
12.為什么把荷載標(biāo)準(zhǔn)值作為荷載基本代表值看待
2.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章主要介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的共性問(wèn)題，是學(xué)習(xí)本課程和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。由于是宏觀地、抽象地介紹近似概率的極限狀態(tài)方法，涉及到的名詞術(shù)語(yǔ)較多，初次接觸，會(huì)覺(jué)得生澀和難于理解，這需要在后續(xù)各章的學(xué)習(xí)中逐漸克服。
結(jié)合后續(xù)各章的設(shè)計(jì)內(nèi)容，要求深入理解和掌握結(jié)構(gòu)的功能要求，結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的概念，極限狀態(tài)及其分類(lèi)，荷載的分類(lèi)及其取值，荷載效應(yīng)組合，結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度，實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式等內(nèi)容。對(duì)有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的內(nèi)容，要求了解。
2.2 思考題
1.建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足哪些功能要求?結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限如何確定?結(jié)構(gòu)超過(guò)其設(shè)計(jì)使用年限是否意味著不能再使用?為什么?
2.結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么?它包括哪些方面的功能要求?建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)是按什么原則劃分的?
3.“作用”和“荷載”有什么區(qū)別?結(jié)構(gòu)上的作用按時(shí)間的變異、按空間的變異、以及按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)各分為哪幾類(lèi)?
4.影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素有哪些?結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與哪些因素有關(guān)?為什么說(shuō)構(gòu)件的抗力是一個(gè)隨機(jī)變量?
5.什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類(lèi)，其含義各是什么?或者說(shuō)結(jié)構(gòu)超過(guò)極限狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么后果?
6.什么是結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)?《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)可靠指標(biāo)是如何定義的?
7.什么是失效概率?可靠指標(biāo)和失效概率有何定性關(guān)系?為什么說(shuō)我國(guó)“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法?分析其主要特點(diǎn)。
8.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)采用的可靠指標(biāo)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類(lèi)型是否有關(guān)?
9.深入理解承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，能說(shuō)明式中各符號(hào)的物理意義。結(jié)構(gòu)可靠性的要求在式中是如何體現(xiàn)的?
10.荷載的代表值有哪些?其基本代表值是什么?
11.什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值?什么是活荷載的頻遇值和準(zhǔn)永久值?什么是荷載的組合值?對(duì)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合?對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，如何確定其荷載效應(yīng)組合?永久荷載和可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般情況下如何取值?
12.各種材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)什么原則確定?材料性能分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是如何確定的?
13.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是如何考慮的?
第三章 結(jié)構(gòu)材料
3.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章介紹工程結(jié)構(gòu)常用之鋼材、混凝土、磚石、砌塊等材料的力學(xué)性能和強(qiáng)度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。
1.材料的力學(xué)性能由強(qiáng)度指標(biāo)，變形指標(biāo)，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強(qiáng)度指標(biāo)的有比例極限、彈性極限、屈服極限(屈服點(diǎn))和強(qiáng)度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用屈服極限作為強(qiáng)度指標(biāo)。衡量變形能力除彈性模量(或變形模量)以外，還有延伸率、截面收縮率等塑性指標(biāo)。冷彎是一個(gè)綜合性指標(biāo)，沖擊韌性用沖擊功來(lái)定義。不同質(zhì)量等級(jí)的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對(duì)不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)有要求。
2.材料強(qiáng)度有平均值fm，標(biāo)準(zhǔn)值fk和設(shè)計(jì)值f之分。平均值是若干標(biāo)準(zhǔn)試件按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得的材料屈服極限的平均值;而標(biāo)準(zhǔn)值則為具有95%保證率的材料強(qiáng)度取值，即低于平均值1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差;材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由標(biāo)準(zhǔn)值除以材料的分項(xiàng)系數(shù)(>1)而得到。
3.了解鋼材、鋼筋的分類(lèi)和規(guī)格，掌握鋼材各種強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(抗拉、抗壓、抗剪、承壓)的確定方法，熟悉鋼材的本構(gòu)模型。
4.掌握鋼材焊接連接，螺栓連接的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
5.混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機(jī)理、變形特點(diǎn)，掌握抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度之間的差異，熟悉砼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
6.砌體的承載力和變形能力和塊體、砂漿，砌筑質(zhì)量密不可分。了解塊體、砂漿的種類(lèi)和強(qiáng)度等級(jí)，掌握砌體種類(lèi)和強(qiáng)度取值，熟悉砌體的變形特性。
3.2 思考題
1.試?yán)L出有明顯流幅的鋼材(鋼筋)的拉伸圖，說(shuō)明各階段的特點(diǎn)，指出比例極限、屈服極限和強(qiáng)度極限(極限強(qiáng)度)的含義。
2.軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy各對(duì)應(yīng)于圖中何處的應(yīng)力值?
3.鋼材的沖擊韌性如何定義?
4.鋼材質(zhì)量等級(jí)分A、B、C、D、E級(jí)的依據(jù)是什么?
5.為什么說(shuō)冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項(xiàng)綜合指標(biāo)?
6.鋼材抗剪強(qiáng)度取抗拉強(qiáng)度的58%，依據(jù)何在?
7.何謂伸長(zhǎng)率?何謂屈強(qiáng)比?
8.鋼材強(qiáng)度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時(shí)fy=345N/mm2?在其他情況下fy是小于還是大于345N/mm2?
9.角焊縫在彎矩、軸力、剪力、扭矩作用下的焊接強(qiáng)度是按哪種形式計(jì)算的?與對(duì)接焊縫有何區(qū)別?
10.高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力起什么作用?預(yù)拉力的大小與承載能力有什么關(guān)系?高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓計(jì)算有什么不同?摩擦型高強(qiáng)度螺栓與承壓型高強(qiáng)度螺栓有何區(qū)別?
11.在交變受力過(guò)程中，鋼材的疲勞計(jì)算是用大應(yīng)力、小應(yīng)力、平均應(yīng)力、還是用應(yīng)力幅?為什么不采用材料力學(xué)中的“疲勞極限”這一概念?
12.鋼筋進(jìn)行冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪幾種?每種加工方法對(duì)強(qiáng)度有何影響?
13.何謂冷拉時(shí)效?
14.我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種?熱軋鋼筋的強(qiáng)度分哪幾個(gè)等級(jí)，分別用什么符號(hào)表示?
15.混凝土立方體抗壓強(qiáng)度能不能代表實(shí)際構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度?既然用立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，為什么還要有軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c?
16.混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)有哪些?各用什么符號(hào)表示，它們之間有什么關(guān)系?
17.混凝土在短期加載軸心壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，和熱軋鋼筋加載受接時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線相比有什么不同?并指出前者曲線的某些特點(diǎn)。
18.混凝土應(yīng)力等于fc時(shí)的應(yīng)變?chǔ)?和極限壓應(yīng)變?chǔ)與u有什么區(qū)別?它們各在什么受力情況下考慮，其應(yīng)變值大致為多少?
19.為什么混凝土棱柱體試件在短期軸壓作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線中有一個(gè)“下降段”。為什么會(huì)出現(xiàn)應(yīng)變不斷增加，而應(yīng)力不斷降低的現(xiàn)象?
20.什么叫約束混凝土?處于三向受壓的混凝土，其變形特點(diǎn)如何?
21.混凝土的受壓變形模量有幾種表達(dá)方式?我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范是怎樣確定混凝土的受壓彈性模量的?
22.混凝土在重復(fù)荷載作用下，其應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特征，在實(shí)用上有何意義?
23.混凝土的收縮和徐變有什么不同?是由什么原因引起的?變形特點(diǎn)是什么?
24.混凝土的收縮和徐變對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有什么影響?減少收縮和徐變的措施有哪些?
25.為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作?它們之間的粘結(jié)力是由哪幾部分組成的?提高鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力可采取哪些措施?
26.粘結(jié)力沿鋼筋長(zhǎng)度方向的分布圖形如何?鋼筋埋入混凝土中的長(zhǎng)度無(wú)限增大時(shí)，粘結(jié)力圖形的長(zhǎng)度是否也隨之無(wú)限增大?為什么?
27.為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施?
28.磚砌體的抗壓強(qiáng)度為什么低于它所用磚所能達(dá)到的抗壓強(qiáng)度?
29.影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素有哪些?
30.從影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素分析，如何提高磚墻的施工質(zhì)量?
31.在何種情況下可按砂漿強(qiáng)度為零來(lái)確定砌體強(qiáng)度?
32.為什么工程上不允許采用沿水平通縫截面軸心受拉的構(gòu)件?
33.砌體在彎曲受拉時(shí)有哪幾種破壞形態(tài)?
34.垂直壓應(yīng)力對(duì)砌體抗剪強(qiáng)度有何影響
3.3 練習(xí)題
3.3.1 選擇題
1.碳素結(jié)構(gòu)鋼中含碳量增加時(shí)，對(duì)鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性的影響是目 。
(A)強(qiáng)度增加，塑性、韌性降低，可焊性提高
(B)強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性都好了
(C)強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性降低了
(D)強(qiáng)度、塑性、韌性、可焊性都降低了
2.鋼材經(jīng)冷作硬化處理后屈服點(diǎn) ，塑性降低了。
(A)降低 (B)不變
(C)提高 (D)降為零
3.低碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試件在拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)力由零增加到比例極限，彈性模量很大，變形很小，則此階段為 階段。
(A)彈性 (B)彈塑性
(C)塑性 (D)強(qiáng)化
4.將兩塊鋼板用普通螺栓搭接連接，螺栓桿的直徑為20mm，已知兩鋼板的厚度分別為12mm和10mm，且fbc=400N/mm2，鋼板在軸心力作用下，則一個(gè)螺栓的承壓承載力應(yīng)為 kN。
(A)96 (B)176
(C)40 (D)80
5.牌號(hào)Q235-D表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼的 。
(A)屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量好 (B)抗拉強(qiáng)度是235MPa，質(zhì)量好
(C)屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量差 (D)合金含量2.35%，鎮(zhèn)靜平爐鋼
6.結(jié)構(gòu)上所用鋼材，主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼的 和低合金結(jié)構(gòu)鋼。
(A)高碳鋼 (B)低碳鋼
(C)硅錳結(jié)構(gòu)鋼 (D)沸騰鋼
7.在常溫下使鋼材產(chǎn)生塑性變形，從而提高 ，這個(gè)過(guò)程稱為冷加工強(qiáng)化處理或冷作硬化。
(A)屈服強(qiáng)度 (B)抗拉強(qiáng)度
(C)塑性韌性 (D)冷彎性能
8.對(duì)于無(wú)明顯流幅的鋼筋，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值的依據(jù)是 。
(A)0.9倍極限強(qiáng)度 (B)0.2倍極限強(qiáng)度
(C)極限抗拉強(qiáng)度 (D)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力
9.為減小混凝土徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確? 。
(A)提早對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載 (B)采用高等級(jí)水泥，增加水泥用量
(C)加大水灰比 (D)提高混凝土的密實(shí)度和養(yǎng)護(hù)濕度
10.同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，各種力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系為 。
(A)fcufc>ft
(C)fcu>ft>fc (D)fcu≥fc≥ft
第一章 11.只配螺旋筋的混凝土柱體，其抗壓強(qiáng)度高于fc是因?yàn)槁菪?。
(A)參與受壓 (B)使混凝土密實(shí)
(C)約束了混凝土的橫向變形 (D)使混凝土中不出現(xiàn)微裂縫
12.有關(guān)減少混凝土收縮裂縫的措施，下列何項(xiàng)所述正確? 。
(A)在澆注混凝土?xí)r增設(shè)鋼絲網(wǎng) (B)在混凝土配比中增加水泥用量
(C)采用高標(biāo)號(hào)水泥 (D)采用彈性模量小的骨料
13.評(píng)定混凝土強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸，應(yīng)為 。
(A)150mm×150mm×150mm (B)φ150mm×300mm
(C)100mm×100mm×100mm (D)200mm×200mm×200mm
14.除施工因素外，下列哪項(xiàng)是影響實(shí)心磚砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素? 。
(A)塊材的強(qiáng)度 (B)砂漿的強(qiáng)度
(C)塊體的尺寸 (D)砂漿的和易性和保水性
15.磚砌體的抗壓強(qiáng)度較磚的抗壓強(qiáng)度 。
(A)高 (B)低
(C)相同 (D)不可定
16.砌體的抗拉強(qiáng)度主要取決于 。
(A)砌塊抗拉強(qiáng)度 (B)砂漿的抗拉強(qiáng)度
(C)灰縫的厚度 (D)砂漿中的水泥用量
17.當(dāng)用水泥砂漿砌筑時(shí)，對(duì)各類(lèi)砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均要乘以調(diào)整系數(shù)γa，這是由于水泥砂漿 的緣故。
(A)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值較高 (B)密實(shí)性較好
(C)耐久性較差 (D)保水性、和易性較差
18.砌體彈性模量的取值為 。
(A)原點(diǎn)初始彈性模量 (B)σ=0.43fm時(shí)的割線模量
(C)σ=0.43fm時(shí)的切線模量 (D)σ=fm時(shí)的割線模量
19.用MU10混凝土小型空心砌塊錯(cuò)孔砌筑的T型截面砌體，水泥砂漿采用M5，該砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f為 MPa。
(A)2.22 (B)1.26
(C)1.60 (D)1.70
20.施工階段砂漿尚未硬化的新砌體，砌體強(qiáng)度 。
(A)按砂漿強(qiáng)度為零確定 (B)按零計(jì)算
(C)按50%計(jì)算 (D)按75%計(jì)算
3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算題
1.試計(jì)算Q235、Q275鋼的抗剪強(qiáng)度f(wàn)v。
2.工地上往往需要進(jìn)行鋼筋代換，其方式之一是等面積代換：鋼筋級(jí)別不變，改變直徑;方式之二是等強(qiáng)度代換;改變鋼筋級(jí)別，鋼筋直徑可變、可不變。某鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋為12根直徑20mm的HPB235級(jí)鋼筋，假設(shè)工地上僅有直徑為16mm的HPB235級(jí)鋼筋，問(wèn)需要幾根方能滿足要求?如果改用HRB335級(jí)鋼筋，試選擇代用鋼筋直徑和根數(shù)。
3.如果已知邊長(zhǎng)150mm立方體抗壓強(qiáng)度的平均值fcu=35N/mm2，試估算下列混凝土強(qiáng)度的平均值：(1)棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度;(2)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。該混凝土的彈性模量取值大致是多少?
4.經(jīng)抽測(cè)某工地磚的強(qiáng)度為10.5MPa，混合砂漿強(qiáng)度為4.8MPa，試計(jì)算其砌體的抗壓強(qiáng)度平均值。
5.毛料石砌體之石材強(qiáng)度等級(jí)為MU60，砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M5，試計(jì)算該砌體的抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。
6.對(duì)10.9級(jí)M16摩擦型高強(qiáng)度螺栓，其預(yù)拉力P=100kN，在受拉連接中，連接所承受的靜載拉力N=1200kN，且連接板件具有足夠的剛度，試計(jì)算連接所需的螺栓根數(shù)。
8.兩塊Q235鋼板厚度和寬度相同：厚10mm，寬500mm。今用E43焊條手工焊接連接，使其承受軸向拉力1000kN，試設(shè)計(jì)焊縫。
4.1學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章討論受彎構(gòu)件(許多場(chǎng)合，受彎構(gòu)件又稱為梁)的承載能力計(jì)算，是全書(shū)的重點(diǎn)之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進(jìn)“平截面”假定，以中和軸為界，一側(cè)受拉、另一側(cè)受壓，線應(yīng)變呈線性分布。彈性應(yīng)力在截面上亦呈線性分布，彈塑性應(yīng)力分布比較復(fù)雜。正截面承載力計(jì)算，在極限狀態(tài)(塑性階段)截面應(yīng)力圖式按矩形考慮。剪力V的參與，導(dǎo)致主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力的作用面為斜截面，故破壞沿斜截面發(fā)生。構(gòu)件彎曲抗剪的問(wèn)題，即是斜截面承載力計(jì)算的問(wèn)題。構(gòu)件承載能力除滿足相應(yīng)的公式以外，還需要滿足構(gòu)造要求。
1.鋼筋混凝土梁正截面從加載到破壞，可分為三個(gè)階段。每個(gè)受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點(diǎn)和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計(jì)算的依據(jù)。根據(jù)鋼筋數(shù)量 的不同，受彎構(gòu)件正截面破壞時(shí)有三種破壞形態(tài)，注意它們之間質(zhì)的區(qū)別以及相互之間的界限。規(guī)范以適筋破壞作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。
2.適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡(jiǎn)單表述為：鋼筋屈服的同時(shí)，壓區(qū)混凝土達(dá)到極限應(yīng)變。即鋼筋達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計(jì)算簡(jiǎn)圖，掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面這三種常用的受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算問(wèn)題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。
3.鋼筋混凝土梁斜截面必須進(jìn)行計(jì)算。了解斜截面的破壞形態(tài)，影響抗剪承載力的主要因素：掌握斜截面抗剪承載力計(jì)算理論依據(jù)和方法;熟悉斜截面抗彎承載力的構(gòu)造措施——縱筋截?cái)?、彎起和錨固;了解材料圖的概念和繪制方法;熟悉抗剪構(gòu)造要求。
4.砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件之抗彎、抗剪承載力均可按材料力學(xué)理論計(jì)算大應(yīng)力，使其不超過(guò)設(shè)計(jì)值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對(duì)抗剪承載力的有利影響。
5.鋼材是典型的各向同性材料，應(yīng)力分布與初等力學(xué)理論符合良好。彈性應(yīng)力在構(gòu)件的上、下邊緣大，考慮全截面屈服時(shí)，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用截面的彈性抵抗矩，同時(shí)引進(jìn)塑性發(fā)展系數(shù)。強(qiáng)度計(jì)算包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部承壓應(yīng)力和腹翼交界處的折算應(yīng)力計(jì)算。鋼梁一般是薄壁截面，穩(wěn)定至關(guān)重要，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均需要考慮。整體失穩(wěn)，又稱彎扭失穩(wěn);整體穩(wěn)定驗(yàn)算，由穩(wěn)定系數(shù)來(lái)考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗(yàn)算要求，可設(shè)加勁肋來(lái)保證。組合鋼梁還需驗(yàn)算焊縫或連接螺栓。
6.了解鋼梁的類(lèi)型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，掌握梁的強(qiáng)度計(jì)算、穩(wěn)定驗(yàn)算方法。
4.2 思考題（上）
1.什么叫配筋率?適筋梁，超筋梁和少筋梁的破壞特征有什么不同?
2.適筋梁從開(kāi)始加載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開(kāi)，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何?每個(gè)階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的依據(jù)?
3.矩形截面應(yīng)力圖中的高度x的含義是什么?它是否是截面實(shí)際的受壓區(qū)高度?
4.什么叫“界限”破壞?“界限”破壞時(shí)εcu及εs各等于多少?何謂相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb?它在受彎承載力計(jì)算中起什么作用?
5.適筋梁的適用條件是什么?其限制目的何在?
6.在適筋梁承載力計(jì)算公式M=αsbh20α1fc或M=fyAsγsh0中，αs、γs的物理意義是什么?它與什么因素有關(guān)?
7.當(dāng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力不足時(shí)，可采取哪幾種措施來(lái)提高截面的抗彎承載力，其中哪個(gè)措施為有效?
8.梁、板中應(yīng)配置哪幾種鋼筋，各種鋼筋起何作用?在構(gòu)造上有什么要求?
9.混凝土保護(hù)層起什么作用?梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的根數(shù)、直徑及間距有何規(guī)定，與梁寬b之間的關(guān)系如何?
10.什么情況下可采用雙筋截面?受壓鋼筋起什么作用，為什么說(shuō)在一般情況下采用受壓鋼筋是不經(jīng)濟(jì)的?
11.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)受壓區(qū)混凝土壓碎時(shí)，受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值如何確定?
12.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件x≥2a′時(shí)，應(yīng)按什么公式計(jì)算正截面受彎承載力?并解釋理由。
13.設(shè)計(jì)雙筋梁時(shí)，當(dāng)As和A′s均未知時(shí)，則有三個(gè)未知數(shù)As，A′s和x，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)如何解決?若A′s已知時(shí)，如何求As?
14.為什么需要確定T形截面梁的翼緣計(jì)算寬度?如何確定?
15.兩類(lèi)T形梁如何鑒別?
16.T形梁受彎承載力計(jì)算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式有何異同?
17.鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會(huì)出現(xiàn)斜裂縫?
18.無(wú)腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂縫破壞的主要形態(tài)有哪幾種?它們的破壞特征是怎樣的?滿足什么條件才能避免這些破壞發(fā)生?
4.2 思考題（下）
4.1 19.影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些?剪跨比的定義是什么?
20.配箍率ρsv的表達(dá)式是怎樣的?它與斜截面受剪承載力有何關(guān)系?
21.有腹筋簡(jiǎn)支梁在斜裂縫出現(xiàn)后，其傳力過(guò)程怎樣?可以比擬成一個(gè)什么結(jié)構(gòu)?
22.斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮哪些截面位置?
23.斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)，為什么要對(duì)梁的小截面尺寸加以限制?所有梁都一樣嗎?
24.均勻分布荷載作用下的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，沿梁長(zhǎng)配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來(lái)考慮，是否合理?如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來(lái)考慮，則又怎樣?如果按計(jì)算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時(shí)梁中是否還要配置腹筋?
25.在一般情況下，限制箍筋及彎起鋼筋的大間距的目的是什么?滿足大間距時(shí)，是不是必須滿足小配箍率ρsvmin的規(guī)定?如果有矛盾，該怎樣處理?
26.設(shè)計(jì)板時(shí)為何一般不進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算，不配置箍筋?
27.何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計(jì)彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系?
28.為什么會(huì)發(fā)生斜截面受彎破壞?應(yīng)采取哪些措施來(lái)保證不發(fā)生這些破壞?
29.縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截?cái)?，如必需截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)從理論切斷點(diǎn)外延伸一段長(zhǎng)度，試解釋其理由。
30.在抵抗彎矩圖中何謂鋼筋充分利用點(diǎn)，不需要點(diǎn)和理論切斷點(diǎn)?它們與斜截面受彎承載力有什么關(guān)系?為什么彎起鋼筋的彎起點(diǎn)要距充分利用點(diǎn)≥h0/2?
31.何謂“鴨筋”及“浮筋”?浮筋為什么不能作為受剪鋼筋?
32.如何計(jì)算砌體受彎構(gòu)件的受剪承載力和砌體受剪構(gòu)件的受剪承載力?
33.鋼梁的種類(lèi)和截面形式有哪些?
34.鋼梁的強(qiáng)度計(jì)算包括哪些內(nèi)容?整體穩(wěn)定如何考慮?
35.在組合梁腹板計(jì)算高度邊緣處，折算應(yīng)力計(jì)算的依據(jù)是什么?
36.鋼結(jié)構(gòu)薄壁受彎構(gòu)件，提高局部穩(wěn)定性的措施有哪些?
4.3 練習(xí)題
4.3.1 選擇題
1.梁的混凝土保護(hù)層厚度是指 。
(A)箍筋外表面至梁表面的距離 (B)主筋外表面至梁表面的距離
(C)箍筋外表面至梁中心的距離 (D)主筋截面形心至梁表面的距離
2.鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)邊緣達(dá)到下述哪一種情況時(shí)，受拉區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)裂縫? 。
(A)混凝土實(shí)際的抗拉強(qiáng)度 (B)混凝土的抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度
(C)混凝土的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 (D)混凝土彎曲時(shí)的極限拉應(yīng)變
3.某矩形截面簡(jiǎn)支梁b×h=200mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，受拉區(qū)配置鋼筋4φ20，該梁沿正截面破壞時(shí)為 。
(A)界限破壞 (B)適筋破壞
(C)少筋破壞 (D)超筋破壞
4.驗(yàn)算T形截面梁的ρmin時(shí)，梁寬為 。
(A)梁腹寬b (B)梁翼緣寬bf
(C)2倍梁腹寬 (D)1.2倍梁翼緣寬
5.雙筋梁中受壓鋼筋A(yù)′s的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)′y得到充分利用的條件是 。
(A)ξ≤ξb (B)x≥2a′
(C)ξ=ξb (D)x≤ξbh0
6.條件相同的無(wú)腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉三種破壞形態(tài)時(shí)，梁的斜截面抗剪承載能力的大致關(guān)系是 。
(A)斜壓破壞的承載力>剪壓破壞的承載力>斜拉破壞的承載力
(B)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力>斜拉破壞的承載力
(C)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力<斜拉破壞的承載力
(D)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力=斜拉破壞的承載力
7.砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式為V≤fvbz，其中z稱為內(nèi)力臂。當(dāng)截面為矩形時(shí)，z取值為 。
(A)h (B)h/3
(C)2h (D)2h/3
8.引起鋼梁受壓翼緣板局部失穩(wěn)的原因是 。
(A)彎曲壓應(yīng)力 (B)剪應(yīng)力
(C)局部壓應(yīng)力 (D)折算應(yīng)力
9.鋼材的疲勞是因?yàn)檫B續(xù)反復(fù)荷載作用的結(jié)果。某吊車(chē)梁應(yīng)力循環(huán)中大(拉)應(yīng)力為252N/mm2，小(壓)應(yīng)力為134N/mm2，則應(yīng)力幅為 N/mm2。
(A)386 (B)-118
(C)118 (D)-386
1.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
1.了解工程結(jié)構(gòu)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，明確結(jié)構(gòu)材料、理論方法、施工技術(shù)是決定工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
2.了解現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)體系及在各工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用，明確鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。
3.了解結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的關(guān)系，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是從整體結(jié)構(gòu)到局部構(gòu)件，再?gòu)木植繕?gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
4.了解結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的工程意義，學(xué)會(huì)建立實(shí)際結(jié)構(gòu)合理的可計(jì)算的力學(xué)模型的方法。
5.熟悉結(jié)構(gòu)荷載的種類(lèi)和劃分依據(jù)，掌握“永久荷載”、“可變荷載”、“偶然荷載”、“荷載代表值”、“荷載標(biāo)準(zhǔn)值”、“可變荷載準(zhǔn)永久值”及“可變荷載組合值”等基本術(shù)語(yǔ)的定義，為第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及后述各章的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。
1.2 思考題
1.什么叫工程結(jié)構(gòu)?何為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理?
2.古代、近代、現(xiàn)代土木工程有哪些重要區(qū)別?
3.結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展與哪些因素直接相關(guān)?
4.試述框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
5.橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類(lèi)型?其通常適宜的跨度為多少?
6.一般將哪些結(jié)構(gòu)稱為特種結(jié)構(gòu)?
7.鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
8.組成結(jié)構(gòu)的“基本元素”有哪些?
9.何為剛域?它與剛節(jié)點(diǎn)有何不同?
10.永久作用，可變作用和偶然作用各有什么特征?
11.何為荷載代表值、荷載標(biāo)準(zhǔn)值、可變荷載準(zhǔn)永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值?
12.為什么把荷載標(biāo)準(zhǔn)值作為荷載基本代表值看待
2.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章主要介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的共性問(wèn)題，是學(xué)習(xí)本課程和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。由于是宏觀地、抽象地介紹近似概率的極限狀態(tài)方法，涉及到的名詞術(shù)語(yǔ)較多，初次接觸，會(huì)覺(jué)得生澀和難于理解，這需要在后續(xù)各章的學(xué)習(xí)中逐漸克服。
結(jié)合后續(xù)各章的設(shè)計(jì)內(nèi)容，要求深入理解和掌握結(jié)構(gòu)的功能要求，結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的概念，極限狀態(tài)及其分類(lèi)，荷載的分類(lèi)及其取值，荷載效應(yīng)組合，結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度，實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式等內(nèi)容。對(duì)有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的內(nèi)容，要求了解。
2.2 思考題
1.建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足哪些功能要求?結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限如何確定?結(jié)構(gòu)超過(guò)其設(shè)計(jì)使用年限是否意味著不能再使用?為什么?
2.結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么?它包括哪些方面的功能要求?建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)是按什么原則劃分的?
3.“作用”和“荷載”有什么區(qū)別?結(jié)構(gòu)上的作用按時(shí)間的變異、按空間的變異、以及按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)各分為哪幾類(lèi)?
4.影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素有哪些?結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與哪些因素有關(guān)?為什么說(shuō)構(gòu)件的抗力是一個(gè)隨機(jī)變量?
5.什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類(lèi)，其含義各是什么?或者說(shuō)結(jié)構(gòu)超過(guò)極限狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么后果?
6.什么是結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)?《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)可靠指標(biāo)是如何定義的?
7.什么是失效概率?可靠指標(biāo)和失效概率有何定性關(guān)系?為什么說(shuō)我國(guó)“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法?分析其主要特點(diǎn)。
8.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)采用的可靠指標(biāo)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類(lèi)型是否有關(guān)?
9.深入理解承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，能說(shuō)明式中各符號(hào)的物理意義。結(jié)構(gòu)可靠性的要求在式中是如何體現(xiàn)的?
10.荷載的代表值有哪些?其基本代表值是什么?
11.什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值?什么是活荷載的頻遇值和準(zhǔn)永久值?什么是荷載的組合值?對(duì)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合?對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，如何確定其荷載效應(yīng)組合?永久荷載和可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般情況下如何取值?
12.各種材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)什么原則確定?材料性能分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是如何確定的?
13.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是如何考慮的?
第三章 結(jié)構(gòu)材料
3.1 學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章介紹工程結(jié)構(gòu)常用之鋼材、混凝土、磚石、砌塊等材料的力學(xué)性能和強(qiáng)度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。
1.材料的力學(xué)性能由強(qiáng)度指標(biāo)，變形指標(biāo)，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強(qiáng)度指標(biāo)的有比例極限、彈性極限、屈服極限(屈服點(diǎn))和強(qiáng)度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用屈服極限作為強(qiáng)度指標(biāo)。衡量變形能力除彈性模量(或變形模量)以外，還有延伸率、截面收縮率等塑性指標(biāo)。冷彎是一個(gè)綜合性指標(biāo)，沖擊韌性用沖擊功來(lái)定義。不同質(zhì)量等級(jí)的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對(duì)不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)有要求。
2.材料強(qiáng)度有平均值fm，標(biāo)準(zhǔn)值fk和設(shè)計(jì)值f之分。平均值是若干標(biāo)準(zhǔn)試件按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得的材料屈服極限的平均值;而標(biāo)準(zhǔn)值則為具有95%保證率的材料強(qiáng)度取值，即低于平均值1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差;材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由標(biāo)準(zhǔn)值除以材料的分項(xiàng)系數(shù)(>1)而得到。
3.了解鋼材、鋼筋的分類(lèi)和規(guī)格，掌握鋼材各種強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(抗拉、抗壓、抗剪、承壓)的確定方法，熟悉鋼材的本構(gòu)模型。
4.掌握鋼材焊接連接，螺栓連接的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
5.混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機(jī)理、變形特點(diǎn)，掌握抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度之間的差異，熟悉砼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
6.砌體的承載力和變形能力和塊體、砂漿，砌筑質(zhì)量密不可分。了解塊體、砂漿的種類(lèi)和強(qiáng)度等級(jí)，掌握砌體種類(lèi)和強(qiáng)度取值，熟悉砌體的變形特性。
3.2 思考題
1.試?yán)L出有明顯流幅的鋼材(鋼筋)的拉伸圖，說(shuō)明各階段的特點(diǎn)，指出比例極限、屈服極限和強(qiáng)度極限(極限強(qiáng)度)的含義。
2.軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy各對(duì)應(yīng)于圖中何處的應(yīng)力值?
3.鋼材的沖擊韌性如何定義?
4.鋼材質(zhì)量等級(jí)分A、B、C、D、E級(jí)的依據(jù)是什么?
5.為什么說(shuō)冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項(xiàng)綜合指標(biāo)?
6.鋼材抗剪強(qiáng)度取抗拉強(qiáng)度的58%，依據(jù)何在?
7.何謂伸長(zhǎng)率?何謂屈強(qiáng)比?
8.鋼材強(qiáng)度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時(shí)fy=345N/mm2?在其他情況下fy是小于還是大于345N/mm2?
9.角焊縫在彎矩、軸力、剪力、扭矩作用下的焊接強(qiáng)度是按哪種形式計(jì)算的?與對(duì)接焊縫有何區(qū)別?
10.高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力起什么作用?預(yù)拉力的大小與承載能力有什么關(guān)系?高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓計(jì)算有什么不同?摩擦型高強(qiáng)度螺栓與承壓型高強(qiáng)度螺栓有何區(qū)別?
11.在交變受力過(guò)程中，鋼材的疲勞計(jì)算是用大應(yīng)力、小應(yīng)力、平均應(yīng)力、還是用應(yīng)力幅?為什么不采用材料力學(xué)中的“疲勞極限”這一概念?
12.鋼筋進(jìn)行冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪幾種?每種加工方法對(duì)強(qiáng)度有何影響?
13.何謂冷拉時(shí)效?
14.我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種?熱軋鋼筋的強(qiáng)度分哪幾個(gè)等級(jí)，分別用什么符號(hào)表示?
15.混凝土立方體抗壓強(qiáng)度能不能代表實(shí)際構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度?既然用立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，為什么還要有軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c?
16.混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)有哪些?各用什么符號(hào)表示，它們之間有什么關(guān)系?
17.混凝土在短期加載軸心壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，和熱軋鋼筋加載受接時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線相比有什么不同?并指出前者曲線的某些特點(diǎn)。
18.混凝土應(yīng)力等于fc時(shí)的應(yīng)變?chǔ)?和極限壓應(yīng)變?chǔ)與u有什么區(qū)別?它們各在什么受力情況下考慮，其應(yīng)變值大致為多少?
19.為什么混凝土棱柱體試件在短期軸壓作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線中有一個(gè)“下降段”。為什么會(huì)出現(xiàn)應(yīng)變不斷增加，而應(yīng)力不斷降低的現(xiàn)象?
20.什么叫約束混凝土?處于三向受壓的混凝土，其變形特點(diǎn)如何?
21.混凝土的受壓變形模量有幾種表達(dá)方式?我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范是怎樣確定混凝土的受壓彈性模量的?
22.混凝土在重復(fù)荷載作用下，其應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特征，在實(shí)用上有何意義?
23.混凝土的收縮和徐變有什么不同?是由什么原因引起的?變形特點(diǎn)是什么?
24.混凝土的收縮和徐變對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有什么影響?減少收縮和徐變的措施有哪些?
25.為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作?它們之間的粘結(jié)力是由哪幾部分組成的?提高鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力可采取哪些措施?
26.粘結(jié)力沿鋼筋長(zhǎng)度方向的分布圖形如何?鋼筋埋入混凝土中的長(zhǎng)度無(wú)限增大時(shí)，粘結(jié)力圖形的長(zhǎng)度是否也隨之無(wú)限增大?為什么?
27.為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施?
28.磚砌體的抗壓強(qiáng)度為什么低于它所用磚所能達(dá)到的抗壓強(qiáng)度?
29.影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素有哪些?
30.從影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素分析，如何提高磚墻的施工質(zhì)量?
31.在何種情況下可按砂漿強(qiáng)度為零來(lái)確定砌體強(qiáng)度?
32.為什么工程上不允許采用沿水平通縫截面軸心受拉的構(gòu)件?
33.砌體在彎曲受拉時(shí)有哪幾種破壞形態(tài)?
34.垂直壓應(yīng)力對(duì)砌體抗剪強(qiáng)度有何影響
3.3 練習(xí)題
3.3.1 選擇題
1.碳素結(jié)構(gòu)鋼中含碳量增加時(shí)，對(duì)鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性的影響是目 。
(A)強(qiáng)度增加，塑性、韌性降低，可焊性提高
(B)強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性都好了
(C)強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性降低了
(D)強(qiáng)度、塑性、韌性、可焊性都降低了
2.鋼材經(jīng)冷作硬化處理后屈服點(diǎn) ，塑性降低了。
(A)降低 (B)不變
(C)提高 (D)降為零
3.低碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試件在拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)力由零增加到比例極限，彈性模量很大，變形很小，則此階段為 階段。
(A)彈性 (B)彈塑性
(C)塑性 (D)強(qiáng)化
4.將兩塊鋼板用普通螺栓搭接連接，螺栓桿的直徑為20mm，已知兩鋼板的厚度分別為12mm和10mm，且fbc=400N/mm2，鋼板在軸心力作用下，則一個(gè)螺栓的承壓承載力應(yīng)為 kN。
(A)96 (B)176
(C)40 (D)80
5.牌號(hào)Q235-D表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼的 。
(A)屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量好 (B)抗拉強(qiáng)度是235MPa，質(zhì)量好
(C)屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量差 (D)合金含量2.35%，鎮(zhèn)靜平爐鋼
6.結(jié)構(gòu)上所用鋼材，主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼的 和低合金結(jié)構(gòu)鋼。
(A)高碳鋼 (B)低碳鋼
(C)硅錳結(jié)構(gòu)鋼 (D)沸騰鋼
7.在常溫下使鋼材產(chǎn)生塑性變形，從而提高 ，這個(gè)過(guò)程稱為冷加工強(qiáng)化處理或冷作硬化。
(A)屈服強(qiáng)度 (B)抗拉強(qiáng)度
(C)塑性韌性 (D)冷彎性能
8.對(duì)于無(wú)明顯流幅的鋼筋，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值的依據(jù)是 。
(A)0.9倍極限強(qiáng)度 (B)0.2倍極限強(qiáng)度
(C)極限抗拉強(qiáng)度 (D)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力
9.為減小混凝土徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確? 。
(A)提早對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載 (B)采用高等級(jí)水泥，增加水泥用量
(C)加大水灰比 (D)提高混凝土的密實(shí)度和養(yǎng)護(hù)濕度
10.同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，各種力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系為 。
(A)fcufc>ft
(C)fcu>ft>fc (D)fcu≥fc≥ft
第一章 11.只配螺旋筋的混凝土柱體，其抗壓強(qiáng)度高于fc是因?yàn)槁菪?。
(A)參與受壓 (B)使混凝土密實(shí)
(C)約束了混凝土的橫向變形 (D)使混凝土中不出現(xiàn)微裂縫
12.有關(guān)減少混凝土收縮裂縫的措施，下列何項(xiàng)所述正確? 。
(A)在澆注混凝土?xí)r增設(shè)鋼絲網(wǎng) (B)在混凝土配比中增加水泥用量
(C)采用高標(biāo)號(hào)水泥 (D)采用彈性模量小的骨料
13.評(píng)定混凝土強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸，應(yīng)為 。
(A)150mm×150mm×150mm (B)φ150mm×300mm
(C)100mm×100mm×100mm (D)200mm×200mm×200mm
14.除施工因素外，下列哪項(xiàng)是影響實(shí)心磚砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素? 。
(A)塊材的強(qiáng)度 (B)砂漿的強(qiáng)度
(C)塊體的尺寸 (D)砂漿的和易性和保水性
15.磚砌體的抗壓強(qiáng)度較磚的抗壓強(qiáng)度 。
(A)高 (B)低
(C)相同 (D)不可定
16.砌體的抗拉強(qiáng)度主要取決于 。
(A)砌塊抗拉強(qiáng)度 (B)砂漿的抗拉強(qiáng)度
(C)灰縫的厚度 (D)砂漿中的水泥用量
17.當(dāng)用水泥砂漿砌筑時(shí)，對(duì)各類(lèi)砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均要乘以調(diào)整系數(shù)γa，這是由于水泥砂漿 的緣故。
(A)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值較高 (B)密實(shí)性較好
(C)耐久性較差 (D)保水性、和易性較差
18.砌體彈性模量的取值為 。
(A)原點(diǎn)初始彈性模量 (B)σ=0.43fm時(shí)的割線模量
(C)σ=0.43fm時(shí)的切線模量 (D)σ=fm時(shí)的割線模量
19.用MU10混凝土小型空心砌塊錯(cuò)孔砌筑的T型截面砌體，水泥砂漿采用M5，該砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f為 MPa。
(A)2.22 (B)1.26
(C)1.60 (D)1.70
20.施工階段砂漿尚未硬化的新砌體，砌體強(qiáng)度 。
(A)按砂漿強(qiáng)度為零確定 (B)按零計(jì)算
(C)按50%計(jì)算 (D)按75%計(jì)算
3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算題
1.試計(jì)算Q235、Q275鋼的抗剪強(qiáng)度f(wàn)v。
2.工地上往往需要進(jìn)行鋼筋代換，其方式之一是等面積代換：鋼筋級(jí)別不變，改變直徑;方式之二是等強(qiáng)度代換;改變鋼筋級(jí)別，鋼筋直徑可變、可不變。某鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋為12根直徑20mm的HPB235級(jí)鋼筋，假設(shè)工地上僅有直徑為16mm的HPB235級(jí)鋼筋，問(wèn)需要幾根方能滿足要求?如果改用HRB335級(jí)鋼筋，試選擇代用鋼筋直徑和根數(shù)。
3.如果已知邊長(zhǎng)150mm立方體抗壓強(qiáng)度的平均值fcu=35N/mm2，試估算下列混凝土強(qiáng)度的平均值：(1)棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度;(2)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。該混凝土的彈性模量取值大致是多少?
4.經(jīng)抽測(cè)某工地磚的強(qiáng)度為10.5MPa，混合砂漿強(qiáng)度為4.8MPa，試計(jì)算其砌體的抗壓強(qiáng)度平均值。
5.毛料石砌體之石材強(qiáng)度等級(jí)為MU60，砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M5，試計(jì)算該砌體的抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。
6.對(duì)10.9級(jí)M16摩擦型高強(qiáng)度螺栓，其預(yù)拉力P=100kN，在受拉連接中，連接所承受的靜載拉力N=1200kN，且連接板件具有足夠的剛度，試計(jì)算連接所需的螺栓根數(shù)。
8.兩塊Q235鋼板厚度和寬度相同：厚10mm，寬500mm。今用E43焊條手工焊接連接，使其承受軸向拉力1000kN，試設(shè)計(jì)焊縫。
4.1學(xué)習(xí)要點(diǎn)
本章討論受彎構(gòu)件(許多場(chǎng)合，受彎構(gòu)件又稱為梁)的承載能力計(jì)算，是全書(shū)的重點(diǎn)之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進(jìn)“平截面”假定，以中和軸為界，一側(cè)受拉、另一側(cè)受壓，線應(yīng)變呈線性分布。彈性應(yīng)力在截面上亦呈線性分布，彈塑性應(yīng)力分布比較復(fù)雜。正截面承載力計(jì)算，在極限狀態(tài)(塑性階段)截面應(yīng)力圖式按矩形考慮。剪力V的參與，導(dǎo)致主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力的作用面為斜截面，故破壞沿斜截面發(fā)生。構(gòu)件彎曲抗剪的問(wèn)題，即是斜截面承載力計(jì)算的問(wèn)題。構(gòu)件承載能力除滿足相應(yīng)的公式以外，還需要滿足構(gòu)造要求。
1.鋼筋混凝土梁正截面從加載到破壞，可分為三個(gè)階段。每個(gè)受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點(diǎn)和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計(jì)算的依據(jù)。根據(jù)鋼筋數(shù)量 的不同，受彎構(gòu)件正截面破壞時(shí)有三種破壞形態(tài)，注意它們之間質(zhì)的區(qū)別以及相互之間的界限。規(guī)范以適筋破壞作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。
2.適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡(jiǎn)單表述為：鋼筋屈服的同時(shí)，壓區(qū)混凝土達(dá)到極限應(yīng)變。即鋼筋達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計(jì)算簡(jiǎn)圖，掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面這三種常用的受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算問(wèn)題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。
3.鋼筋混凝土梁斜截面必須進(jìn)行計(jì)算。了解斜截面的破壞形態(tài)，影響抗剪承載力的主要因素：掌握斜截面抗剪承載力計(jì)算理論依據(jù)和方法;熟悉斜截面抗彎承載力的構(gòu)造措施——縱筋截?cái)?、彎起和錨固;了解材料圖的概念和繪制方法;熟悉抗剪構(gòu)造要求。
4.砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件之抗彎、抗剪承載力均可按材料力學(xué)理論計(jì)算大應(yīng)力，使其不超過(guò)設(shè)計(jì)值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對(duì)抗剪承載力的有利影響。
5.鋼材是典型的各向同性材料，應(yīng)力分布與初等力學(xué)理論符合良好。彈性應(yīng)力在構(gòu)件的上、下邊緣大，考慮全截面屈服時(shí)，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用截面的彈性抵抗矩，同時(shí)引進(jìn)塑性發(fā)展系數(shù)。強(qiáng)度計(jì)算包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部承壓應(yīng)力和腹翼交界處的折算應(yīng)力計(jì)算。鋼梁一般是薄壁截面，穩(wěn)定至關(guān)重要，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均需要考慮。整體失穩(wěn)，又稱彎扭失穩(wěn);整體穩(wěn)定驗(yàn)算，由穩(wěn)定系數(shù)來(lái)考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗(yàn)算要求，可設(shè)加勁肋來(lái)保證。組合鋼梁還需驗(yàn)算焊縫或連接螺栓。
6.了解鋼梁的類(lèi)型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，掌握梁的強(qiáng)度計(jì)算、穩(wěn)定驗(yàn)算方法。
4.2 思考題（上）
1.什么叫配筋率?適筋梁，超筋梁和少筋梁的破壞特征有什么不同?
2.適筋梁從開(kāi)始加載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開(kāi)，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何?每個(gè)階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的依據(jù)?
3.矩形截面應(yīng)力圖中的高度x的含義是什么?它是否是截面實(shí)際的受壓區(qū)高度?
4.什么叫“界限”破壞?“界限”破壞時(shí)εcu及εs各等于多少?何謂相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb?它在受彎承載力計(jì)算中起什么作用?
5.適筋梁的適用條件是什么?其限制目的何在?
6.在適筋梁承載力計(jì)算公式M=αsbh20α1fc或M=fyAsγsh0中，αs、γs的物理意義是什么?它與什么因素有關(guān)?
7.當(dāng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力不足時(shí)，可采取哪幾種措施來(lái)提高截面的抗彎承載力，其中哪個(gè)措施為有效?
8.梁、板中應(yīng)配置哪幾種鋼筋，各種鋼筋起何作用?在構(gòu)造上有什么要求?
9.混凝土保護(hù)層起什么作用?梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的根數(shù)、直徑及間距有何規(guī)定，與梁寬b之間的關(guān)系如何?
10.什么情況下可采用雙筋截面?受壓鋼筋起什么作用，為什么說(shuō)在一般情況下采用受壓鋼筋是不經(jīng)濟(jì)的?
11.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)受壓區(qū)混凝土壓碎時(shí)，受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值如何確定?
12.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件x≥2a′時(shí)，應(yīng)按什么公式計(jì)算正截面受彎承載力?并解釋理由。
13.設(shè)計(jì)雙筋梁時(shí)，當(dāng)As和A′s均未知時(shí)，則有三個(gè)未知數(shù)As，A′s和x，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)如何解決?若A′s已知時(shí)，如何求As?
14.為什么需要確定T形截面梁的翼緣計(jì)算寬度?如何確定?
15.兩類(lèi)T形梁如何鑒別?
16.T形梁受彎承載力計(jì)算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式有何異同?
17.鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會(huì)出現(xiàn)斜裂縫?
18.無(wú)腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂縫破壞的主要形態(tài)有哪幾種?它們的破壞特征是怎樣的?滿足什么條件才能避免這些破壞發(fā)生?
4.2 思考題（下）
4.1 19.影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些?剪跨比的定義是什么?
20.配箍率ρsv的表達(dá)式是怎樣的?它與斜截面受剪承載力有何關(guān)系?
21.有腹筋簡(jiǎn)支梁在斜裂縫出現(xiàn)后，其傳力過(guò)程怎樣?可以比擬成一個(gè)什么結(jié)構(gòu)?
22.斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮哪些截面位置?
23.斜截面受剪承載力計(jì)算時(shí)，為什么要對(duì)梁的小截面尺寸加以限制?所有梁都一樣嗎?
24.均勻分布荷載作用下的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，沿梁長(zhǎng)配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來(lái)考慮，是否合理?如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來(lái)考慮，則又怎樣?如果按計(jì)算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時(shí)梁中是否還要配置腹筋?
25.在一般情況下，限制箍筋及彎起鋼筋的大間距的目的是什么?滿足大間距時(shí)，是不是必須滿足小配箍率ρsvmin的規(guī)定?如果有矛盾，該怎樣處理?
26.設(shè)計(jì)板時(shí)為何一般不進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算，不配置箍筋?
27.何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計(jì)彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系?
28.為什么會(huì)發(fā)生斜截面受彎破壞?應(yīng)采取哪些措施來(lái)保證不發(fā)生這些破壞?
29.縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截?cái)?，如必需截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)從理論切斷點(diǎn)外延伸一段長(zhǎng)度，試解釋其理由。
30.在抵抗彎矩圖中何謂鋼筋充分利用點(diǎn)，不需要點(diǎn)和理論切斷點(diǎn)?它們與斜截面受彎承載力有什么關(guān)系?為什么彎起鋼筋的彎起點(diǎn)要距充分利用點(diǎn)≥h0/2?
31.何謂“鴨筋”及“浮筋”?浮筋為什么不能作為受剪鋼筋?
32.如何計(jì)算砌體受彎構(gòu)件的受剪承載力和砌體受剪構(gòu)件的受剪承載力?
33.鋼梁的種類(lèi)和截面形式有哪些?
34.鋼梁的強(qiáng)度計(jì)算包括哪些內(nèi)容?整體穩(wěn)定如何考慮?
35.在組合梁腹板計(jì)算高度邊緣處，折算應(yīng)力計(jì)算的依據(jù)是什么?
36.鋼結(jié)構(gòu)薄壁受彎構(gòu)件，提高局部穩(wěn)定性的措施有哪些?
4.3 練習(xí)題
4.3.1 選擇題
1.梁的混凝土保護(hù)層厚度是指 。
(A)箍筋外表面至梁表面的距離 (B)主筋外表面至梁表面的距離
(C)箍筋外表面至梁中心的距離 (D)主筋截面形心至梁表面的距離
2.鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)邊緣達(dá)到下述哪一種情況時(shí)，受拉區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)裂縫? 。
(A)混凝土實(shí)際的抗拉強(qiáng)度 (B)混凝土的抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度
(C)混凝土的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 (D)混凝土彎曲時(shí)的極限拉應(yīng)變
3.某矩形截面簡(jiǎn)支梁b×h=200mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，受拉區(qū)配置鋼筋4φ20，該梁沿正截面破壞時(shí)為 。
(A)界限破壞 (B)適筋破壞
(C)少筋破壞 (D)超筋破壞
4.驗(yàn)算T形截面梁的ρmin時(shí)，梁寬為 。
(A)梁腹寬b (B)梁翼緣寬bf
(C)2倍梁腹寬 (D)1.2倍梁翼緣寬
5.雙筋梁中受壓鋼筋A(yù)′s的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)′y得到充分利用的條件是 。
(A)ξ≤ξb (B)x≥2a′
(C)ξ=ξb (D)x≤ξbh0
6.條件相同的無(wú)腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉三種破壞形態(tài)時(shí)，梁的斜截面抗剪承載能力的大致關(guān)系是 。
(A)斜壓破壞的承載力>剪壓破壞的承載力>斜拉破壞的承載力
(B)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力>斜拉破壞的承載力
(C)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力<斜拉破壞的承載力
(D)剪壓破壞的承載力>斜壓破壞的承載力=斜拉破壞的承載力
7.砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式為V≤fvbz，其中z稱為內(nèi)力臂。當(dāng)截面為矩形時(shí)，z取值為 。
(A)h (B)h/3
(C)2h (D)2h/3
8.引起鋼梁受壓翼緣板局部失穩(wěn)的原因是 。
(A)彎曲壓應(yīng)力 (B)剪應(yīng)力
(C)局部壓應(yīng)力 (D)折算應(yīng)力
9.鋼材的疲勞是因?yàn)檫B續(xù)反復(fù)荷載作用的結(jié)果。某吊車(chē)梁應(yīng)力循環(huán)中大(拉)應(yīng)力為252N/mm2，小(壓)應(yīng)力為134N/mm2，則應(yīng)力幅為 N/mm2。
(A)386 (B)-118
(C)118 (D)-386