鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理提綱

1、第一章1.配置在混凝土梁截面受拉鋼筋的作用是什么？在混凝土未破壞前，和混凝土一起承受拉應(yīng)力，破壞后全部力由鋼筋承受。2.混凝土立方體抗壓強(qiáng)度：立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指對(duì)按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28天齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。混凝土軸心抗壓強(qiáng)度：用高寬比h/b3的柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱(chēng)為軸心抗壓強(qiáng)度?；炷量估瓘?qiáng)度：是指試件受拉力后斷裂時(shí)所承受的最大負(fù)荷載除以截面積所得的應(yīng)力值?；炷量辜魪?qiáng)度：3：混凝土軸心受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？影響混凝土軸心受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有哪幾個(gè)因素？1) 上升段（OC），又可分為三段：OA段 (0.

2、3fc 0.4fc )：從加載至A點(diǎn)為第1階段，混凝土的變形主要是彈性變形，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱(chēng)A點(diǎn)為比例極限點(diǎn)；AB段 (0.3fc0.8fc )：超過(guò)A點(diǎn)，進(jìn)人裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展的第2階段，混凝土的變形為彈塑性變形，臨界點(diǎn)B的應(yīng)力可以作為長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度的依據(jù)；BC段 (0.8fc1.0fc)：裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點(diǎn)C，這一階段為第3階段，這時(shí)的峰值應(yīng)力max通常作為混凝土棱柱體的抗壓強(qiáng)度f(wàn)c，相應(yīng)的應(yīng)變稱(chēng)為峰值應(yīng)變0，其值在0.00150.0025之間波動(dòng)，通常取0=0.002。2) 下降段（CE）：在峰值應(yīng)力以后，混凝土強(qiáng)度并不完全消失，隨著應(yīng)力的減小，應(yīng)變?nèi)匀辉黾?，曲線下降坡度

3、較陡，混凝土表面裂縫逐漸貫通。3）收斂段：在反彎點(diǎn)D之后，應(yīng)力下降速率減慢，趨于穩(wěn)定的殘余應(yīng)力。表面縱向裂縫把混凝土陵柱分成若干個(gè)小柱，外載力有裂縫處的摩擦咬合力及小柱的殘余應(yīng)力所承受。 4.什么叫混凝土徐變？影響混凝土徐變有哪些主要原因？在荷載的長(zhǎng)期作用下，混凝土的變形將隨時(shí)間而增加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為混凝土的徐變。影響混凝土徐變的因素很多，除了受材料組成及養(yǎng)護(hù)和使用環(huán)境條件等客觀因素影響外，從結(jié)構(gòu)角度分析，持續(xù)壓力的大小和變荷時(shí)混凝土的齡期是影響混凝土徐變的主要因素.5.軟鋼的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？軟鋼從加載到拉斷，共經(jīng)歷四個(gè)階段。a點(diǎn)應(yīng)

4、力稱(chēng)為比例極限，oa段屬于彈性工作階段；b點(diǎn)應(yīng)力稱(chēng)為屈服強(qiáng)度；曲線cd段通常稱(chēng)為強(qiáng)化階段；e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變稱(chēng)為鋼筋極限啦應(yīng)變，d點(diǎn)對(duì)應(yīng)極限強(qiáng)度。曲線de段稱(chēng)為破壞階段。第二章結(jié)構(gòu)的可靠性，可靠度概念結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性和耐久性這三者總稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的可靠度。2.橋梁結(jié)構(gòu)的功能包含哪幾個(gè)方面橋梁是一種具有承載能力的架空建筑物，主要作用是供鐵路、公路、渠道、管線和人群跨越江河、山谷或其他障礙，是交通線的重要組成部分。3. 什么叫極限狀態(tài)？我國(guó)公路橋規(guī)規(guī)定了那兩類(lèi)極限狀態(tài)？整個(gè)結(jié)

5、構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，則此特定狀態(tài)稱(chēng)為該功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)4.結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算的原則是什么？1. 承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱(chēng)為承載能力極限狀態(tài)。超過(guò)承載能力極限狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足安全性的要求。如：(1) 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡；(2) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞；(3) 產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不能繼續(xù)承載；(4) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定； （5）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系。2. 正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使

6、用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱(chēng)為正常使用極限狀態(tài)。超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能保證適用性和耐久性的功能要求。例如：1、影響正常使用或外觀的變形；2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞；3、影響正常使用的震動(dòng)； 4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)。5.什么叫材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值？材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值是通過(guò)試驗(yàn)取得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，根據(jù)其概率分布，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，取其中的某一分位值（不一定是最大值）確定的。 設(shè)計(jì)值是在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)分項(xiàng)系數(shù)確定的第三章1.鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋骨架由哪幾部分組成？各部分作用是什么？（1）縱向受力筋承受拉、壓應(yīng)力的鋼筋。 （2）箍筋承受一部分斜拉應(yīng)力，并固定

7、受力筋的位置。 （3）架立筋用以固定梁內(nèi)鋼箍的位置，構(gòu)成梁內(nèi)的鋼筋骨架。 （4）彎起鋼筋主要用以承當(dāng)主拉壓力，并增加鋼筋骨架的穩(wěn)定性。（5）水平縱向鋼筋防止因混凝土收縮及溫度的變化而產(chǎn)生的裂縫。2.在荷載作用下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的正截面受力和變形可分為幾個(gè)階段？各階段有什么特征？階段I：當(dāng)荷載較小時(shí)，撓度隨荷載的增加而不斷增長(zhǎng)，梁處于彈性工作階段。階段Ia：當(dāng)荷載增加時(shí)，混凝土的塑形變形發(fā)展，變形的增長(zhǎng)速度大于應(yīng)力的增長(zhǎng)速度，此現(xiàn)象在受拉部位更為顯著。階段II：當(dāng)荷載繼續(xù)增加時(shí)，受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫，并向上不斷發(fā)展，混凝土受壓區(qū)的塑形變形加大，其壓力圖略呈曲線圖。階段III：當(dāng)荷載繼續(xù)增加時(shí)，

8、鋼筋的應(yīng)力增長(zhǎng)較快，并達(dá)到屈服強(qiáng)度。3.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞類(lèi)型及特征1、適筋梁 適筋梁的配筋率在正常范圍內(nèi)，其破壞過(guò)程可分為三個(gè)階段：第一階段（裂縫出現(xiàn)前階段）、第二階段（帶裂縫工作階段）、第三階段（破壞階段）。適筋梁的破壞不是突然發(fā)生的，破壞前有明顯的裂縫和撓度，這種破壞稱(chēng)為塑性破壞。適筋梁的鋼筋和混凝土的強(qiáng)度均能充分發(fā)揮作用，且破壞前有明顯的預(yù)兆，故在正截面強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)控制鋼筋的用量，將梁設(shè)計(jì)成適筋梁。 2、超筋梁 梁內(nèi)縱向受拉鋼筋配置過(guò)多，在受拉鋼筋屈服之前，受壓區(qū)的混凝土已經(jīng)被壓碎，破壞時(shí)受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，梁的截面破壞，這種破壞稱(chēng)為超筋破壞。由于破壞時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力

9、遠(yuǎn)小于屈服強(qiáng)度，所以裂縫延伸不高，裂縫寬度不大，梁破壞前的撓度也很小，破壞很突然，沒(méi)有預(yù)兆，這種破壞稱(chēng)為脆性破壞。超筋梁不僅破壞突然，而且用鋼量大，既不安全又不經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)不允許采用超筋梁。 3、少筋梁 梁內(nèi)縱向受拉鋼筋配置過(guò)少，加載初期，拉力初期鋼筋與混凝土共同承擔(dān)。當(dāng)受拉區(qū)出現(xiàn)第一條裂縫后，混凝土退出工作，拉力幾乎全部由鋼筋承擔(dān)，受拉鋼筋越少，鋼筋應(yīng)力增加也越多。如果縱向受拉鋼筋數(shù)量太少，使裂縫處縱向受拉鋼筋應(yīng)力很快達(dá)到鋼筋的屈服強(qiáng)度，甚至被拉斷，而這時(shí)受壓區(qū)混凝土尚末被壓碎，這種破壞稱(chēng)為少筋百破壞。少筋梁破壞時(shí)，裂縫寬度和撓度都很大，破壞突然，這種破壞也稱(chēng)為脆性破壞。少筋梁截面尺寸一般都

10、比較大，受壓區(qū)混凝土的強(qiáng)度沒(méi)有充分利用，既不安全又不經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)不允許采用少筋梁。4.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計(jì)算有哪幾個(gè)假定？1截面應(yīng)變保持平面2不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度3混凝土受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線的假定4 鋼筋的應(yīng)力原則上按其應(yīng)變確定5.矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面受彎構(gòu)件，其正截面抗彎承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：混凝土受壓區(qū)高度x應(yīng)按下式計(jì)算：截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求： 6.翼緣位于受壓區(qū)的T形截面或I形截面受彎構(gòu)件，其正截面承載力應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：1 當(dāng)符合下列條件時(shí)應(yīng)以寬度為的矩形截面當(dāng)不符合條件時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮截面腹板受壓的作用，其正截面抗彎承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：受壓

11、區(qū)高度x應(yīng)按下列公式計(jì)算，第四章1. 無(wú)腹筋梁的斜截面破壞形式和特征1) 斜壓破壞 m1破壞特征: 混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而壓壞，破壞是突然發(fā)生的。多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁內(nèi)2) 剪壓破壞 1m3破壞特征: 在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫，它們沿豎向延伸一小段長(zhǎng)度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱(chēng)為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。屬脆性破壞。3) 斜拉破壞 m3破壞特征: 當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向

12、伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近，破壞過(guò)程急驟，破壞前梁變形亦小，具有很明顯的脆性。2.有腹筋梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)及特點(diǎn)。3.影響受彎構(gòu)件斜截面承載力的主要因素。1，剪跨比；2，混凝土強(qiáng)度；3，箍筋配筋率；4縱筋配筋率；5，斜截面上的骨料咬合力；6，截面的尺寸和形狀。4.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計(jì)算由哪幾部分組成。斜裂縫頂端未開(kāi)裂的混凝土與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋三者共同承擔(dān).5.受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算的計(jì)算圖式及基本公式。6.斜截面承載力復(fù)核驗(yàn)算的是哪些位置的斜截面。第五章1普通箍筋柱軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)。短柱加至構(gòu)件破壞時(shí)，柱子出現(xiàn)縱向裂縫

13、，混凝土保護(hù)層剝落，箍筋間縱向鋼筋向外彎曲，混凝土被壓碎。當(dāng)柱子比較細(xì)長(zhǎng)時(shí)，其破壞是由于喪失穩(wěn)定所造成的。2.螺旋箍筋柱軸心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)。軸向壓力增加到一定數(shù)值時(shí)，混凝土保護(hù)層開(kāi)始剝落。隨著軸向壓力的進(jìn)一步增加，螺旋箍筋的應(yīng)力也逐漸加大。最后由于螺旋箍筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，失去了對(duì)核心混凝土的約束作用，使混凝土壓碎而破壞。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的螺旋箍筋柱有可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，構(gòu)件破壞時(shí)核心混凝土的橫向變形不大，螺旋箍筋的約束作用不能有效發(fā)揮。3.軸向受壓構(gòu)件承載力計(jì)算的計(jì)算圖式和破壞形態(tài)。4.偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)及受力特點(diǎn)。在保證鋼筋和混凝土之間握裹力的條件下，都是由受壓區(qū)混凝土壓碎造成的

14、。5.矩形截面偏心受壓構(gòu)件的受力圖式及基本公式。當(dāng)時(shí)，??；否則 大偏心受壓構(gòu)件 若不符合 正截面承載力可按下列公式求的：小偏心受壓構(gòu)件 第八章影響裂縫寬度的主要因素受拉鋼筋的應(yīng)力 受拉鋼筋直徑 受拉鋼筋配筋率 混凝土保護(hù)層厚度 混凝土抗拉強(qiáng)度 受拉鋼筋的粘著特征和荷載特征等預(yù)應(yīng)力混凝土1.全預(yù)應(yīng)力混凝土 部分預(yù)應(yīng)力混凝土A B類(lèi)構(gòu)件的概念全預(yù)應(yīng)力混凝土：在作用短期效應(yīng)下，控制截面受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。部分預(yù)應(yīng)力混凝土： A類(lèi)構(gòu)件在作用短期效應(yīng)下，控制截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)控制拉應(yīng)力不得超過(guò)某個(gè)允許值。 B類(lèi)構(gòu)件在作用短期效應(yīng)下，允許出現(xiàn)裂縫，但對(duì)最大裂縫寬度加以限制。2.簡(jiǎn)述先張

15、法工序和后張法工序先張法是在澆筑混凝土前張拉預(yù)應(yīng)力筋，并將張拉的預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)錨固在臺(tái)座或鋼模上，然后澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75%，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)，對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力的施工工藝，如圖5.1所示。先張法一般僅適用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件，在固定的預(yù)制廠生產(chǎn)。后張法在構(gòu)件體內(nèi)按預(yù)應(yīng)力筋的位置留出相應(yīng)的孔道,待構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度(一般不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%)后,在預(yù)留孔道中穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉,并利用錨具把張拉后的預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件的端部,依靠構(gòu)件端部的錨具將預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)張拉力傳給混凝土,使其產(chǎn)生預(yù)

16、壓應(yīng)力;最后在孔道中灌入水泥漿,使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土構(gòu)件形成整體.3.預(yù)應(yīng)力損失的概念。預(yù)應(yīng)力損失有幾種？由于受施工因素 材料性能和環(huán)境條件等的影響，預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉時(shí)所建立的預(yù)拉應(yīng)力，將會(huì)有所降低，這些減少的應(yīng)力稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦 1錨具變形 鋼筋回縮和接縫壓縮 2預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差 3混凝土的彈性壓縮 4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛 5混凝土的收縮和徐變 6預(yù)應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件傳力錨固時(shí)的損失（第一批） 2 3 4 0.5*51 2 4傳力錨固后的損失（第二批）0.5*5 65 64.預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)與計(jì)算步驟 1根據(jù)設(shè)計(jì)要求，參照已有設(shè)計(jì)圖紙和資料，選擇預(yù)加力體系和錨具形式，選定截面形式，并初步擬定截面尺寸，