结构力学考核知识点.docx
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结构力学考核知识点
第1章绪论考核知识点
1．各种材料结构的特点及其应用：
钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种受力性能不同的材料共同组成的结构，工程中，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力。
砌体与混凝土结构的主要特点是抗压承载力高，而抗弯、抗剪性能较差。
因此，砌体在工程中常用于以承压为主的结构构件。
混凝土构件适用于以压为主的结构。
钢结构主要缺点是造价高、维护性差、耐火性差。
预应力混凝土的本质就是在混凝土结构承载前施加一定的压力，使其抵消或减小外荷载产生的拉应力。
组合结构充分利用了钢与混凝土结构性能，因此受力比较合理。
预应力混凝土结构和砌体结构的特点：
与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构可以使混凝土不出现拉应力（或允许出现拉应力限制应力值或允许出现裂缝限制裂缝宽度），因而大大改善了结构的工作性能。
砌体结构的主要特点是抗压承载力高，而抗拉、抗弯、抗剪承载力低。
因此，砌体结构以承受压力为主。
2．我国现行公路桥涵设计规范的计算原则；我国现行公路桥涵设计规范的计算原则包括：
承载能力极限状态计算原则和正常使用极限状态计算原则。
3．极限状态设计法的基本概念：
承载能力极限状态、正常使用极限状态、结构的可靠性、结构的可靠度等。
第2章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能考核知识点
1．钢筋混凝土结构基本概念：
钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种受力性能不同的材料共同组成的结构，工程中，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力。
2．钢筋及混凝土材料物理力学性能：
钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求包括强度、塑性、与混凝土的粘结力。
在《公桥规》中，所提到的混凝土标号是指复合应力下的混凝土强度。
利用钢材约束，将混凝土由单向受压转变为三向受压的组合结构称为钢管混凝土结构。
冷加工对钢筋性能的影响；
混凝土在长期不变荷载作用下，将产生徐变变形；混凝土随水分蒸发结硬将产生收缩变形。
热轧钢筋经冷拉后，抗拉强度提高，变形能力变差。
混凝土在一向受拉、另一向受压的双向应力状态下，其抗压强度和抗拉强度都会降低。
3．钢筋和混凝土之间的粘结作用。
第3章受弯构件正截面承载力计算考核知识点
1．受弯构件正截面受力过程及破坏特征：
钢筋混凝土适筋梁从加荷开始到破坏一般经历弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和缝急剧开展，纵筋应力维持屈服强度不变三个工作阶段。
2．熟练掌握受弯构件正截面承载力计算：
若要提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力，在没有特定条件限制下，最有效的办法是增加梁的高度。
受弯构件正截面承载力计算的方法：
钢筋混凝土受弯构件根据配筋率的不同，可分为以下三种破坏类型：
少筋梁破坏、适筋梁破坏、超筋梁破坏。
进行单筋矩形截面设计时，构件截面既要满足限制条件，又要满足的构造要求。
钢筋混凝土梁的混凝土保护层厚度是指箍筋内表面到梁表面的距离。
钢筋混凝土单筋矩形截面梁用基本公式求所需的钢筋面积。
3．受弯构件的构造要求。
第4章受弯构件斜截面承载力计算考核知识点
1．受弯构件斜截面受力特点，破坏形态及其各自的破坏特征；
斜截面受剪破坏的主要形态有：
斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏
斜拉破坏特征:
破坏过程急速且突然，弯曲裂缝一旦出现，就迅速向受压区斜向伸展，直至荷载板边缘，使混凝土裂通，梁被撕裂成两部分，而丧失承载能力。
剪压破坏特征：
梁破坏时，与斜裂缝相交的腹筋达到屈服强度，同时剪压区的混凝土在压应力和剪应力的共同作用下，达到了复合受力时的极限强度。
斜压破坏特征：
首先混凝土在加载点与支座间被斜裂缝分割成若干个斜向短柱，当混凝土中的压应力超过其抗压强度时,混凝土即被压坏。
破坏时，与斜裂缝相交的腹筋往往达不到屈服强
2．影响斜截面抗剪能力的主要因素，这些因素是怎样影响的；
（1）剪跨比m:
随着剪跨比m的增加，梁的破坏形态按斜压（m<1）、剪压（13）的顺序演变，而抗剪承载力逐步降低。
（2）混凝土强度R:
梁的抗剪承载力随混凝土强度提高而提高.
（3）纵筋配筋率:
梁的抗剪能力，随纵向配筋率的增大而提高。
（4）配箍率和箍筋强度:
配箍率mK与箍筋强度Rgk的乘积越大，则梁抗剪能力越强。
3．斜截面抗剪承载力计算：
计算斜截面抗剪承载力时，若满足，则仅按构造配置箍筋。
钢筋混凝土梁的斜拉破坏一般发生在剪跨比较大且箍筋数量较少时。
钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力公式是以剪压破坏为特征建立的。
公式的限制条件是为了防止发生斜压破坏。
钢筋混凝土梁的斜拉破坏一般发生在剪跨比较大且箍筋数量较少时。
4．斜截面抗弯承载力计算及纵筋起弯点位置要求；
5．全梁承载力校核及构造；
6．连续梁斜截面破坏特点。
第5章受扭构件承载力计算考核知识点
1．纯扭构件的破坏特征、计算理论及计算方法：
矩形截面素混凝土纯扭构件，首先出现的一条与构件纵轴线约成45°的斜裂缝，这条斜裂缝往往在矩形截面的长边中点附近出现。
抗扭承载力计算时，公式中的截面核心区是指箍筋内边缘所围成的区域。
2．弯、剪、扭共同作用下的破坏特征；
3．构造要求：
纯扭构件的抗扭纵筋按其计算要求，应沿构件核心截面的周边均匀布置
第6章轴向受力构件考核知识点
1．轴心受拉、轴心受压构件的破坏特点；
抗拔桩受力构件属于轴心受拉构件。
轴心受压构件按其配置箍筋的不同分为：
普通箍筋柱和螺旋箍筋柱。
轴心受压构件的截面破坏特点：
对配有中等强度钢筋（Ⅰ～Ⅱ级）的短柱在破坏时，总是纵向钢筋先达到屈服点，继而混凝土达到最大压力破坏。
当采用高等强度钢筋时，一般是混凝土先被压碎而钢筋尚未达到屈服强度。
对长柱，其破坏是由于构件丧失纵向稳定所造成。
破坏时，构件产生较大的侧向挠曲，一侧混凝土被压碎，纵向钢筋在箍筋之间向外弯凸，另一侧混凝土发生横向的受拉裂缝。
2．普通箍筋柱、偏心受压构件的强度计算；
3．长柱承载能力计算方法及基本计算公式；
4．轴向受力构件的构造要求；
5．偏心受压构件截面破坏形态；
6．大、小偏心受压构件的判定标准及设计方法；
对偏心受压构件，矩形截面情况必须考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对纵向力偏心矩的影响。
第7章钢筋混凝土受构件弯的应力、裂缝和变形考核知识点
1．正常使用极限状态；
2．换算截面法的基本假定和计算方法；
换算截面法是计算两种或两种以上不同性能材料组成的结构的一种常用方法。
为了便于应用材料力学中匀质梁的公式，在钢筋混凝土结构计算中，把由钢筋和混凝土两种弹性模量不同的材料组成的实际截面，换算成由一种拉压性能相同的假想材料组成的与它功能相等的匀质截面，此即所谓换算截面。
3．裂缝产生的原因及主要裂缝形式、改善裂缝的措施；
在《公路桥规》中，对钢筋混凝土简支梁，在梁腹两侧的纵向防裂钢筋布置应上疏下密。
一般说来，处于室外大气条件下工作的钢筋混凝土结构，裂缝宽度在0.2～0.3mm时，不致于对结构内的钢筋造成锈蚀，也不致于影响结构的耐久性。
4．受弯构件应力、裂缝和变形计算方法；
裂缝计算是建立在正常使用极限状态基础上的。
在钢筋混凝土梁裂缝计算时，认为受拉区混凝土不参加工作。
5．《公路桥规》对正常使用极限状态的限值的规定。
第8章预应力混凝土结构的基本原理考核知识点
1．预应力混凝土结构的基本原理；
预应力混凝土结构就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土结构中引入内部应力，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的程度的混凝土结构。
预应力混凝土的本质就是在混凝土结构承载前施加一定的压力，使其抵消或减小外荷载产生的拉应力。
2．预应力混凝土结构的特点；
3．预应力结构的分类、预应力度；
部分预应力混凝土与全预应力混凝土相比，具有节省钢材的优点。
采用两端张拉可减小预应力筋与孔道壁摩擦引起的应力损失应力损失。
先张法预应力混凝土梁采用蒸汽养生，第一次升温幅度为250C，第二次再升温600C，发生的温差损失为：
50MPa。
预应力混凝土结构预加应力的主要方法有：
先张法和后张法。
部分预应力B类构件是指正截面混凝土的拉应力允许超过：
荷载组合Ⅰ时0.8Rlb、荷载组合Ⅱ或Ⅲ时0.9Rlb的限制。
但当出现裂缝时，其裂缝宽度不得超过允许限值。
预应力混凝土构件先在台坐上张拉钢筋，后浇注构件混凝土的施工方法称为先张法。
它的配筋特点是直线配筋。
第9章预应力混凝土受弯构件承载力计算考核知识点
1．预加力阶段、使用阶段受力分析、预应力混凝土结构破坏特征；
2．预应力损失及减小损失的措施、了解钢筋的有效预应力计算；
预应力混凝土梁张拉应力损失有：
张拉瞬时应力损失和长期损失两部分。
瞬时损失包括摩阻损失、锚固损失、温差损失、混凝土弹压损失；长期损失包括钢筋松弛（徐舒）损失和混凝土收缩、徐变损失。
3．了解受弯构件正应力验算、主应力验算；
预应力混凝土受弯构件既需要验算截面应力又需要验算截面承载力。
由于施加了预应力，使得预应力梁支点截面附近的主拉应力小于相同截面的普通钢筋混凝土梁。
4．了解受弯构件正截面强度计算、斜截面强度计算；
5．了解混凝土局部承压、锚下局部承压计算，预应力钢筋的传递长度和锚固长度；
6.预应力混凝土简支梁截面设计计算主要步骤，预应力钢筋数量的选择预应力钢筋的布置；
7．截面核心、束界；
8．部分预应力混凝土结构的特点；
9．部分预应力混凝土结构的受力特性；
10．部分预应力混凝土受弯构件的设计与构造要求。
预应力混凝土梁设计计算主要步骤有：
（1）根据设计要求，参照已有设计的图纸与资料，选定构件的截面形式与相应尺寸；或者直接对弯矩最大截面，根据截面抗弯要求初步估算构件混凝土截面尺寸。
（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，并进行合理的布置。
（4）计算主梁截面几何特性。
（5）确定预应力钢筋的张拉控制应力，估算各项预应力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）进行正截面与斜截面的承载力验算。
（8）主梁的变形计算。
（9）锚固端局部承压计算与锚固区设计。
第10章砌体与混凝土结构考核知识点
1．砌体与混凝土结构的特点；
2．砌体材料的种类、砂浆的性能；
砂浆是由胶结料（水泥、石灰等）、细集料（砂）用水拌和而成。
砂浆在砌体中的作用是将砌体内的块材连结成整体，并可抹平块材表面而促使应力分布较为均匀。
3．影响砌体抗压强度的主要因素；
影响砌体抗压强度的主要因素有：
1）块材的强度、尺寸和形状；2）砂浆的物理力学性能；3）砌筑质量。
4．砌体的强度与变形；
5．承载力计算原则；
砌体结构偏心受压构件计算内容包括：
正截面承载力计算、稳定性验算、偏心距验算。
6．轴心受压构件承载力、偏心受压构件承载力的计算。
第11章钢结构考核知识点
1．钢结构的特点、钢材的种类；
钢结构对钢材的性能要求包括：
强度、塑性、韧性、冷弯性能、耐久性和可焊性。
钢结构主要缺点是造价高、维护性差、耐火性差。
强度、刚度、稳定性是钢结构设计必须考虑的几个方面。
2．钢结构的破坏形式和力学性能；
钢材的破坏形式包括：
塑性破坏（或延性断裂）和脆性断裂。
钢材的疲劳破坏属于脆性断裂。
3．焊接和栓钉连接方式及计算：
按连接方式的不同，钢结构的连接，一般分为焊接连接和栓钉连接。
临时结构广泛采用的钢结构连接方式为螺栓连接。
根据受力情况，钢结构的栓钉连接分为：
剪力栓钉连接和拉力栓钉连接。
焊接和栓钉连接承载力的计算。
4．轴向受力构件的计算；
5．钢结构设计整体稳定性、局部稳定性及构造要求；
6．简易钢桁梁和钢板梁的结构特点；
第12章钢—混凝土组合结构考核知识点
1．组合结构的基本类型；
组合梁充分利用了钢结构受拉强度高、混凝土受压强度高的特点。
组合结构充分利用了钢与混凝土结构性能，因此受力比较合理。
四种主要的组合结构是组合梁、钢管混凝土、型钢混凝土结构和型钢板与混凝土组合板。
简述组合梁的结构组成及各部分功能：
（1）钢梁。
钢梁主要承受拉应力。
（2）连接件。
连接件保证了钢梁与钢筋混凝土板的共同工作。
并承受钢梁与钢筋混凝土板二者叠合面之间的纵向水平剪力，限制二者相对滑移。
（3）钢筋混凝土板。
主要承受组合梁中的压应力。
（4）板托。
板托增加组合梁截面的高度，增强组合梁抗弯及抗剪能力，从而节约钢材、增强刚度和可靠度。
2．组合结构的设计原则；
剪力连接件（剪力键销钉）是组合梁钢与混凝土能够共同受力的基础。
3．组合梁的设计基本原理及截面设计；
4．钢管混凝土受压构件的计算原理及截面设计；
5．组合梁抗剪连接件设计；
6．组合梁、钢管混凝土结构的构造要求。
选择题举例
⑴我国钢材按化学成分可分为：
a、光圆钢筋和变形钢筋；
b、碳素钢和普通低合金钢；
c、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、和5号钢；
d、螺纹钢筋和人字形钢筋。
答案：
b
⑵对混凝土梁，如果实际配筋率小于最大配筋率，则：
a、梁的破坏始于受拉钢筋的屈服；
b、梁的破坏始于受压钢筋的屈服；
c、梁的破坏始于受拉混凝土的屈服；
d、梁的破坏始于受压混凝土的屈服。
答案：
a
⑶梁沿斜截面破坏时，当裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝，并迅速延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断，这种破坏称为：
a、斜压破坏；
b、剪压破坏；
c、斜拉破坏；
d、剪切破坏。
答案：
c
⑷我国《公路桥规》采用的纯扭构件强度计算理论为：
a、斜弯曲破坏理论；
b、变角度空间桁架模型；
c、换算截面法；
d、薄壁扭转模型。
答案：
a
⑸对偏心受压构件，下述那种情况必须考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对纵向力偏心矩的影响？
a、矩形截面；
b、矩形截面；
c、矩形截面；
d、矩形截面。
答案：
c
⑹下列那种受力构件属于轴心受拉构件？
a、混凝土桁架桥的弦杆；
b、抗拔桩；
c、预应力混凝土梁；
d、摩擦桩。
答案：
b
⑺以下那种预应力筋的造价最高？
a、高强度钢筋；
b、高强钢丝；
c、钢铰线；
d、复合材料预应力筋
答案：
d
⑻采用两端张拉可减小那种应力损失？
a、预应力松弛引起的应力损失；
b、混凝土弹性压缩引起的盈利损失；
c、预应力筋与孔道壁摩擦引起的应力损失；
d、混凝土徐变引起的应力损失。
答案：
c
⑼普通钢筋混凝土受弯构件预拱度值为：
a、恒载挠度；
b、恒载＋活载挠度；
c、活载挠度；
d、恒载＋1/2活载挠度。
答案：
d
⑽部分预应力混凝土与全预应力混凝土相比，具有那种优点？
a、节省钢材；
b、裂缝宽度小；
c、承载力大；
d、挠度小；
答案：
a
⑾临时结构广泛采用的钢结构连接方式为：
a、焊接；
b、铆钉连接；
c、螺栓连接
d、各种连接均可。
答案：
c
⑿利用钢材约束，将混凝土由单向受压转变为三向受压的组合结构称为：
a、型钢混凝土结构；
b、钢管混凝土结构；
c、组合梁；
d、型钢板与混凝土组合板。
答案：
b
判断题举例
⑴单筋矩形截面梁是指矩形截面梁中只有一根受力钢筋。
（）
答案：
错误
⑵混凝土构件适用于以压为主的结构。
（）
答案：
对
⑶钢结构主要缺点是造价高、维护性差、耐火性差。
（）
答案：
对
⑷混凝土结构出现裂缝即认为已经失效。
（）
答案：
错
⑸截面承载能力计算是从承载能力极限状态出发，裂缝和变形的计算是从正常使用极限状态出发的。
（）
答案：
对
⑹预应力混凝土的本质就是在混凝土结构承载前施加一定的压力，使其抵消或减小外荷载产生的拉应力。
（）
答案：
对
⑺组合结构充分利用了钢与混凝土结构性能，因此受力比较合理。
（）
答案：
对
⑻在我国桥梁施工现场，预应力梁制作常采用的张拉法是先张法。
（）
答案：
错
⑼焊接残余应力是内部自平衡的应力，对钢结构受力没有影响。
（）
答案：
错
⑽强度、刚度、稳定性是钢结构设计必须考虑的几个方面。
（）
答案：
对
填空题举例
⑴我国现行公路桥涵设计规范的计算原则包括：
（）和（）。
答案：
承载能力极限状态原则和正常使用极限状态原则
⑵受弯构件斜截面破坏的主要形态包括：
（）、（）和（）。
答案：
斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏
⑶目前所采用的纯扭构件的强度计算理论包括：
（）和（）。
答案：
变角度空间桁架模型和斜弯曲破坏理论
⑷轴心受压构件按其配置箍筋的不同分为：
（）和（）。
答案：
普通箍筋柱、螺旋箍筋柱
⑸预应力混凝土结构预加应力的主要方法为：
（）和（）。
答案：
先张法和后张法
⑹四种主要的组合结构是（）、（）、（）和（）。
答案：
钢管混凝土结构、型钢混凝土结构、组合梁和型钢板与混凝土组合板
⑺钢结构主要连接方法为：
（）、（）和（）。
答案：
焊接、铆钉连接和螺栓连接
⑻请举出四种引起预应力钢筋应力损失的原因：
（）、（）、（）和（）。
答案：
预应力钢筋与管道间的摩擦、锚具变形、混凝土收缩徐变和钢筋松弛等
问答题举例
（1）简述正常使用极限状态的理论基础和验算内容
答：
正常使用极限状态的计算是以弹性理论或弹塑性理论为基础的，主要进行三个方面的验算，即①限制应力；②短期荷载下的变形计算（挠度）；③混凝土的裂缝计算。
（2）简述梁内主要钢筋种类及各自作用
答：
梁内主要钢筋包括主钢筋、弯起钢筋、箍筋等，其中主钢筋是主要的受力钢筋，对梁断面而言，它承受所有的因弯矩而产生的拉应力（若受压区布置主筋，也承担一定的压应力）；弯起钢筋是为满足斜截面抗剪而设置的，一般可由主钢筋弯起；箍筋除满足斜截面抗剪强度外，还起到连接受力主钢筋和受压区混凝土的作用，同时用来固定主钢筋的位置使梁内各种钢筋形成骨架。
（3）预应力混凝土结构的特点是什么？
答：
与钢筋混凝土结构相比预应力混凝土事先施加了预应力，在荷载作用下截面不出现拉应力，提高了截面的抗裂性，使得高强度材料得以应用，减轻了结构自重，提高了结构跨越能力。
（4）砌体结构的特点是什么？
答：
由块料和胶结材料组成的砌体结构其特点是抗压强度高，而抗拉、抗弯、抗剪强大低。
因此，砌体结构适用于抗压为主的结构。
（5）筋混凝土结构共同工作的机理是什么？
答：
钢筋和混凝土这两种力学性质不同的材料之所以能共同工作是因为：
混凝土与钢筋之间具有良好的粘结力，两者能成为共同受力的整体；钢筋与混凝土的温度线膨胀系数大致相同，钢筋α=1.0×10-5；混凝土α=（0.8~1.2）×10-5，当温度改变时，不致于破坏粘结力；混凝土包裹钢筋使钢筋免于锈蚀。
（6）影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪强度的主要因素有哪些？
答：
影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪强度的主要因素有：
剪跨比m；混凝土标号R；纵向钢筋的配筋率μ；箍筋的强度和箍筋的配箍率。
（7）轴心受压构件长柱的截面破坏特点是什么？
答：
长细比铰大的轴心受压构件，由于纵向弯曲影响，导致截面应力分布非均匀，内侧压应力较外侧压应力大，截面破坏始于应力较大的一侧。
其承载力小于相同截面的短柱。
（8）预应力混凝土的基本原理是什么？
答：
所谓的压应力混凝土结构就是事先人为地加入预加力，使得预加力在截面上产生的应力有利于抵消使用荷载产生的应力，使得截面不产生拉应力或限制拉应力的数值或限制裂缝的大小。
（9）锚具按传力受力原理分哪几类？
答：
锚具按传力锚固原理可分为：
依靠摩阻力锚固的摩阻型锚具；依靠预应力筋于锚具挤压锚固的承压型锚具；依靠混凝土和预应力筋粘结锚固的粘结型锚具。
（10）介绍轴向受力构件的类别
答：
轴向受力构件根据外载荷是否通过截面形心分为轴心受力构件和偏心受力构件，而轴心受力构件又根据力的作用方向不同分为轴心受拉构件和轴心受压构件；偏心受力构件也包括偏心受拉构件和偏心受压构件，也就是通常所说的拉弯构件和压弯构件。
计算题举例：
钢筋混凝土单、双筋矩形梁承载力的计算；钢结构铆钉连接与焊接连接承载力的计算。
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