第一章 緒論
1.1 學(xué)習(xí)要點
1.了解工程結(jié)構(gòu)的過去、現(xiàn)在和未來發(fā)展趨勢，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。
3.了解結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的關(guān)系，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計就是從整體結(jié)構(gòu)到局部構(gòu)件，再從局部構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程。
4.了解結(jié)構(gòu)計算簡圖的工程意義，學(xué)會建立實際結(jié)構(gòu)合理的可計算的力學(xué)模型的方法。
5.熟悉結(jié)構(gòu)荷載的種類和劃分依據(jù)，掌握“永久荷載”、“可變荷載”、“偶然荷載”、“荷載代表值”、“荷載標(biāo)準值”、“可變荷載準永久值”及“可變荷載組合值”等基本術(shù)語的定義，為第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及后述各章的學(xué)習(xí)作好準備。
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。
5.橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類型?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?
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)準值、可變荷載準永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值?
12.為什么把荷載標(biāo)準值作為荷載基本代表值看待
2.1 學(xué)習(xí)要點
本章主要介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的共性問題，是學(xué)習(xí)本課程和進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論基礎(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)語較多，初次接觸，會覺得生澀和難于理解，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，設(shè)計使用年限和設(shè)計基準期的概念，極限狀態(tài)及其分類，荷載的分類及其取值，荷載效應(yīng)組合，結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度，實用設(shè)計表達式等內(nèi)容。對有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計方面的內(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)計使用年限如何確定?結(jié)構(gòu)超過其設(shè)計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?
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)?為什么說構(gòu)件的抗力是一個隨機變量?
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，其含義各是什么?或者說結(jié)構(gòu)超過極限狀態(tài)會產(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》對可靠指標(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?為什么說我國“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設(shè)計法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法?分析其主要特點。
8.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時采用的可靠指標(biāo)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類型是否有關(guān)?
9.深入理解承載能力極限狀態(tài)實用設(shè)計表達式，能說明式中各符號的物理意義。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)準值?什么是活荷載的頻遇值和準永久值?什么是荷載的組合值?對正常使用極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準組合和準永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準組合和荷載的準永久組合?對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系數(shù)一般情況下如何取值?
12.各種材料強度的標(biāo)準值根據(jù)什么原則確定?材料性能分項系數(shù)和強度設(shè)計值是如何確定的?
13.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計是如何考慮的?
第三章 結(jié)構(gòu)材料
3.1 學(xué)習(xí)要點
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)性能和強度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計計算的基礎(chǔ)。
1.材料的力學(xué)性能由強度指標(biāo)，變形指標(biāo)，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強度指標(biāo)的有比例極限、彈性極限、屈服極限(屈服點)和強度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計用屈服極限作為強度指標(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)。冷彎是一個綜合性指標(biāo)，沖擊韌性用沖擊功來定義。不同質(zhì)量等級的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)有要求。
2.材料強度有平均值fm，標(biāo)準值fk和設(shè)計值f之分。平均值是若干標(biāo)準試件按規(guī)范規(guī)定進行試驗，測得的材料屈服極限的平均值;而標(biāo)準值則為具有95%保證率的材料強度取值，即低于平均值1.645倍標(biāo)準差;材料強度設(shè)計值由標(biāo)準值除以材料的分項系數(shù)(>1)而得到。
3.了解鋼材、鋼筋的分類和規(guī)格，掌握鋼材各種強度設(shè)計值(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)計計算方法。
5.混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠遠高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機理、變形特點，掌握抗拉、抗壓、抗剪強度之間的差異，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、砂漿的種類和強度等級，掌握砌體種類和強度取值，熟悉砌體的變形特性。
3.2 思考題
1.試繪出有明顯流幅的鋼材(鋼筋)的拉伸圖，說明各階段的特點，指出比例極限、屈服極限和強度極限(極限強度)的含義。
2.軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強度設(shè)計值fy各對應(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)量等級分A、B、C、D、E級的依據(jù)是什么?
5.為什么說冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項綜合指標(biāo)?
6.鋼材抗剪強度取抗拉強度的58%，依據(jù)何在?
7.何謂伸長率?何謂屈強比?
8.鋼材強度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時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度是按哪種形式計算的?與對接焊縫有何區(qū)別?
10.高強度螺栓的預(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?高強度螺栓與普通螺栓計算有什么不同?摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓有何區(qū)別?
11.在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用大應(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?每種加工方法對強度有何影響?
13.何謂冷拉時效?
14.我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種?熱軋鋼筋的強度分哪幾個等級，分別用什么符號表示?
15.混凝土立方體抗壓強度能不能代表實際構(gòu)件中混凝土的強度?既然用立方體抗壓強度fcu作為混凝土的強度等級，為什么還要有軸心抗壓強度fc?
16.混凝土的基本強度指標(biāo)有哪些?各用什么符號表示，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。
18.混凝土應(yīng)力等于fc時的應(yīng)變ε0和極限壓應(yīng)變εcu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“下降段”。為什么會出現(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，其變形特點如何?
21.混凝土的受壓變形模量有幾種表達方式?我國現(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?變形特點是什么?
24.混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結(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)力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何?鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，粘結(jié)力圖形的長度是否也隨之無限增大?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.磚砌體的抗壓強度為什么低于它所用磚所能達到的抗壓強度?
29.影響砌體抗壓強度的因素有哪些?
30.從影響砌體抗壓強度的因素分析，如何提高磚墻的施工質(zhì)量?
31.在何種情況下可按砂漿強度為零來確定砌體強度?
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.砌體在彎曲受拉時有哪幾種破壞形態(tài)?
34.垂直壓應(yīng)力對砌體抗剪強度有何影響
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，對鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性的影響是目 。
(A)強度增加，塑性、韌性降低，可焊性提高
(B)強度增加，塑性、韌性、可焊性都好了
(C)強度增加，塑性、韌性、可焊性降低了
(D)強度、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 ，塑性降低了。
(A)降低 (B)不變
(C)提高 (D)降為零
3.低碳鋼標(biāo)準試件在拉伸試驗中，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，則一個螺栓的承壓承載力應(yīng)為 kN。
(A)96 (B)176
(C)40 (D)80
5.牌號Q235-D表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼的 。
(A)屈服點是235MPa，質(zhì)量好 (B)抗拉強度是235MPa，質(zhì)量好
(C)屈服點是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 ，這個過程稱為冷加工強化處理或冷作硬化。
(A)屈服強度 (B)抗拉強度
(C)塑性韌性 (D)冷彎性能
8.對于無明顯流幅的鋼筋，其強度標(biāo)準值取值的依據(jù)是 。
(A)0.9倍極限強度 (B)0.2倍極限強度
(C)極限抗拉強度 (D)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力
9.為減小混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確? 。
(A)提早對結(jié)構(gòu)施加荷載 (B)采用高等級水泥，增加水泥用量
(C)加大水灰比 (D)提高混凝土的密實度和養(yǎng)護濕度
10.同一強度等級的混凝土，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，其抗壓強度高于fc是因為螺旋筋 。
(A)參與受壓 (B)使混凝土密實
(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)號水泥 (D)采用彈性模量小的骨料
13.評定混凝土強度采用的標(biāo)準試件尺寸，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，下列哪項是影響實心磚砌體抗壓強度的主要因素? 。
(A)塊材的強度 (B)砂漿的強度
(C)塊體的尺寸 (D)砂漿的和易性和保水性
15.磚砌體的抗壓強度較磚的抗壓強度 。
(A)高 (B)低
(C)相同 (D)不可定
16.砌體的抗拉強度主要取決于 。
(A)砌塊抗拉強度 (B)砂漿的抗拉強度
(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，對各類砌體的強度設(shè)計值均要乘以調(diào)整系數(shù)γa，這是由于水泥砂漿 的緣故。
(A)強度設(shè)計值較高 (B)密實性較好
(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)原點初始彈性模量 (B)σ=0.43fm時的割線模量
(C)σ=0.43fm時的切線模量 (D)σ=fm時的割線模量
19.用MU10混凝土小型空心砌塊錯孔砌筑的T型截面砌體，水泥砂漿采用M5，該砌體抗壓強度設(shè)計值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，砌體強度 。
(A)按砂漿強度為零確定 (B)按零計算
(C)按50%計算 (D)按75%計算
3.3.2 設(shè)計計算題
1.試計算Q235、Q275鋼的抗剪強度fv。
2.工地上往往需要進行鋼筋代換，其方式之一是等面積代換：鋼筋級別不變，改變直徑;方式之二是等強度代換;改變鋼筋級別，鋼筋直徑可變、可不變。某鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼筋為12根直徑20mm的HPB235級鋼筋，假設(shè)工地上僅有直徑為16mm的HPB235級鋼筋，問需要幾根方能滿足要求?如果改用HRB335級鋼筋，試選擇代用鋼筋直徑和根數(shù)。
3.如果已知邊長150mm立方體抗壓強度的平均值fcu=35N/mm2，試估算下列混凝土強度的平均值：(1)棱柱體試件的抗壓強度;(2)構(gòu)件的抗拉強度。該混凝土的彈性模量取值大致是多少?
4.經(jīng)抽測某工地磚的強度為10.5MPa，混合砂漿強度為4.8MPa，試計算其砌體的抗壓強度平均值。
5.毛料石砌體之石材強度等級為MU60，砂漿強度等級為M5，試計算該砌體的抗壓強度平均值、標(biāo)準值和設(shè)計值。
6.對10.9級M16摩擦型高強度螺栓，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)計焊縫。
4.1學(xué)習(xí)要點
本章討論受彎構(gòu)件(許多場合，受彎構(gòu)件又稱為梁)的承載能力計算，是全書的重點之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進“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)件彎曲抗剪的問題，即是斜截面承載力計算的問題。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，可分為三個階段。每個受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計算的依據(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)計計算的依據(jù)。
2.適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡單表述為：鋼筋屈服的同時，壓區(qū)混凝土達到極限應(yīng)變。即鋼筋達到強度設(shè)計值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計算簡圖，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)件正截面承載力計算問題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。
3.鋼筋混凝土梁斜截面必須進行計算。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——縱筋截斷、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)理論計算大應(yīng)力，使其不超過設(shè)計值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對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，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計計算時用截面的彈性抵抗矩，同時引進塑性發(fā)展系數(shù)。強度計算包括正應(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)定驗算，由穩(wěn)定系數(shù)來考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗算要求，可設(shè)加勁肋來保證。組合鋼梁還需驗算焊縫或連接螺栓。
6.了解鋼梁的類型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計步驟，掌握梁的強度計算、穩(wěn)定驗算方法。
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.適筋梁從開始加載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何?每個階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計的依據(jù)?
3.矩形截面應(yīng)力圖中的高度x的含義是什么?它是否是截面實際的受壓區(qū)高度?
4.什么叫“界限”破壞?“界限”破壞時εcu及εs各等于多少?何謂相對界限受壓區(qū)高度ξb?它在受彎承載力計算中起什么作用?
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，可采取哪幾種措施來提高截面的抗彎承載力，其中哪個措施為有效?
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，為什么說在一般情況下采用受壓鋼筋是不經(jīng)濟的?
11.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)受壓區(qū)混凝土壓碎時，受壓鋼筋的抗壓強度設(shè)計值如何確定?
12.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件x≥2a′時，應(yīng)按什么公式計算正截面受彎承載力?并解釋理由。
13.設(shè)計雙筋梁時，當(dāng)As和A′s均未知時，則有三個未知數(shù)As，A′s和x，這個問題應(yīng)如何解決?若A′s已知時，如何求As?
14.為什么需要確定T形截面梁的翼緣計算寬度?如何確定?
15.兩類T形梁如何鑒別?
16.T形梁受彎承載力計算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式有何異同?
17.鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會出現(xiàn)斜裂縫?
18.無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.有腹筋簡支梁在斜裂縫出現(xiàn)后，其傳力過程怎樣?可以比擬成一個什么結(jié)構(gòu)?
22.斜截面受剪承載力計算時，應(yīng)考慮哪些截面位置?
23.斜截面受剪承載力計算時，為什么要對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支梁，沿梁長配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來考慮，是否合理?如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來考慮，則又怎樣?如果按計算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時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，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)計板時為何一般不進行斜截面承載力計算，不配置箍筋?
27.何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系?
28.為什么會發(fā)生斜截面受彎破壞?應(yīng)采取哪些措施來保證不發(fā)生這些破壞?
29.縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截斷，如必需截斷時，應(yīng)從理論切斷點外延伸一段長度，試解釋其理由。
30.在抵抗彎矩圖中何謂鋼筋充分利用點，不需要點和理論切斷點?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要距充分利用點≥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.鋼梁的種類和截面形式有哪些?
34.鋼梁的強度計算包括哪些內(nèi)容?整體穩(wěn)定如何考慮?
35.在組合梁腹板計算高度邊緣處，折算應(yīng)力計算的依據(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)邊緣達到下述哪一種情況時，受拉區(qū)開始出現(xiàn)裂縫? 。
(A)混凝土實際的抗拉強度 (B)混凝土的抗拉標(biāo)準強度
(C)混凝土的抗拉設(shè)計強度 (D)混凝土彎曲時的極限拉應(yīng)變
3.某矩形截面簡支梁b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C20，受拉區(qū)配置鋼筋4φ20，該梁沿正截面破壞時為 。
(A)界限破壞 (B)適筋破壞
(C)少筋破壞 (D)超筋破壞
4.驗算T形截面梁的ρmin時，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)計強度f′y得到充分利用的條件是 。
(A)ξ≤ξb (B)x≥2a′
(C)ξ=ξb (D)x≤ξbh0
6.條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉三種破壞形態(tài)時，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)件的受剪承載力計算公式為V≤fvbz，其中z稱為內(nèi)力臂。當(dāng)截面為矩形時，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.鋼材的疲勞是因為連續(xù)反復(fù)荷載作用的結(jié)果。某吊車梁應(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
1.了解工程結(jié)構(gòu)的過去、現(xiàn)在和未來發(fā)展趨勢，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。
3.了解結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的關(guān)系，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計就是從整體結(jié)構(gòu)到局部構(gòu)件，再從局部構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程。
4.了解結(jié)構(gòu)計算簡圖的工程意義，學(xué)會建立實際結(jié)構(gòu)合理的可計算的力學(xué)模型的方法。
5.熟悉結(jié)構(gòu)荷載的種類和劃分依據(jù)，掌握“永久荷載”、“可變荷載”、“偶然荷載”、“荷載代表值”、“荷載標(biāo)準值”、“可變荷載準永久值”及“可變荷載組合值”等基本術(shù)語的定義，為第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及后述各章的學(xué)習(xí)作好準備。
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。
5.橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類型?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?
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)準值、可變荷載準永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值?
12.為什么把荷載標(biāo)準值作為荷載基本代表值看待
2.1 學(xué)習(xí)要點
本章主要介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的共性問題，是學(xué)習(xí)本課程和進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論基礎(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)語較多，初次接觸，會覺得生澀和難于理解，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，設(shè)計使用年限和設(shè)計基準期的概念，極限狀態(tài)及其分類，荷載的分類及其取值，荷載效應(yīng)組合，結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度，實用設(shè)計表達式等內(nèi)容。對有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計方面的內(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)計使用年限如何確定?結(jié)構(gòu)超過其設(shè)計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?
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)?為什么說構(gòu)件的抗力是一個隨機變量?
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，其含義各是什么?或者說結(jié)構(gòu)超過極限狀態(tài)會產(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》對可靠指標(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?為什么說我國“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設(shè)計法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法?分析其主要特點。
8.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時采用的可靠指標(biāo)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類型是否有關(guān)?
9.深入理解承載能力極限狀態(tài)實用設(shè)計表達式，能說明式中各符號的物理意義。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)準值?什么是活荷載的頻遇值和準永久值?什么是荷載的組合值?對正常使用極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準組合和準永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準組合和荷載的準永久組合?對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系數(shù)一般情況下如何取值?
12.各種材料強度的標(biāo)準值根據(jù)什么原則確定?材料性能分項系數(shù)和強度設(shè)計值是如何確定的?
13.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計是如何考慮的?
第三章 結(jié)構(gòu)材料
3.1 學(xué)習(xí)要點
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)性能和強度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計計算的基礎(chǔ)。
1.材料的力學(xué)性能由強度指標(biāo)，變形指標(biāo)，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強度指標(biāo)的有比例極限、彈性極限、屈服極限(屈服點)和強度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計用屈服極限作為強度指標(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)。冷彎是一個綜合性指標(biāo)，沖擊韌性用沖擊功來定義。不同質(zhì)量等級的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)有要求。
2.材料強度有平均值fm，標(biāo)準值fk和設(shè)計值f之分。平均值是若干標(biāo)準試件按規(guī)范規(guī)定進行試驗，測得的材料屈服極限的平均值;而標(biāo)準值則為具有95%保證率的材料強度取值，即低于平均值1.645倍標(biāo)準差;材料強度設(shè)計值由標(biāo)準值除以材料的分項系數(shù)(>1)而得到。
3.了解鋼材、鋼筋的分類和規(guī)格，掌握鋼材各種強度設(shè)計值(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)計計算方法。
5.混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠遠高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機理、變形特點，掌握抗拉、抗壓、抗剪強度之間的差異，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、砂漿的種類和強度等級，掌握砌體種類和強度取值，熟悉砌體的變形特性。
3.2 思考題
1.試繪出有明顯流幅的鋼材(鋼筋)的拉伸圖，說明各階段的特點，指出比例極限、屈服極限和強度極限(極限強度)的含義。
2.軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強度設(shè)計值fy各對應(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)量等級分A、B、C、D、E級的依據(jù)是什么?
5.為什么說冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項綜合指標(biāo)?
6.鋼材抗剪強度取抗拉強度的58%，依據(jù)何在?
7.何謂伸長率?何謂屈強比?
8.鋼材強度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時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度是按哪種形式計算的?與對接焊縫有何區(qū)別?
10.高強度螺栓的預(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?高強度螺栓與普通螺栓計算有什么不同?摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓有何區(qū)別?
11.在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用大應(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?每種加工方法對強度有何影響?
13.何謂冷拉時效?
14.我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種?熱軋鋼筋的強度分哪幾個等級，分別用什么符號表示?
15.混凝土立方體抗壓強度能不能代表實際構(gòu)件中混凝土的強度?既然用立方體抗壓強度fcu作為混凝土的強度等級，為什么還要有軸心抗壓強度fc?
16.混凝土的基本強度指標(biāo)有哪些?各用什么符號表示，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。
18.混凝土應(yīng)力等于fc時的應(yīng)變ε0和極限壓應(yīng)變εcu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“下降段”。為什么會出現(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，其變形特點如何?
21.混凝土的受壓變形模量有幾種表達方式?我國現(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?變形特點是什么?
24.混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結(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)力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何?鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，粘結(jié)力圖形的長度是否也隨之無限增大?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.磚砌體的抗壓強度為什么低于它所用磚所能達到的抗壓強度?
29.影響砌體抗壓強度的因素有哪些?
30.從影響砌體抗壓強度的因素分析，如何提高磚墻的施工質(zhì)量?
31.在何種情況下可按砂漿強度為零來確定砌體強度?
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.砌體在彎曲受拉時有哪幾種破壞形態(tài)?
34.垂直壓應(yīng)力對砌體抗剪強度有何影響
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，對鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性的影響是目 。
(A)強度增加，塑性、韌性降低，可焊性提高
(B)強度增加，塑性、韌性、可焊性都好了
(C)強度增加，塑性、韌性、可焊性降低了
(D)強度、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 ，塑性降低了。
(A)降低 (B)不變
(C)提高 (D)降為零
3.低碳鋼標(biāo)準試件在拉伸試驗中，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，則一個螺栓的承壓承載力應(yīng)為 kN。
(A)96 (B)176
(C)40 (D)80
5.牌號Q235-D表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼的 。
(A)屈服點是235MPa，質(zhì)量好 (B)抗拉強度是235MPa，質(zhì)量好
(C)屈服點是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 ，這個過程稱為冷加工強化處理或冷作硬化。
(A)屈服強度 (B)抗拉強度
(C)塑性韌性 (D)冷彎性能
8.對于無明顯流幅的鋼筋，其強度標(biāo)準值取值的依據(jù)是 。
(A)0.9倍極限強度 (B)0.2倍極限強度
(C)極限抗拉強度 (D)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力
9.為減小混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確? 。
(A)提早對結(jié)構(gòu)施加荷載 (B)采用高等級水泥，增加水泥用量
(C)加大水灰比 (D)提高混凝土的密實度和養(yǎng)護濕度
10.同一強度等級的混凝土，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，其抗壓強度高于fc是因為螺旋筋 。
(A)參與受壓 (B)使混凝土密實
(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)號水泥 (D)采用彈性模量小的骨料
13.評定混凝土強度采用的標(biāo)準試件尺寸，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，下列哪項是影響實心磚砌體抗壓強度的主要因素? 。
(A)塊材的強度 (B)砂漿的強度
(C)塊體的尺寸 (D)砂漿的和易性和保水性
15.磚砌體的抗壓強度較磚的抗壓強度 。
(A)高 (B)低
(C)相同 (D)不可定
16.砌體的抗拉強度主要取決于 。
(A)砌塊抗拉強度 (B)砂漿的抗拉強度
(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，對各類砌體的強度設(shè)計值均要乘以調(diào)整系數(shù)γa，這是由于水泥砂漿 的緣故。
(A)強度設(shè)計值較高 (B)密實性較好
(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)原點初始彈性模量 (B)σ=0.43fm時的割線模量
(C)σ=0.43fm時的切線模量 (D)σ=fm時的割線模量
19.用MU10混凝土小型空心砌塊錯孔砌筑的T型截面砌體，水泥砂漿采用M5，該砌體抗壓強度設(shè)計值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，砌體強度 。
(A)按砂漿強度為零確定 (B)按零計算
(C)按50%計算 (D)按75%計算
3.3.2 設(shè)計計算題
1.試計算Q235、Q275鋼的抗剪強度fv。
2.工地上往往需要進行鋼筋代換，其方式之一是等面積代換：鋼筋級別不變，改變直徑;方式之二是等強度代換;改變鋼筋級別，鋼筋直徑可變、可不變。某鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼筋為12根直徑20mm的HPB235級鋼筋，假設(shè)工地上僅有直徑為16mm的HPB235級鋼筋，問需要幾根方能滿足要求?如果改用HRB335級鋼筋，試選擇代用鋼筋直徑和根數(shù)。
3.如果已知邊長150mm立方體抗壓強度的平均值fcu=35N/mm2，試估算下列混凝土強度的平均值：(1)棱柱體試件的抗壓強度;(2)構(gòu)件的抗拉強度。該混凝土的彈性模量取值大致是多少?
4.經(jīng)抽測某工地磚的強度為10.5MPa，混合砂漿強度為4.8MPa，試計算其砌體的抗壓強度平均值。
5.毛料石砌體之石材強度等級為MU60，砂漿強度等級為M5，試計算該砌體的抗壓強度平均值、標(biāo)準值和設(shè)計值。
6.對10.9級M16摩擦型高強度螺栓，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)計焊縫。
4.1學(xué)習(xí)要點
本章討論受彎構(gòu)件(許多場合，受彎構(gòu)件又稱為梁)的承載能力計算，是全書的重點之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進“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)件彎曲抗剪的問題，即是斜截面承載力計算的問題。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，可分為三個階段。每個受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計算的依據(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)計計算的依據(jù)。
2.適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡單表述為：鋼筋屈服的同時，壓區(qū)混凝土達到極限應(yīng)變。即鋼筋達到強度設(shè)計值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計算簡圖，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)件正截面承載力計算問題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。
3.鋼筋混凝土梁斜截面必須進行計算。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——縱筋截斷、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)理論計算大應(yīng)力，使其不超過設(shè)計值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對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，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計計算時用截面的彈性抵抗矩，同時引進塑性發(fā)展系數(shù)。強度計算包括正應(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)定驗算，由穩(wěn)定系數(shù)來考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗算要求，可設(shè)加勁肋來保證。組合鋼梁還需驗算焊縫或連接螺栓。
6.了解鋼梁的類型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計步驟，掌握梁的強度計算、穩(wěn)定驗算方法。
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.適筋梁從開始加載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何?每個階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計的依據(jù)?
3.矩形截面應(yīng)力圖中的高度x的含義是什么?它是否是截面實際的受壓區(qū)高度?
4.什么叫“界限”破壞?“界限”破壞時εcu及εs各等于多少?何謂相對界限受壓區(qū)高度ξb?它在受彎承載力計算中起什么作用?
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，可采取哪幾種措施來提高截面的抗彎承載力，其中哪個措施為有效?
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，為什么說在一般情況下采用受壓鋼筋是不經(jīng)濟的?
11.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)受壓區(qū)混凝土壓碎時，受壓鋼筋的抗壓強度設(shè)計值如何確定?
12.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件x≥2a′時，應(yīng)按什么公式計算正截面受彎承載力?并解釋理由。
13.設(shè)計雙筋梁時，當(dāng)As和A′s均未知時，則有三個未知數(shù)As，A′s和x，這個問題應(yīng)如何解決?若A′s已知時，如何求As?
14.為什么需要確定T形截面梁的翼緣計算寬度?如何確定?
15.兩類T形梁如何鑒別?
16.T形梁受彎承載力計算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式有何異同?
17.鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會出現(xiàn)斜裂縫?
18.無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.有腹筋簡支梁在斜裂縫出現(xiàn)后，其傳力過程怎樣?可以比擬成一個什么結(jié)構(gòu)?
22.斜截面受剪承載力計算時，應(yīng)考慮哪些截面位置?
23.斜截面受剪承載力計算時，為什么要對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支梁，沿梁長配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來考慮，是否合理?如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來考慮，則又怎樣?如果按計算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時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，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)計板時為何一般不進行斜截面承載力計算，不配置箍筋?
27.何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系?
28.為什么會發(fā)生斜截面受彎破壞?應(yīng)采取哪些措施來保證不發(fā)生這些破壞?
29.縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截斷，如必需截斷時，應(yīng)從理論切斷點外延伸一段長度，試解釋其理由。
30.在抵抗彎矩圖中何謂鋼筋充分利用點，不需要點和理論切斷點?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要距充分利用點≥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.鋼梁的種類和截面形式有哪些?
34.鋼梁的強度計算包括哪些內(nèi)容?整體穩(wěn)定如何考慮?
35.在組合梁腹板計算高度邊緣處，折算應(yīng)力計算的依據(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)邊緣達到下述哪一種情況時，受拉區(qū)開始出現(xiàn)裂縫? 。
(A)混凝土實際的抗拉強度 (B)混凝土的抗拉標(biāo)準強度
(C)混凝土的抗拉設(shè)計強度 (D)混凝土彎曲時的極限拉應(yīng)變
3.某矩形截面簡支梁b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C20，受拉區(qū)配置鋼筋4φ20，該梁沿正截面破壞時為 。
(A)界限破壞 (B)適筋破壞
(C)少筋破壞 (D)超筋破壞
4.驗算T形截面梁的ρmin時，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)計強度f′y得到充分利用的條件是 。
(A)ξ≤ξb (B)x≥2a′
(C)ξ=ξb (D)x≤ξbh0
6.條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉三種破壞形態(tài)時，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)件的受剪承載力計算公式為V≤fvbz，其中z稱為內(nèi)力臂。當(dāng)截面為矩形時，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.鋼材的疲勞是因為連續(xù)反復(fù)荷載作用的結(jié)果。某吊車梁應(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