建筑力学与结构 知识点
.力对点之矩是力对物体转动效应的度量
.以下关于作用力和反作用力说法错误的是作用在不同物体上。
列举五种常见的混凝土楼盖。
.在国际单位制中,力的单位是牛顿。
.在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称为刚体
.建筑结构的荷载中,结构自重属于永久。
.了解钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏的全过程中梁截面经历了三个阶段的内容。它们各对截面的设计及验算的意义。
. .建筑结构的荷载中,撞击力属于偶然 。
物系中,每一个受平面一般力系作用的物体,均可写出3个平衡方程
.结构构件的挠度值超过规范限值问题,属于承裁能力极限状态。×
.限制物体在平面内的移动,不限制物体绕支座转动的约束称为固定铰支座
.了解钢筋混凝土梁的斜截面破坏状态三种状态的内容。破坏性质怎样。
.建筑结构的荷载中,楼面活荷载属于可变。
.力矩的国际单位是N·m
.作用在刚体上的力,可沿其作用线移动到刚体上的另一点,而不改变其作用效果,这是力的可传性原理。
.了解抗震设计的总原则的内容。
.建筑结构类型中,由梁、柱、板形成承重骨架承担荷载的结构称为框架承重。
.什么是结构的极限状态?分为哪几种?
答:整个结构或结构的一部分超过某一特定的状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此一特定的状态为该功能的极限状态。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。
.平面力偶系的平衡方程是
.作用于同一物体上的两个大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的一对力,构成力偶。
.了解钢结构的特点。
.建筑结构的荷载中,雪荷载属于可变。
.力的作用线通过矩心,则力矩等于零
.某力在直角坐标系的投影为FX=3KN,FY=4KN,此力的大小为5KN。
.了解抗震设计时建筑物重要性可分为四类,具体内容。
.建筑抗震设防的依据是抗震设防烈度。
.平面汇交力系有2个平衡方程式。平面力系是指力系中各力的作用线均在同一平面内的力系。平面汇交力系是指在平面力系中各力的作用线均汇交于一点的力系。
.固定端支座一般有 三个支座反力。
.列举五种常见的高层建筑结构形式。
.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是力系中各力在X、Y两个坐标轴上投影的代数和分别 等于零。
.利用平面力偶系的平衡方程可以求解一个未知量
.列举五种常见的地基基础。
.固定铰支座有两个支座反力。
.理想桁架中各杆的内力有轴力。杆件的基本变形形式:轴向拉伸与压缩变形、弯曲变形、剪切变形、扭转变形。
.结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力称为可靠性。
.只适用于刚体的定理是加减平衡力系定理。
.两个共点力大小分别是10KN和20KN,其合力大小不可能是5KN。
.物体系统就是由几个物体组成而成的系统,简称物系
.力的大小等于零或力的作用线通过矩心时,力矩等于零√.
.关于力、力偶、力矩、力偶矩,下列的表述中不正确的是一个力系不能平衡一个力偶。
.房屋的阳台挑梁、雨蓬等悬挑结构,一端为自由端,另一端是固定端支座约束。
.砼结构设计,通常是按承裁力极限状态设计构件,必要时再按正常使用极限状态。√
.我国混凝土立方体抗压强度试验标准试件尺寸是150mm×150mm×150mm
.作用在同一物体上的两个共点力,其合力数值的大小必然等于两个分力的代数和。
.钢筋混凝土单筋梁的正截面破坏形态有哪几种?有何特性?设计中应把梁设计成什么形式的梁?
答:超筋梁、少筋梁、适筋梁,其中,超筋梁和少筋梁属于脆性破坏,而适筋梁属于延性破坏。设计中应把梁设计成适筋梁。
.平面任意力系向一点简化的最终结果,不可能的是力螺旋。
.结构的可靠性不包括经济性。
.各种产生扭转变形的构件,变形特点是受扭转构件的各横截面都绕杆轴线发生相对转动
.力偶对其作用面内不同点之矩不同。×
.钢筋混凝土构件中钢筋与混凝土各起何作用?钢筋与混凝土协同工作的基本条件是什么?
答:钢筋起内拉力,混凝土起内压力。首先是混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,使两者牢固地粘结在一起,相互间不致滑动而能整体工作;其次,钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数非常接近,温度变化不致产生较大的相对变形破坏两者之间的粘结;最后是钢筋至构件边缘间的混凝土保护层,起着防护钢筋锈蚀的作用,能保证结构的耐久性。
.关于平面力系及其平衡方程,平面力系如果平衡,则该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零表述正确。
.已知两个力F1,F2在同一轴上的投影相等,则这两个力不一定相等。
.材料强度设计值是材料强度的标准值除以材料分项系数
.分力一定小于合力。×
.钢筋经冷拉处理后,提高的是比例极限。
.梁的一端用固定铰,另一端用可动铰支座支承的梁称为简支梁。
.连续是指物体内部没有空隙,处处充满了物质,且认为物体在变形后仍保持这种连续性
.梁的一端固定另一端自由的梁称为悬臂梁。
.辨析内力和应力的概念:
答:因杆件受力而引起的截面之间相互作用力的变化称为内力;内力表示的是整个截面的受力情况,构件是否破坏不仅仅与内力的大小有关,而且与内力在整个截面的分布情况有关,将单位面积上的内力称为应力,它是内力在某一点的分布集度。
.混凝土结构的特点是什么?
答:优点:强度高,耐久性好,耐火性好,可模型好,整体性好,易于就地取材
缺点:自重大,抗裂性较差,一旦损坏修复较困难。
.正方形截面受压杆,若截面的边长由2a减小到a后(其他条件不变),则杆的横截面上的压应力是原来压应力的4倍。
.内力在构件截面上的集度称为应力。
.钢筋混凝土受弯构件受弯破坏中,受压区边缘混凝土达到极限压应变时,受拉钢筋还未达到屈服强度,称为超筋破坏。混凝土各种力学指标的基本代表值是立方体抗压强度标准值。钢筋混凝土框架结构体系优点:平面布置灵活, 延性好;缺点:抗侧刚度差,水平侧移大。
.衡量地震释放能量的多少用震级表示。
.在梁的集中力偶作用处,其左、右两侧无限接近的横截面上的弯矩大小和符号有可能相同,也有可能不相同。
.平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩,等于力系各力对同一点的矩的代数和。√
.不属于的简支梁是:
.图中外伸梁的材料为铸铁,其横截面选择最为合理。
.压杆失稳将在柔度最大的纵向平面内发生。
.一般可以将应力分解为垂直于截面和相切于截面的两个分量,其中垂直于截面的应力分量称为正应力。
.受弯构件斜截面承载能力公式是基于剪压破坏形态建立的。
.轴向拉(压)杆件的破坏形式为强度或失稳破坏。
.目前钢结构最主要的连接方式是焊缝连接
.构件的许用应力小于极限应力
.多跨静定梁是由若干单跨静定梁用铰连接而成的静定结构。超筋梁:钢筋混凝土受弯构件受弯破坏中,由于受拉钢筋配置过多,受压区边缘混凝土达到极限压应变时,受拉钢筋还未达到屈服强度。少筋梁:钢筋混凝土受弯构件受弯破坏中,由于受拉钢筋配置过少,受拉钢筋立刻进入屈服阶段甚至拉断,混凝土梁一裂即坏。
.一般可以将应力分解为垂直于截面和相切于截面的两个分量,其中相切于截面的应力分量称为剪应力。
.三力平衡汇交原理的内容:刚体受到三个不平行力作用平衡时,三力必交于同一点,且三力共面。
.当外力卸除后,构件内部产生的应变能全部恢复到原来的状态,这种应变称为弹性应变。
.雨篷梁属于弯剪扭复合受力构件。
.一般来说,地震发生后,距震中越远地震影响越小,地震烈度越低。
.单刚体平面一般力系可列独立平衡方程个数?分别写出平衡方程形式:一矩式:,,;
二矩式:,,;
三矩式:,,。
.以弯曲变形为主要变形的杆件称为梁。变形缝分类及其作用:温度(伸缩)缝,防止建筑因为温差引起的温度应力过大导致的结构开裂甚至破坏;沉降缝,防止建筑因为地基不均匀沉降导致的结构开裂甚至破坏;防震缝,为减轻或防止相邻结构单元由地震作用引起的碰撞。
.简支梁的一端或二端伸出支座外的梁称外伸梁。
.构件承载能力有这三方面衡量。强度:构件或材料抵抗破坏的能力;刚度:构件抵抗变形的能力;稳定性:构件在某种外载作用下,保持其原有平衡状态的能力
.在梁内受拉区配筋量越多,梁的承裁力就越大。×
.单层厂房中,当抽柱导致柱间距大于屋架间距时,设置用以支撑屋架并将其荷载传给柱子的构件,这类构件称为托架
.当外力卸除后,构件内部产生的应变只能部分恢复到原来的状态,不能恢复的这部分应变称为塑性应变。
.轴向拉伸或压缩的受力和变形的特点。当杆件受到外力或外力合力沿轴线方向的外力作用时,杆件将沿轴线方向伸长或缩短,横向将变细或变粗。
.受压构件的砼,宜采用较高强度等级的砼,但不宜采用高强度的钢筋。√
.刚结点可以承受和传递弯矩。在工程上,只有几何不变体系才能用作结构。当无多余约束的几何不变体系作为结构时就是静定结构。对静定结构进行受力计算时,只用静力平衡条件就可以求得全部未知力。
.拉(压)杆轴力的大小只与外力有关。
.扭转变形的受力和变形特点。当杆件受到力偶矩,其矢量沿着杆件轴线方向时,杆件各横截面发生绕轴线的相对转动。
.结构杆件在规定的荷载作用下,虽有足够的强度,但其变形也不能过大,超过了允许的范围,也会影响正常的使用,限制过大变形的要求即为刚度要求。
.框架结构与剪力墙结构相比,框架结构的延性好,但抗侧刚度差。厂房下柱柱间支撑应设置在伸缩缝区段中央柱间或临近中央的柱间。
.压杆的轴向压力存在一个临界值,当压杆的轴向压力小于临界值时,压杆处于稳定平衡状态。
.弯曲变形的受力和变形特点。当杆件受到垂直于杆件轴线的外力或作用在杆件纵向对称平面的力偶的作用时,杆件的轴线由直线变成曲线。
.工程中将压杆临界平衡状态状态相对应的压力临界值称为临界力。
.结构状态中不属于承载能力极限状态验算内容的是产生了使人不舒服的振动
.构件保持原有平衡能力称为稳定性。
.梁内设置箍筋的主要作用有:保证形成良好的钢筋骨架,保证钢筋的正确位置,满足斜截面抗剪,约束混凝土、提高混凝土的强度和延性。箍筋的搞糟要求有箍筋间距、箍筋直径、最小配箍率、箍筋的肢数、箍筋的封闭形式。 构造要求:1,箍筋的形式和支数。2,箍筋的直径和间距。3,箍筋的最小配筋率。
.在建筑工程中大量使用的结构如梁、柱等其内力主要有轴力、剪力、弯矩,
其中轴力是指沿着杆件轴线的内力。
.《砌体结构设计规范》对砌体结构的静力计算方案(刚性方案、刚弹性方案、弹性方案)的判别因素是屋盖、楼盖的类别与横墙的刚度及间距
.压杆的柔度越大,压杆越细长,临界应力越小。
.钢筋与混凝土能很好的结合在一起共同工作的原因:首先是混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,使两者牢固地粘结在一起,相互间不致滑动而能整体工作,粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体共同工作的基础;其次,钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数非常接近,温度变化不致产生较大的相对变形破坏两者之间的粘结;最后是钢筋至构件边缘间的混凝土保护层,起着防护钢筋锈蚀的作用,能保证结构的耐久性。
.当楼梯的跨度大,活荷裁也较大时,一般可采用板式楼梯。×
.工程中常用的静定结构,有单跨静定梁、多跨静定梁、静定平面刚架、静定平面桁架、三铰拱及静定组合结构
.为了减少钢筋应力松驰引起的预应力损失的措施是采用超张拉。√
.一横截面为正方形的砖柱分上下两段,其受力和尺寸如图,试作出轴力图。
.计算并绘制下图所示梁的弯矩图和剪力图(需要计算过程)。
解:(1)根据平衡条件求支反力RA及RB
由:,可知:,得
由:,可知:,得
(2)由截面平衡条件可知,
集中荷载以左,剪力V=RA=17(kN);
集中荷载以右,剪力V=RB=13(kN);
A为铰支座,弯矩为0,集中荷载作用截面弯矩M= RAⅹ2=17ⅹ2=34(kN.m)
力矩作用点处右截面弯矩M右= RBⅹ2=13ⅹ2=26(kN.m)
M左= M右-18=26-18=8(kN.m)
(3)绘制剪力图及弯矩图如下:
.已知,。绘制扭矩图。
.绘制图示悬臂梁的剪力图和弯矩图。
.绘制下图所示梁的弯矩图和剪力图(不需计算过程)。
弯矩图:
剪力图:
.已知图示简单桁架,其中1、2杆的截面面积相同,材料的许用拉应力,许用压应力 ,求[F]
(1)轴力分析
所以
(2)强度计算
若1杆失效:
所以
若2 杆失效
所以
综合之[F]=8.66KN
.配置螺旋箍筋的钢筋混凝土柱的抗压承载力,高于同等条件下不配置螺旋箍筋时的抗压承载力是因为螺旋箍筋约束了核心混凝土的横向变形。
.螺栓压板夹紧装置,已知板长3a=150mm,压板材料的许用应力[σ]=140MPa。试计算压板传递给工件的许用压紧力。
(1)确定约束力
约束力 FA=P/2,FB=3P/2
(2)确定危险截面 Mmax=Pa
(3)分析梁的强度
,
≤[σ], P≤
.画出下图所示框架结构在竖向荷载作用下框架梁的弯矩图(只画形状,不必标大小)。
.计算并画出下图所示梁的内力图(剪力图和弯矩图)。
解:(1)求支座反力
由,得
即(1分)
由,得 (1分)
(2)由截面平衡条件可知,
集中荷载以左AC段,剪力V=RA=13(kN);(1分)
集中荷载以右CD段,剪力V=RA-12=1(kN);(1分)
A、B为铰支座,弯矩为0,
集中荷载作用截面弯矩M= RAⅹ2=13ⅹ2=26(kN.m)(1分)
D点处右截面弯矩M右= RBⅹ4-4*4*2=15ⅹ4-32=28(kN.m)(1分)
(3)画剪力图和弯矩图
.图示压杆,直径相同d=160mm,材料皆为Q235,E=206GPa,试确定二杆的临界载荷。
a杆
,大柔度杆,
b杆
,中柔度杆,
.预应力构件按施加预应力的方法分为先张法和后张法。预应力混凝土受弯构件和普通混凝土受弯构件相比,大幅度地提高了开裂弯矩。
.偏压构件中若则为大偏心受压破坏形态。