钢筋混凝土结构1.docx

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钢筋混凝土结构1

钢筋混凝土结构

（1）

要求：

一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作解答，每人只解答一组题目，多解答无效，满分100分；

平台查看做题组数操作：

学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；

例如：

“做题组数”标为1，代表学生应作解答“第一组”试题；

二、解答题步骤：

1.使用A4纸打印学院指定解答题纸（解答题纸请详见附件）；

2.在解答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作解答；解答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和解答题内容，请写明题型、题号；

三、提交方式：

请将作解答完成后的整页解答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word

文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；

1.完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交;

2.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;

3.文件容量大小：

不得超过20MB。

提示：

未按要求作解答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！

题目如下：

第一组：

问解答题（每小题25分，共100分）

1、什么是结构的极限状态？

结构的极限状态分为哪两类，其含义各是什么？

解答：

整个结构或者结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态成为该功能的极限状态极限状态分为两类：

1）承载能力极限状态

结构或者构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态称为承载能力极限状态。

2）正常使用极限状态

结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态

2、偏心受压短柱的破坏形态？

偏心受压构件如何分类？

解答：

钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。

受拉破坏形态又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N的相对偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。

随着荷载的增加，首先在受拉区产生横向裂缝；荷载再增加，拉区的裂缝随之不断地开裂，在破坏前主裂缝逐渐明显，受拉钢筋的应力达到屈服强度，进入流幅阶段，受拉变形的发展大于受压变形，中和轴上升，使混凝土压区高度迅速减小，最后压区边缘混凝土达到极限压应变值，出现纵向裂缝而混凝土被压碎，构件即告破坏，破坏时压区的纵筋也能达到受压屈服强度，这种破坏属于延性破坏类型，其特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎。

受压破坏形态又称小偏心受压破坏，截面破坏是从受压区开始的，发生于轴向压力的相对偏心距较小或偏心距虽然较大，但配置了较多的受拉钢筋的情况，此时构件截面全部受压或大部分受压。

破坏时，受压应力较大一侧的混凝土被压碎，达到极限应变值，同侧受压钢筋的应力也达到抗压屈服强度，而远测钢筋可能受拉可能受压，但都达不到屈服。

破坏时无明显预兆，压碎区段较大，混凝土强度越高，破坏越带突然性，这种破坏属于脆 性破坏类型，其特点是混凝土先被压碎，远测钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服。

偏心受压构件按受力情况可分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件；按破坏形态可分为大偏心受压构件和小偏心受压构件；按长细比可分为短柱、长柱和细长柱。

3、筑结构的功能要求包括哪几方面的内容？

分别从属于哪一种极限状态？

4、适筋梁正截面受弯全过程可分为哪三个阶段，第三个阶段的主要特点是什么。

解答：

适筋梁正截面受弯全过程可划分为三个阶段：

混凝土开裂前的未裂阶段、混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段和钢筋开始屈服前至截面破坏的破坏阶段。

第Ⅲ阶段的特点是：

1）纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区大部分混凝土已退出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满，有上升曲线，也有下降段曲线； 

2）由于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大，故弯矩还略有增加； 

3）受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值时，混凝土被压碎，截面破坏； 

4）弯矩—曲率关系为接近水平的曲线。

第二组：

问解答题（每小题25分，共100分）

1、钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？

其破坏特征有何不同？

解答：

钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。

梁配筋适中会发生适筋破坏。

受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。

梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。

梁配筋过多会发生超筋破坏。

破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。

破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。

梁配筋过少会发生少筋破坏。

拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。

2、结构的可靠度与可靠性的含义是什么？

结构的可靠性包括哪些方面的功能要求？

解答：

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结构可靠性；结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即结构在设计工作寿命内，在正常的条件下，完成预定功能的概率。

建筑结构应该满足的功能要求可以概况为：

安全性：

建筑结构应该能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件发生时和发生后保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。

适用性：

结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。

耐久性：

结构在正常维护条件下应具有足够的耐久性，完好使用到设计规定的年限。

3、钢筋与混凝土为什么能够共同工作？

光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用由哪几部分组成？

保证粘结的构造措施有哪些？

解答：

钢筋和混凝土这两种材料能够结合在一起共同工作，除了二者具有相近的线膨胀系数外，更主要的是由于混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力。

同时为了保证钢筋不被从混凝土中拔出或压出，与混凝土更好地共同工作，还要求钢筋有良好的锚固。

粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。

光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用主要由三部分组成：

（1）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力；

（2）混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力；

（3）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。

4、偏心受压短柱和偏心受压长柱的破坏形态有何异同？

解答

（1）偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于，长柱偏心受压后产生不可忽略的纵向弯曲，引起二阶弯矩。

（2）偏心距增大系数的物理意义是，考虑长柱偏心受压后产生的二阶弯矩对受压承载力的影响。

第三组：

问解答题（每小题25分，共100分）

1、普通箍筋柱和螺旋箍筋柱的区别是什么？

解答：

普通箍筋柱中的箍筋只是为了与纵向主筋一起形成钢筋骨架，并防止纵向主筋弯曲，并不需要计算其受力，只需要按构造要求进行布置即可。

而螺旋箍筋柱中的箍筋的作用除了与纵向主筋一起形成钢筋骨架外，还可以约束核心混凝土的侧向变形，主要承受拉力，需要根据计算确定其箍筋间距，且不大于8cm，不小于4cm。

2、什么是混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度？

钢筋混凝土结构的优缺点分别是什么？

解答：

混凝土的立方体抗压强度是其基本强度指标，按照标准方法制作养护（温度20±3℃、相对湿度不小于90%的潮湿空气中养护28d）的边长150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法（试件表面不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/sec）测得的具有95%保证率的抗压强度。

轴心抗压强度又叫棱柱体强度，其真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度，用150mm×150mm×300mm棱柱体为标准试件测得的抗压强度。

优点：

耐久性好、耐火性好、整体性好、可模性好、取材容易、合理用材、阻止射线的穿透

缺点：

自身重力较大、钢筋混凝土结构抗裂性差容易开裂、耗模板、隔热隔声性能差。

3、矩形截面弯剪扭构件承载力计算的基本思路是什么？

解答：

由于在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。

为了简化，《规范》偏于安全地将受弯所需的纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加，而对剪扭作用为避免商品混凝土部分的抗力被重复利用，考虑商品混凝土项的相关作用，箍筋的贡献则采用简单叠加方法。

1）受弯纵筋计算

受弯纵筋As和A's按弯矩设计值M由正截面受弯承载力计算确定。

2）剪扭配筋计算

对于剪扭共同作用，《规范》采用商品混凝土部分承载力相关，钢筋部分承载力叠加的方法。

4、钢筋混凝土连续梁按塑性理论设计时，如何保证塑性铰的转动能力？

塑性铰与理想铰的区别是什么？

解答：

保证塑性铰转动能力的措施：

1） 控制纵筋的配筋率，b。

2） 钢筋须具有足够的屈服台阶，强度不宜过高。

3） 混凝土的极限压应变cu要大，所以混凝土的强度也不宜过高。

      塑性铰和理想铰的区别：

         1）理想铰不能传递弯矩，可自由转动。

而塑性铰能传递一定的弯矩，转动能力有限， 且为单向铰。

        2）塑性铰发生在一小段局部区域，而非集中点。

理想铰为一集中点。

第四组：

问解答题（每小题25分，共100分）

1、钢筋混凝土连续梁按塑性理论设计时，如何保证塑性铰的转动能力？

塑性铰与理想铰的区别是什么？

解答：

保证塑性铰转动能力的措施：

1） 控制纵筋的配筋率，b。

2） 钢筋须具有足够的屈服台阶，强度不宜过高。

3） 混凝土的极限压应变cu要大，所以混凝土的强度也不宜过高。

      塑性铰和理想铰的区别：

         1）理想铰不能传递弯矩，可自由转动。

而塑性铰能传递一定的弯矩，转动能力有限， 且为单向铰。

        2）塑性铰发生在一小段局部区域，而非集中点。

理想铰为一集中点。

2、轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？

轴心受压构件的稳定系数如何理解？

影响稳定系数的主要因素包含什么？

解答：

轴心受压短柱的破坏形态有大轴心受压破坏和小轴心受压破坏两种情况。

大轴心受压破坏的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相类似的延性破坏类型。

小轴心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏类型。

　轴心受压构件的分类：

1、当轴心压力的相对轴心矩较大，且受拉钢筋又配置不很多时，为大轴心受压破坏；2、当轴心压力的相对轴心矩较大，但受拉钢筋配置很多时，或当轴心压力的相对轴心矩较小时，为小轴心受压破坏。

轴心受压构件整体稳定系数φ，简单地说就是稳定承载力与强度承载力之比就是稳定系数φ，它主要与三个因素有关：

即钢材品种，构件截面种类和构件长细比λ。

3、钢筋与混凝土为什么能够共同工作？

光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用由哪几部分组成？

保证粘结的构造措施有哪些？

解答：

钢筋和混凝土这两种材料能够结合在一起共同工作，除了二者具有相近的线膨胀系数外，更主要的是由于混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力。

同时为了保证钢筋不被从混凝土中拔出或压出，与混凝土更好地共同工作，还要求钢筋有良好的锚固。

粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。

光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用主要由三部分组成：

（1）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力；

（2）混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力；

（3）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。

保证粘结的构造措施有如下几个方面：

（1）对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；

（2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；

（3）在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋；

（4）为了保证足够的粘结在钢筋