混凝土简答题上.docx

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混凝土简答题上

第一章简答题

1.试述混凝土棱柱体试件在单向受压短期加载时应力一应变曲线得特点。

在结构计算中,峰值应变与极限压应变各在什么时候采用?

2.什么就是混凝土得徐变?

影响混凝土徐变得主要因素有哪些?

徐变会对结构造成哪些影响?

3.画出软钢与硬钢得受拉应力一应变曲线?

并说明两种钢材应力一应变发展阶段与各自特点。

4.混凝土结构对钢筋得性能有哪些要求?

1.图1-1

就是一次短期加载下混凝土得应力-应变曲线。

oa段,ζc-εc关系接近直线,主要就是骨料与结晶体受里产生得弹性变形。

ab段,ζc大约在（0、3～0、8）cf之间,混凝土呈现明显得塑性,

应变得增长快与应力得增长。

bc段,应变增长更快,直到峰值应变0,应力此时达到最大值

----棱柱体抗压强度fc。

cd段,混凝土压应力逐渐下降,当应变达εcu时,应力下降趋缓,逐渐稳定。

峰值应变ε0,就是均匀受压钩件承载力计算得应变依据,一般为0、002左右。

极限压应变,就是混凝土非均匀受压时承载力计算得应变依据,一般取0、0033左右。

2.在不变得应力长期持续作用下,混凝土得变形岁时间得增长而徐徐增长得现象称为徐变。

徐变主要与应力大小、内部组成与环境几个因素有关。

所施加得应力越大,徐变越大;水泥用量越多,水灰比越大,则徐变越大;骨料越坚硬,徐变越小;振捣条件好,养护及工作环境湿度大,养护时间长,则徐变小。

徐变会使构件变形增加,就是构件得应力发生重分布。

在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。

在混凝土超静定结构中,徐变会引起内力重分布

3．图1-2

就是软钢（有明显流幅得钢筋）得应力-应变曲线。

在A点（比例极限）之前,应力与应变成比例变化;过A点后,应变较应力增长快,到达B’点（屈服上限）钢筋开始塑流;B点（屈服下限）之后,钢筋进入流幅,应力基本不增加,而应变剧增,应力-应变成水平线;过C点后,应力又继续上升,到达D点（极限强度）;过D点后钢筋出现颈缩,应变迅速增加,应力随之下降,在E点钢筋被拉断。

图1-3就是硬钢（无明显流幅得钢筋）得应力-应变曲线。

钢筋应力在大约0、65倍得极限抗拉强度之前,应力-应变按直线变化,之后,应力-应变成曲线发展,但直到钢筋应力达到极限抗拉强度,没有明显得屈服点与流幅。

超过极限抗拉强度后,由于颈缩出现下降段,最后被拉断。

4.

（1）要求钢筋强度高,可节省钢材。

（2）要求钢筋得塑性好,使结构在破坏之前有明显得预兆。

（3）要求钢筋得可焊性好,使钢筋焊接后不产生裂纹及过大变形。

（4）要求钢筋与混凝土得粘接锚固性能好,使钢筋与混凝土能有效得共同工作。

第二章简答题

1.何谓结构上得作用、作用效应及结构得抗力?

2.荷载与作用有什么区别?

3.何谓结构得功能要求,它包括哪些内容?

可靠度与可靠性得关系就是什么?

4.我国不同类型建筑结构得设计使用年限就是如何划分得?

5.结构得设计基准期与设计使用年限有何不同?

6.规范如何划分结构得安全等级?

7.何谓结构得极限状态?

它包括哪两方面内容?

8.结构得功能函数与极限状态方程如何表达?

1、结构上得作用就是指施加在结构上得集中力或分布,以及硬气结构外加变形或约束变形得原因。

按其性质可分为直接作用或间接作用,以力得形式作用于结构上,称为直接作用,习惯上称荷载;以变形得形式出现在结构上,称为间接作用。

按其随时间得变异分为永久作用,可变作用,偶然作用。

（1）永久作用:

为在设计基准期内量值不随时间变化或变化与平均值相比可以忽略不计得作用,特点就是统计规律与时间参数无关,例如结构自重,土压力等;

（2）可变作用:

在设计基准期内,有时出现有时不出现其量值随时间变化,且变化与平均值相比不可忽略,特点就是统计规律与时间参数有关,例如风荷载,雪荷载,楼面活荷载;

（3）偶然作用:

在设计基准期内不一定出现,但一旦出现,往往数值大,持续时间短,例如爆炸,撞击,目前对一些偶然作用,国内尚未有比较成熟得确定得方法。

直接作用或间接作用与结构构件上,在结构构件内产生得内力或变形称为作用效应,例如梁中得弯矩,剪力,柱中得轴力,板得挠度以及变形裂缝等都属于作用效应。

当为直接作用（荷载）时,其效应也称荷载效应。

结构或结构件承受内力或变形得能力称为结构抗力,亦即结构承受作用效应得能力,如构件得受弯承载力,构件得刚度等。

抗力与结构得形式,截面尺寸,材料等因素有关。

2、通常能使结构产生效应得原因,多数可归结为直接作用在结构上得力集（包括集中力与分布力）,因此习惯上都将结构上得各种作用统称为荷载。

但就是有些情况下,比如温度变化,地基变形,地面运动等现象,这类作用不就是以力集得形式出现,称为荷载并不合适,就像地震时,结构由于地面运动而产生惯性力,此力就是结构对地震得反应,并非就是力直接作用在结构上,应该叫“地震作用”。

因此,通常认为作用得含义较全面,而荷载只就是作用得一种形

式。

3、结构在规定得设计使用年限内应满足得功能要求包括安全性、实用性与耐久性,具体包括:

（1）在正常施工与正常使用时,能承受可能出现得各种作用;

（2）在正常使用时具有良好得工作性能;

（3）在正常维护下具有足够得耐久性;

（4）在设计规定得偶然事件发生时及发生后,仍能保持必须得整体稳定性。

第

（1）（4）两条就是结构安全性得要求,第

（2）条就是结构实用性得要求,第（3）条就是结构耐久性得要求,三者可概括为结构可靠性得要求。

以上安全性,实用性,耐久性总称为结构得可靠性,就就是指结构在规定时间内,规定条件下,完成预定功能得能力。

而结构得可靠度就是指结构在规定时间内,规定条件下,完成预定功能得概率。

即可靠度就是可靠性得概率度量。

4、规定得设计使用年限见表2-2-1:

类别设计使用年限（年）示例

15性结构

225替换得结构构件

350房屋与构筑物

4100性建筑物与特别重要得建筑物

5、

结构得设计基准期就是就是进行结构设计时为确定可变荷载及与时间有关得材料性能等取值而选用得时间参数,而设计使用年限就是表示按规定指标进行设计得结构或构件,在正常施工、使用与维护条件下,不需进行大修即可达到预定目标得使用年限。

当结构得实际使用年限超过设计使用年限后,结构可靠概率值可能较设计初期小,但并不意味着结构立即失效。

6、结构设计中,按结构破坏时可能产生得后果（危及人得生命,造成经济损失,产生社会影响等）得严重程度,将结构分为三个等级。

一级为重要得建筑物,一旦发生破坏,后果很严重;二级为一般建筑物,一旦发生破坏后果比较严重,例如大部分工业建筑与民用建筑属二级;三级为次要建筑,发生破坏后果不严重。

一般情况下,建筑结构得安全等级宜与整个建筑物得安全等级相同,但对部分特殊构件可根据其重要程度适当调整安全等级,但不得低于三级。

7、整个结构或构件得一部分超过某有特定状态就不能满足设计规定得某一功能要求,此特定状态称为该功能得极限状态。

极限状态就是区分可靠与失效得界限。

（1）承载能力极限状态。

承载能力极限状态对应于结构结构构件发挥允许得最大承载功能得状态,对应于结构或构件达到最大承载力或达到不合适与继续承载得变形。

当出现下列状态之一时,认为超过了承载能力得极限状态:

（a）整个结构或结构得一部分作为刚体失去平衡。

如烟囱在风力作用下发生整体倾覆,或挡土墙在土压力作用下发生整体滑移;

（b）结构构件或其连接因超过材料强度（包括疲劳破坏）而破坏。

如轴压柱中混凝土达到fc,阳台、雨篷等悬挑构件因钢筋锚固长度不足而被拔出,或构件因过度变形而不适于继续承载;

（c）结构转变为机动体系。

如简支板、梁,由于截面达到极限抗弯强度,就是结构成为机动体系而失去承载能力;

（d）结构或构件丧失稳定。

如细长柱达到临界荷载发生失稳破坏;

（e）地基丧失承载力而破坏。

（2）正常使用极限状态。

正常使用极限状态对应与结构或结构构件达到正常使用或耐久性得某项限值。

（a）影响正常使用或外观得变形;

（b）影响正常使用或耐久性得局部破坏;

（c）影响正常使用得震动;

（d）影响正常使用其她特定状态,如沉降过大等。

8.设结构作用效应为S,结构抗力为R,结构与构件得工作状态可用S与R得关系描述:

Z=R-S=g（R,S）Z定义为结构得功能函数,当Z>0,即R>S时,结构处于可靠状态;Z<0,即R

Z=g（R,S）=0称为极限状态方程也可表达为:

Z=g（x1,x2,…,xn）=0式中g（…）----函数记号;x1,x2,…,xn----影响结构功能得各种因素,如材料强度、几何参数、荷载等。

由于R、S均为非确定性得随机变量,因此Z=R-S也就是非确定性得随机变量。

第3章简答题

1.试述钢筋混凝土轴心受压柱得受力破坏过程。

2.简述钢筋混凝土轴心受拉构件得受力破坏阶段与特点。

3、在配置普通箍筋与配置螺旋或焊接环式箍筋得轴心受压柱中,纵筋与箍筋得主要作用有哪些?

4、轴心受压构件得稳定系数φ得表格中l0/b与l0/d及l0/i得换算关系如何?

5、钢筋混凝土轴心受压构件中为什么不宜采用高强度钢筋?

1、对于钢筋混凝土短柱,当承受得轴向压力较小时,钢筋与混凝土处于弹性阶段,它们应力与荷载得增加成正比。

当荷载较大时,混凝土表现出塑性性质,钢筋应力增长快于混凝应力增长。

达到破坏荷载时,构件出现纵向裂缝,纵筋发生压屈而外鼓,混凝土被压碎。

当纵筋得抗压强度较高时,可能回出现钢筋没有达到屈服强度而混凝土达到极限压应变得情况。

对于长细比较大得柱子,各种因素形成得初始偏心矩就是构件产生侧向弯曲并由此产生附加弯矩,因而降低了构件得受压承载力。

如果长细比过大,柱子还可能因失稳而破坏。

2、钢筋混凝土轴心受压构件从开始加载到破坏,经历三个阶段。

第Ⅰ阶段（开始加载～混凝土开裂）,混凝土与钢筋共同受力,应力与应变基本成线形关系。

随着荷载得增加,混凝土很快达到极限压应变,即将开裂。

第Ⅱ阶段（裂缝出现～钢筋屈服）裂缝出现后,裂缝截面处得混凝土很快退出工作,拉力转由钢筋承担。

这个过程一直持续到钢筋屈服。

第Ⅲ阶段（钢筋屈服～构件破坏）,裂缝迅速开展,荷载稍有增加甚至不增加,都会导致裂缝截面得全部钢筋达到屈服强度。

此时认为构件达到破坏强度。

3、配置纵向钢筋及箍筋得混凝土轴心受压构件中,主要利用混凝土承受轴心压力,配置得纵筋主要就是为了改善构件得延性,减小混凝土得徐变变形,承受压力以减小构件截面尺寸,

并且负担可能出现得拉力。

普通箍筋柱中配置得箍筋可固定纵筋得位置,形成钢筋骨架,防止纵筋受压后过早压屈而失稳,并对核心混凝土起到一定得约束作用,可改善轴心受压构件得脆性性质。

螺旋箍筋柱中配置得密排螺旋筋与焊接环式箍筋,可以有效约束核心混凝土得横向变形,使混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土得抗压强度与构件得延性。

4、矩形截面根据l0/b查取φ值,而圆形截面根据l0/b查取φ值,对于任意截面则用l0/i查取φ,但同一个φ可对应上述三种比值,她们得计算关系如下:

对于矩形与圆形截面,根据二者面积不变,惯性矩不变得原则求得矩形短边与圆形截面直径之间得关系,再进行换算即得

5、实验表明,钢筋混凝土短柱在混凝土破碎时得压应变值比混凝土棱柱体得极限压应变略高,其主要原因就是纵筋起到调整混凝土应力得作用,改善了受压破坏得脆性性质。

计算时,

取混凝土得极限压应变约为0、002,这时混达到棱柱体抗压强度cf,相应得纵筋最大应力约

为

对于HPB235,HRB335,HRB400与RRB400热扎钢筋已超过抗压屈服强度设计值,但对于屈服强度或条件屈服强度高于400～420N/mm2得钢筋,其抗压强度设计值最大只能取2/400'mmNfy。

因此轴心受压构件中不宜采用高强度钢筋。

第四章、简答题

1、简述钢筋混凝土适筋梁三个工作阶段得特点以及工程意义。

2、简述钢筋混凝土梁正截面得三种破坏形态及特点。

3、何为深受弯构件?

4、何为梁得配筋率界限?

5、混凝土受弯构件正截面承载力计算得基本假定就是什么?

6、计算受弯承载力时,受压区混凝土得等效应力图形就是如何简化得?

7、分析界限相对受压区高度ξb及梁得最大配筋率得关系。

8、受弯构件得最小配筋率ρmin如何确定?

1.钢筋混凝土适筋梁从开始加载到最后发生正截面受弯破坏,其整个受力过程可分为三个阶段。

其中第一阶段就是外荷载较小时梁截面受拉区混凝土未出现裂缝,即适筋梁得无裂缝工作阶段,也称弹性阶段或第Ⅰ阶段。

当梁截面受拉区边缘混凝土处于即将开裂得状态时,称为第Ⅰ阶段末,以Ⅰa表示。

Ⅰa状态得特点就是受压区混凝土应力图形接近于直线并成三角形分布,而受拉区混凝土应力图形就是曲线分布,并且受拉区边缘得拉应变已达到了混凝土弯曲受拉时得极限拉应变,截面受拉区混凝土即将出现裂缝,因此可作为受弯构件抗裂验算得依据,相应得计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用标准值。

第Ⅱ阶段就是梁截面受拉区混凝土裂缝出现与开展得阶段。

在此阶段过程中,梁就是带裂缝工作得,其主要特点就是:

在裂缝截面处,受拉区混凝土大部分已经退出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承受,并且钢筋应力小于其屈服强度;受压区混凝土已有塑性变形产生,但发展尚不充分,压应力图形为曲线;弯矩与截面曲率呈曲线关系,截面曲率与挠度得增长速度加快。

由于第Ⅱ阶段就是一般混凝土梁得正常使用工作阶段,因此可作为梁在正常使用阶段变形与裂缝开展宽度验算得依据,相应得计算荷载,截面弯矩及材料强度等均应采用标准值。

第Ⅲ阶段就是适筋梁得破坏阶段,在次阶段中,裂缝截面处得受拉钢筋已经屈服,因此其拉力

保持为常值;裂缝截面处受拉区大部分混凝土已经退出工作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满,有上升段曲线,也有下降段曲线;由于裂缝开展使截面内力臂略有增加,故截面弯矩也略有增加;弯矩-曲率为接近于水平直线得曲线。

当受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变时,受压区边缘混凝土将被压碎并向外鼓出,梁即将破坏,称为第Ⅲ阶段末,以Ⅲa表示。

Ⅲa状态就是适筋梁正截面承载能力得极限状态,因此可作为适筋梁正截面承载能力得计算依据,相应得计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用设计值。

2.根据配筋率得大小不同,钢筋混凝土梁正截面将发生三种破坏状态,即适筋破坏、超筋破坏与少筋破坏。

适筋破坏得形式及特点为:

当纵向受拉钢筋得配筋率适中时,梁在整个加载过程中经历了三个比较明显得受力阶段,达到破坏阶段时其主要特点就是纵向受拉钢筋先屈服,受压区混凝土随后才被压碎,并且在此过程中,由于纵向受拉钢筋从屈服到梁发生完全破坏之前要产生较大得塑性变形,所以梁得挠度与裂缝宽度较大,能够给人以明显得破坏预兆,说明这种破坏在其截面承载力没有明显变化得情况下具有较好得承受变形得能力,即具有较好得延性,因此属于延性（塑性）破坏类型,同时钢筋与混凝土得性能也得到了充分发挥与利用。

超筋破坏得形式及特点为:

当纵向受拉钢筋得配筋率很大时,梁在整个加载过程中仅仅经历了Ⅰ、Ⅱ两个受力阶段,当破坏时其特点主要就是受压区混凝土先压碎,并且纵向受拉钢筋在梁发生破坏时没有屈服。

这种梁得裂缝出现及开展情况与适筋梁相仿,但破坏过程不同,此时受拉钢筋应力较小,裂缝开展宽度及高度都小,梁得挠度也小。

当受压区边缘混凝土达到极限压应变后,混凝土被突然压坏而引起梁得破坏。

此过程没有明显得预兆,属于脆性破坏。

同时不能充分利用钢筋得强度,故设计中应避免使用。

少筋破坏:

当配筋率很小时,由于受拉区混凝土得开裂,在整个破坏过程中,梁仅经历了弹性阶段。

梁一旦出现裂缝,裂缝截面处钢筋应力迅速增长并可能超过屈服强度而进入强化阶段,甚至钢筋可能被拉断。

梁得破坏始于拉区混凝土出现第一条裂缝,首先出现裂缝得截面一般就就是破坏截面,裂缝宽度较大且沿梁高延伸较长。

破坏属突然性得,也属“脆性破坏”。

故设计中应避免。

其承载力大致相当于素混凝土梁。

3、一般混凝土受弯构件得跨高比≥5,但在实际工程中,经常遇到＜5得受弯构件。

此类构

件得内力及截面应力分布等与一般混凝土受弯构件相差较大,称为深受弯构件。

深受弯构件具有巨大得承载力,不仅广泛应用于建筑工程,而且也普遍应用于水工、港工、铁路、公路、市政等其她土木工程领域。

4、在受弯构件正截面设计中,从安全与经济方面考虑,都应设计成适筋梁,避免少筋与超筋出现,这可以用控制配筋率来实现。

最大配筋率就是适筋梁与超筋梁得界限,即适筋梁配筋率得上限,在钢筋应变达到屈服应变εy时受压区边缘混凝土应变也达到极限压应变εcu。

最小配筋率就是适筋梁与少筋梁得界限,即适筋梁配筋率得下限。

从截面得抗弯能力出发,配有

ρmin得混凝土梁在破坏时所能承受得弯矩等于同截面素混凝土梁所能承受得弯矩。

在适筋梁得范围内,配筋率不同得梁得延性也不同,配筋率大,延性低,配筋立率小,延性高。

5、采用适筋梁破坏阶段得Ⅲa阶段得应力图形,也就就是Ⅲa阶段末受力状态为依据,经过试验研究分析及简化,采用如下规定:

（1）平截面假定:

构件截面在弯曲变形后,截面平均应变符合平截面假定,即截面上得应变沿梁高为线形分布。

（2）不考虑拉区混凝土得抗拉能力,即认为截面受拉区得拉力全部由受拉钢筋来承担。

（3）钢筋得应力σs:

认为钢筋为理想得弹塑性材料,其σs-εs关系如下:

6、在破坏时受压区混凝土得实际应力比较复杂,进行计算简化采用如下原则:

（1）等效应力图形得面积与理论图形面积相等,即压应力合力大小不变。

（2）等效应力图形得形心与理论图形形心位置相同,即压应力合力大小不变。

根据以上假定以及试验研究与理论分析,系数α1与β1,取值如下:

混凝土强度等级不超过C50,取α1=1、0,β1=0、8;混凝土强度等级不超过C80,取α1=0、94,β1=0、74;混凝土强度等级在C50～C80之间时,按线性内插法确定。

7、

（1）界限相对受压区高ξb。

当正截面纵向受拉钢筋达到屈服得同时,受拉区边缘混凝土应变刚好达到其极限压应变σcu,此时梁得受拉区高度xb与梁有效高度h0得比值叫做梁得界限相对受压区高度。

由于

8、

为避免配筋过低出现一裂即坏得现象,工程设计中要确定梁得最小配筋率ρmin,它规定了少筋与适筋梁界限,即配筋率得下限。

理论上将对配有ρmin得钢筋混凝土,它破坏时所能承担得弯矩Mu（按Ⅲa阶段计算）等于同截面素混凝土梁所能承担得弯矩Mcr（按Ⅰa阶段计算得开裂弯矩）。

设计时,如26计算出ρmin需按ρmin来配钢筋。

同时,规范在给出最小得配筋率ρmin得规定时还考虑了温度、收缩应力影响、构造要求及以往得经验等。