钢筋混凝土结构1 20年天大离线答案.docx
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钢筋混凝土结构120年天大离线答案
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答，每人只答一组题目，多答无效，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，代表学生应作答“第一组”试题；
二、答题步骤：
1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
2.在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号；
三、提交方式：
请将作答完成后的整页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？
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。
钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定:
N≤0.9φ（fcA+f'yA's）
钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定：
N≤0.9（fcAcor+f'yA's+2αfyA'ss0）Ass0=πdcorAss1/s
相对于第一个公式，混凝土部分只考虑了核心部分面积，最后一项为考虑间接钢筋（箍筋）对核心区混凝土的约束，对柱子承载力提高的贡献值。
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？
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、请绘制有明显屈服点钢筋的应力应变曲线，并简单论述各个阶段的特征以及特征点所对应的应力名称？
答：
从拉伸应力-应变曲线中可以看出，应力值在
点以前，应力与应变按比例增加，其关系符合虎克定律，
点对应的应力称为比例极限；过
点以后，应变增长速度比应力快，到达
点后钢筋开始流塑，进入屈服阶段，
点称屈服上限点，它与加载速度、断面形式、试件表面光洁度等因素有关，故显不稳定状态。
过了
点后，应力与应变曲线出现上下波动，即应力不再增加，而应变且迅速发展，形成一个明显的屈服台阶，整个屈服台阶的下限点
所对应的应力称为“屈服强度”。
当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达
点以后，应力-应变曲线又开始上升，说明经过流幅后，其内部结构重新排列，抗拉能力有所提高，随着曲线上升到最高点
，相应的应力称为钢筋的极限强度，cd段称为钢筋的强化阶段。
过了
点以后，钢筋在薄弱处的断面将显著缩小，发生局部颈缩现象，变形迅速增加，应力随之下降，到过
点时试件被拉断
4、预应力混凝土构件对混凝土和钢筋有何要求？
答：
（一）与普通混凝土构件不同，钢筋在预应力构件中，始终处于高应力状态，故对钢筋有较高的质量要求。
有以下几方面：
（1）高强度。
为使混凝土构件在发生弹性回缩、收缩及徐变后内部仍能建立较高的预压应力，就需要较高的初始张拉力，故要求预应力筋有较高的抗拉强度。
（2）与混凝土间有足够的粘结强度。
在受力传递长度内钢筋与混凝土间的粘结力是先张法构件建立预压应力的前提，必须保证两者之间有足够的粘结强度。
（3）良好的工作性能。
如可焊性、冷镦性、热镦性等。
（4）具有一定的塑性。
这是为了避免构件发生脆性破坏，要求预应力筋在拉断时具有一定的延伸率，当构件处于低温环境或冲击荷载作用下，更应注意到钢筋的塑性和冲击韧性。
（二）预应力混凝土构件对混凝土的要求
（1）高强度。
预应力混凝土必须具有较高的抗压强度，才能建立起较高的预压应力，并可减小构件截面尺寸，减轻结构自重，节约材料。
对于先张法构件，高强混凝土具有较高的粘结强度。
（2）收缩徐变小。
这样可减小预应力损失。
（3）快硬、早强。
这样可以尽早地施加预应力，以提高台座、模具的周转率，加快施工进度，降低间接费用。
第二组：
问答题（每小题25分，共100分）
1、什么要引入附加偏心距ea？
对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分？
答：
对于偏心受压构件，《规范》引入附加偏心距ea的主要原因是：
1、由于在施工过程中，结构的几何尺寸和钢筋位置等不可避免地会与设计规定有一定的偏差，混凝土的质量不可能绝对均匀，荷载作用位置与计算位置也不可避免的有一定的偏差，这样就使得轴向荷载的实际偏心距与理论偏心距之间有一定的误差，引入附加偏心距以后，就可以考虑上述因素造成的不利影响。
2、在偏心受压构件正截面承载力的计算中，混凝土强度取值为αfc;而在轴心受压构件正截面承载力计算中，混凝土强度取值为fc。
当由偏心受压向轴心受压过渡时，计算方法不能衔接，计算结果不连续。
《规范》采取引入附加偏心距以后，就可以间接的近似实现上述衔接问题。
2、解释钢筋的冷拉、冷拔、冷拉时效？
钢筋经过冷加工后其力学性能会发生什么变化？
答：
钢材经冷加工后，在常温下存放15～20d，或加热到100～200℃，并保持2h左右，钢材屈服强度和抗拉强度进一步提高，而塑性和韧性逐渐降低，这个过程称为冷拉时效。
前者为自然时效，后者为人工时效。
钢筋冷加工以后再经过时效处理，其屈服点、抗拉强度及硬度进一步提高，塑性及韧性连续降低。
一般强度较低的钢材采用自然时效，而强度较高的钢材则采用人工时效。
用冷拉或冷拔的冷加工方法可以提高热轧钢筋的强度。
冷拉只能提高钢筋的抗拉强度,冷拔则可同时提高抗拉及抗压强度。
3、请绘制有明显屈服点钢筋的应力应变曲线，并简单论述各个阶段的特征以及特征点所对应的应力名称？
答：
从拉伸应力-应变曲线中可以看出，应力值在
点以前，应力与应变按比例增加，其关系符合虎克定律，
点对应的应力称为比例极限；过
点以后，应变增长速度比应力快，到达
点后钢筋开始流塑，进入屈服阶段，
点称屈服上限点，它与加载速度、断面形式、试件表面光洁度等因素有关，故显不稳定状态。
过了
点后，应力与应变曲线出现上下波动，即应力不再增加，而应变且迅速发展，形成一个明显的屈服台阶，整个屈服台阶的下限点
所对应的应力称为“屈服强度”。
当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达
点以后，应力-应变曲线又开始上升，说明经过流幅后，其内部结构重新排列，抗拉能力有所提高，随着曲线上升到最高点
，相应的应力称为钢筋的极限强度，cd段称为钢筋的强化阶段。
过了
点以后，钢筋在薄弱处的断面将显著缩小，发生局部颈缩现象，变形迅速增加，应力随之下降，到过
点时试件被拉断
4、预应力混凝土构件对混凝土和钢筋有何要求？
答：
（一）与普通混凝土构件不同，钢筋在预应力构件中，始终处于高应力状态，故对钢筋有较高的质量要求。
有以下几方面：
（1）高强度。
为使混凝土构件在发生弹性回缩、收缩及徐变后内部仍能建立较高的预压应力，就需要较高的初始张拉力，故要求预应力筋有较高的抗拉强度。
（2）与混凝土间有足够的粘结强度。
在受力传递长度内钢筋与混凝土间的粘结力是先张法构件建立预压应力的前提，必须保证两者之间有足够的粘结强度。
（3）良好的工作性能。
如可焊性、冷镦性、热镦性等。
（4）具有一定的塑性。
这是为了避免构件发生脆性破坏，要求预应力筋在拉断时具有一定的延伸率，当构件处于低温环境或冲击荷载作用下，更应注意到钢筋的塑性和冲击韧性。
（二）预应力混凝土构件对混凝土的要求
（1）高强度。
预应力混凝土必须具有较高的抗压强度，才能建立起较高的预压应力，并可减小构件截面尺寸，减轻结构自重，节约材料。
对于先张法构件，高强混凝土具有较高的粘结强度。
（2）收缩徐变小。
这样可减小预应力损失。
（3）快硬、早强。
这样可以尽早地施加预应力，以提高台座、模具的周转率，加快施工进度，降低间接费用。
第三组：
问答题（每小题25分，共100分）
1、先张法和后张法的不同点是什么？
答：
先张法：
1．先张拉钢筋，后浇灌混凝土构件。
2．先张法施工的3个阶段：
a、张拉钢筋；b、浇灌混凝土和养护；c、放松钢筋建立预应力。
后张法1．先浇灌混凝土构件，后张拉钢筋2．后张法施工的3个阶段：
a、构件制作和养护；b、张拉钢筋建立预应力；c、灌浆和锚头处理。
3．有粘结、无粘结4．直线预应力筋、曲线预应力筋5．纵向张拉、横向张拉
先张法与后张法只是在施工手段上有区别，而力学性质并无明显区别。
中、小型预应力构件一般采用先张法，大型预应力构件一般采用后张法。
唯一区别是先张法是将张拉后的预应力钢筋直接浇筑在混凝土内，依靠预应力钢筋与周围混凝土之间的粘结力来传递预应力。
而后张无粘结预应力混凝土的预应力钢筋完全依靠端头锚具来传递预压力。
如果忽略摩擦的影响，后张无粘结预应力混凝土中预应力钢筋的应力沿全长是相等的，在单一截面上与混凝土不存在应变协调关系，当截面混凝土开裂时对混凝土没有约束作用，裂缝疏而宽，挠度较大，需设置一定数量的非预应力钢筋以改善构件的受力性能。
是否容易产生裂缝只与预应力度有关即与预应力施加的大小有关，而与制作方法无关，但你要明白一点，一般来说，施加同样的张拉应力时，先张法要比后张法预应力损失大，因为先张法中混凝土有弹性回缩。
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？
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、受弯构件挠度计算时，影响短期刚度的因素主要表现在哪些方面？
影响混凝土收缩的因素有哪些？
如何影响？
受弯构件适筋梁的破坏特征有哪些？
答：
（1）水泥的品种：
水泥强度等级越高制成的混凝土收缩越大。
（2）水泥的用量：
水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大。
（3）骨料的性质：
骨料的弹性模量大，收缩小。
（4）养护条件：
在结硬过程中周围温、湿度越大，收缩越小。
（5）混凝土制作方法：
混凝土越密实，收缩越小。
（6）使用环境：
使用环境温度、湿度大时，收缩小。
（7）构件的体积与表面积比值：
比值大时，收缩小。
适筋梁破坏特征为受拉钢筋先达到屈服，然后受压区混凝土压碎超筋梁破坏特征为受压区混凝土压碎少筋梁破坏特征为受拉区钢筋达到屈服后，迅速发生破坏超筋梁、少筋梁属于脆性破坏，适筋梁属于延性破坏
4、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？
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端
第四组：
问答题（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？
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？
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。
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。
第五组：
问答题（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？
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。
1、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？
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？
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？
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。
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