混凝土简答题上

1、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的特点。在结构计算中，峰值应变和极限压应变各在什么时候采用? 2什么是混凝土的徐变?影响混凝土徐变的主要因素有哪些?徐变会对结构造成哪些影响? 3画出软钢和硬钢的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和各自特点。4混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求? 1图1-1是一次短期加载下混凝土的应力-应变曲线。oa段，c-c关系接近直线，主要是骨料和结晶体受里产生的弹性变形。ab段，c大约在（0.30.8）cf之间，混凝土呈现明显的塑性，应变的增长快与应力的增长。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

2、体抗压强度fc。cd段，混凝土压应力逐渐下降，当应变达cu时，应力下降趋缓，逐渐稳定。峰值应变0，是均匀受压钩件承载力计算的应变依据，一般为0.002左右。极限压应变，是混凝土非均匀受压时承载力计算的应变依据，一般取0.0033左右。2在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形岁时间的增长而徐徐增长的现象称为徐变。徐变主要与应力大小、内部组成和环境几个因素有关。所施加的应力越大，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，是构件的应力发生重分布。在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。在混凝

3、土超静定结构中，徐变会引起内力重分布3 图1-2是软钢（有明显流幅的钢筋）的应力-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是硬钢（无明显流幅的钢筋）的应力-应变曲线。钢筋应力在大约0.65倍的极限抗拉强度之前，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，没有明显的屈服点和流

4、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）要求钢筋的塑性好，使结构在破坏之前有明显的预兆。（3）要求钢筋的可焊性好，使钢筋焊接后不产生裂纹及过大变形。（4）要求钢筋与混凝土的粘接锚固性能好，使钢筋与混凝土能有效的共同工作。第二章简答题1何谓结构上的作用、作用效应及结构的抗力?2荷载和作用有什么区别? 3何谓结构的功能要求，它包括哪些内容?可靠度和可靠性的关系是什么?4我国不同类型建筑结构的设计使用年限是如何划分的?5结构的设计基准期和设计使用年限有何不同? 6规范如何划分结构的安全等级? 7何谓结构的极限状态?它包括哪两方面内容? 8结构

5、的功能函数和极限状态方程如何表达? 1.结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布，以及硬气结构外加变形或约束变形的原因。按其性质可分为直接作用或间接作用，以力的形式作用于结构上，称为直接作用，习惯上称荷载；以变形的形式出现在结构上，称为间接作用。按其随时间的变异分为永久作用，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的作用，特点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

6、）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的确定的方法。直接作用或间接作用与结构构件上，在结构构件内产生的内力或变形称为作用效应，例如梁中的弯矩，剪力，柱中的轴力，板的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的能力称为结构抗力，亦即结构承受作用效应的能力，如构件的受弯承载力，构件的刚度等。抗力与结构的形式，截面尺寸，材料等因素有关。2.通常能使结构产生效应的原因，多数可归结为直接作用在结构上的力集（包括集中力和分布力），因此习惯上都将结构上的各种

7、作用统称为荷载。但是有些情况下，比如温度变化，地基变形，地面运动等现象，这类作用不是以力集的形式出现，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，此力是结构对地震的反应，并非是力直接作用在结构上，应该叫“地震作用”。因此，通常认为作用的含义较全面，而荷载只是作用的一种形式。3.结构在规定的设计使用年限内应满足的功能要求包括安全性、实用性和耐久性，具体包括：（1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；（2）在正常使用时具有良好的工作性能；（3）在正常维护下具有足够的耐久性；（4）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。第（1）（4）两条是结构安全

8、性的要求，第（2）条是结构实用性的要求，第（3）条是结构耐久性的要求，三者可概括为结构可靠性的要求。以上安全性，实用性，耐久性总称为结构的可靠性，就是指结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。而结构的可靠度是指结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的概率。即可靠度是可靠性的概率度量。4.规定的设计使用年限见表2-2-1：类别 设计使用年限（年） 示例1 5 性结构2 25 替换的结构构件3 50 房屋和构筑物4 100 性建筑物和特别重要的建筑物5.结构的设计基准期是是进行结构设计时为确定可变荷载及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，而设计使用年限是表示按规定指标进行设计

9、的结构或构件，在正常施工、使用和维护条件下，不需进行大修即可达到预定目标的使用年限。当结构的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的后果（危及人的生命，造成经济损失，产生社会影响等）的严重程度，将结构分为三个等级。一级为重要的建筑物，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，建筑结构的安全等级宜与整个建筑物的安全等级相同，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

10、构或构件的一部分超过某有特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态是区分可靠与失效的界限。（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的最大承载功能的状态，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的变形。当出现下列状态之一时，认为超过了承载能力的极限状态：（a）整个结构或结构的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

11、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，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的某项限值。（a）影响正常使用或外观的变形；（b）影响正常使用或耐久性的局部破坏； (c) 影响正常使用的震动； (d) 影响正常使用其他特定状态，如沉降过大等。8. 设结构作用效应为S，结构抗力为R，结构和构件的工作状态可用S和R的关系描述：Z=R-S=g(R,S) Z定义为结构的功能函数，当Z>0，即R&g

12、t;S时，结构处于可靠状态；Z<0，即R<S时，结构处于失效状态；Z=0，即R=S时，结构处于极限状态。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-影响结构功能的各种因素，如材料强度、几何参数、荷载等。由于R、S均为非确定性的随机变量，因此Z=R-S也是非确定性的随机变量。第3章 简答题1试述钢筋混凝土轴心受压柱的受力破坏过程。2简述钢筋混凝土轴心受拉构件的受力破坏阶段和特点。3. 在配置普通箍筋和配置螺旋或焊接环式箍筋的轴心受压柱中，纵筋和箍筋的主要作用有哪些? 4. 轴心受压构件的稳定系数的表格中l0/

13、b与l0/d及l0/i的换算关系如何? 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，当承受的轴向压力较小时，钢筋和混凝土处于弹性阶段，它们应力与荷载的增加成正比。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。当纵筋的抗压强度较高时，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的情况。对于长细比较大的柱子，各种因素形成的初始偏心矩是构件产生侧向弯曲并由此产生附加弯矩，因而降低了构件的受压承载力。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

14、从开始加载到破坏，经历三个阶段。第阶段（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。随着荷载的增加，混凝土很快达到极限压应变，即将开裂。第阶段（裂缝出现钢筋屈服）裂缝出现后，裂缝截面处的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，都会导致裂缝截面的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的混凝土轴心受压构件中，主要利用混凝土承受轴心压力，配置的纵筋主要是为了改善构件的延性，减小混凝土的徐变变形，承受压力以减小构件截面尺寸，并且负担可能出现的拉力。普通

15、箍筋柱中配置的箍筋可固定纵筋的位置，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的约束作用，可改善轴心受压构件的脆性性质。螺旋箍筋柱中配置的密排螺旋筋和焊接环式箍筋，可以有效约束核心混凝土的横向变形，使混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的抗压强度和构件的延性。4. 矩形截面根据l0/b查取值，而圆形截面根据l0/b查取值，对于任意截面则用l0/i查取，但同一个可对应上述三种比值，他们的计算关系如下：对于矩形与圆形截面，根据二者面积不变，惯性矩不变的原则求得矩形短边与圆形截面直径之间的关系，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的压应变值比混凝土棱柱

16、体的极限压应变略高，其主要原因是纵筋起到调整混凝土应力的作用，改善了受压破坏的脆性性质。计算时，取混凝土的极限压应变约为0.002，这时混达到棱柱体抗压强度cf，相应的纵筋最大应力约为对于HPB235,HRB335,HRB400和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400420N/mm2的钢筋，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的特点以及工程意义。2. 简述钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形态及特点。3. 何为深受弯构件?4. 何为梁的配筋率界

17、限?5. 混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么?6. 计算受弯承载力时，受压区混凝土的等效应力图形是如何简化的? 7. 分析界限相对受压区高度b及梁的最大配筋率的关系。8. 受弯构件的最小配筋率min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，即适筋梁的无裂缝工作阶段，也称弹性阶段或第阶段。当梁截面受拉区边缘混凝土处于即将开裂的状态时，称为第阶段末，以a表示。a状态的特点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是曲线分布，并且受拉区边缘的拉应变已

18、达到了混凝土弯曲受拉时的极限拉应变，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的依据，相应的计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用标准值。第阶段是梁截面受拉区混凝土裂缝出现和开展的阶段。在此阶段过程中，梁是带裂缝工作的，其主要特点是：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，截面曲率和挠度的增长速度加快。由于第阶段是一般混凝土梁的正常使用工作阶段，因此可作为梁在正常使用阶段变形和裂缝开展宽度验算的依据，相应的计算荷载，截面弯矩及材料

19、强度等均应采用标准值。第阶段是适筋梁的破坏阶段，在次阶段中，裂缝截面处的受拉钢筋已经屈服，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的曲线。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，称为第阶段末，以a表示。a状态是适筋梁正截面承载能力的极限状态，因此可作为适筋梁正截面承载能力的计算依据，相应的计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用设计值。2. 根据配筋率的大小不同，钢筋混凝土梁

20、正截面将发生三种破坏状态，即适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏。适筋破坏的形式及特点为：当纵向受拉钢筋的配筋率适中时，梁在整个加载过程中经历了三个比较明显的受力阶段，达到破坏阶段时其主要特点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的塑性变形，所以梁的挠度和裂缝宽度较大，能够给人以明显的破坏预兆，说明这种破坏在其截面承载力没有明显变化的情况下具有较好的承受变形的能力，即具有较好的延性，因此属于延性（塑性）破坏类型，同时钢筋和混凝土的性能也得到了充分发挥和利用。超筋破坏的形式及特点为：当纵向受拉钢筋的配筋率很大时，梁在整个加载过

21、程中仅仅经历了、两个受力阶段，当破坏时其特点主要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。这种梁的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，梁的挠度也小。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的破坏。此过程没有明显的预兆，属于脆性破坏。同时不能充分利用钢筋的强度，故设计中应避免使用。少筋破坏：当配筋率很小时，由于受拉区混凝土的开裂，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。梁的破坏始于拉区混凝土出现第一条裂缝，

22、首先出现裂缝的截面一般就是破坏截面，裂缝宽度较大且沿梁高延伸较长。破坏属突然性的，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的跨高比5，但在实际工程中，经常遇到5的受弯构件。此类构件的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的承载力，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、市政等其他土木工程领域。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，避免少筋和超筋出现，这可以用控制配筋率来实现。最大配筋率是适筋梁和超筋梁的界限，即适筋梁配筋率的上限，在钢筋应变达到屈服应变y时受压区边缘混凝土应变也达到极限压应变cu。最小配筋率是适筋梁和少筋梁的界限，即适筋梁配筋率的下限。从截面的抗弯能力出发，配有min的混凝土梁在破坏时所能承受的弯矩等于同截面素混凝土梁