《混凝土》课程考试终极版

1、18、比较钢、钢筋混凝土和砌体受压构件设计计算中，二阶弯矩的计算方法。答：在我国混凝土结构设计规范GB50010-2010中：对混凝土轴心受压的稳定问题通过考虑长细比（）来考虑构件的稳定问题。实验结果表明，长柱的承载力低于同条件短柱的承载力，故引入稳定系数来考虑长柱纵向挠度的不利影响。为轴心受压长柱承载力与轴心受压短柱承载力的比值，值小于1.0且随长细比的增大而减小。对混凝土偏心受压的稳定问题通过考虑二阶效应（P效应）来考虑构件的稳定问题。在无侧移框架中，轴向力在产生挠曲变形的柱段中引起附加内力为P效应。偏心受压构件的P效应的主要影响因素为构件的长细比，两端弯矩的大小和方向，以及构件的轴压比。

2、偏压是加强外力作用来考虑稳定问题。在我国砌体结构设计规范GB50003-2011中：对砌体轴心受压长柱的稳定问题通过考虑高厚比（）来考虑构件的稳定问题。,并引入稳定系数0（）。对砌体偏心受压长柱的稳定问题通过考虑偏心距与高厚比的综合影响，引入影响系数（）。在我国钢结构设计规范GB50017-2003中：对钢结构受压构件通过验算构件的稳定性来处理其稳定问题。钢结构轴心受压构件需要验算其整体稳定及局部稳定（板件宽（高）厚比的验算）；钢结构压弯构件需要验算其弯矩作用平面内的整体稳定、弯矩作用平面外的整体稳定及局部稳定（板件宽（高）厚比的验算）。21、 有腹筋钢筋混凝土简支梁的抗剪设计，要不要考虑尺寸

3、效应？答：这个问题存在分歧，基于Bazant认为有腹筋梁受剪仍然存在尺寸效应，其一是已有的数据统计支撑，其二是非线性有限元分析。但Lubell等人的实验表明，配置很少的箍筋就可明显改善梁的性能。不配箍筋时，梁的受剪承载力只有ACI规范计算结果的47%，配置了最小用量的腹筋后，梁的承载力增加了三倍，似乎尺寸效应不存在。试卷三1、推导钢筋混凝土矩形截面受压区混凝土等效矩形应力图参数，并用简图给出推导结果。已经式中，c表示混凝土的压应力；c表示混凝土的压应变，o表示混凝土受压达到最大应力时对应的压应变，取为0.002；cu为混凝土的极限压应变，取为0.0033。假设变形前的截面平面在变形后为仍保持为

4、平面。答：3、 某框架挑梁根部裂缝，宽度达到0.3mm。适筋截面，C30混凝土，受拉钢筋面积As，构造钢筋（可作为受压钢筋）面积A´s，截面高度h，截面有效高度ho，截面宽度b，集中荷载作用点到支座边的距离为l。因建筑功能改变（封闭阳台），悬挑端荷载增加，试列出该挑梁三种加固方案的计算公式，并评价每种方案的优缺点。试卷51 混凝土单轴受压的应力-应变曲线出现下降段可以从混凝土受压棱柱体的破坏形态来看，在混凝土的压应力达到峰值点的过程中，混凝土内部的微裂缝逐渐扩展延伸，假设压应力达到峰值点时，纵向裂缝将混凝土棱柱体分割成若干个微小的柱体，由于材料的不均匀特性，继续增加荷载时，这些微小的

5、柱体相继失稳破坏，导致混凝土棱柱体试件的承载能力逐渐下降，由此形成应力-应变曲线的下降段。混凝土单轴受压的应力-应变曲线下降段的物理意义在于受压混凝土达到峰值应力时没有完全破坏，下降段上的残余承载力还有一定的利用价值，仍然具有消耗能量的能力。故结构设计中利用了该曲线的下降段。2 徐变：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而不断增大的的现象。 混凝土内部的水泥凝胶体在外荷载作用下产生粘性流动，把压力传递给集料，使集料的变形逐渐增大，而导致混凝土的变形。 混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下逐渐放大，形成宏裂缝。而导致混凝土变形，长期作用应力的大小。 受荷时混凝土的龄期影响。受荷时混凝土龄期越短，混

6、凝土中尚未完全结硬的水泥胶体越多导致徐变越大。 收缩：混凝土在空气中结硬时，体积会缩小。 收缩比膨胀要大得多，所以一般只考虑收缩。 产生收缩的原因有干缩和湿缩。干缩就是水泥凝胶体本身体积减小，湿缩就是混凝土失水。 影响收缩主要因素是混凝土内部组成和外部环境。 徐变和结构使用阶段的外部荷载作用情况密切相关。外荷载产生的应力的大小将直接影响徐变的大小。外荷载对徐变影响占主导作用，因此可近似理解为没有外荷载即不考虑徐变影响。 收缩可认为是混凝土即使是不受外荷载作用下，也能对结构产生很大影响的不利因子。结构即使不受力它也会发生干缩或者湿缩。 收缩是在砼凝固阶段的化学反应导致的，是短期的，在砼强度达到之

7、后就很小了。 徐变是砼在长期荷载作用下的变形，是长期效应，其数量级也较收缩小很多3 弯曲破坏形态一般根据配筋不同分为少筋破坏，适筋破坏，超筋破坏。 1、少筋破坏：当受拉区出现第一条裂缝后，裂缝便急速开展，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，构件立即破坏，而这时受压区混凝土尚末被压碎。属脆性破坏。 2、适筋破坏：构件的破坏首先是由于受拉区纵向受力钢筋屈服，然后受压区混凝土被压碎，钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。这种破坏在构件破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆，破坏不是突然发生的，呈塑性性质。 3、超筋破坏：在受拉钢筋屈服之前，受压区的混凝土已经

8、被压碎，破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏。由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有预兆，属脆性破坏。 剪切破坏形态一般根据剪跨比不同分为斜拉破坏，剪压破坏，斜压破坏。 1、斜拉破坏：当剪跨比>3时，发生斜拉破坏。其破坏特征是：斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处，使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏，破坏面整齐、无压碎痕迹。斜拉破坏时由于拉应变达到混凝土极限拉应变而产生的，破坏很突然，属于脆性破坏。 2、剪压破坏：当剪跨比13时，发生剪压破坏。其破坏特征是；弯剪斜裂缝出现后，荷载仍可以有较大的增长。随

9、荷载的增大，陆续出现其它弯剪斜裂缝，其中将形成一条主要的些裂缝，称为临界斜裂缝。随着荷载的继续增加，临界斜裂缝上端剩余截面逐渐缩小，最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近，混凝土被压碎而造成破坏。剪压破坏主要是由于剩余截面上的混凝土在剪应力、水平压应力以及集中荷载作用点处竖向局部压应力的共同作用而产生，虽然破坏时没有像斜拉破坏时那样突然，但也属于脆性破坏类型。 3、斜压破坏：当剪跨比很小（一般1）时，发生斜压破坏。其破坏特征是：在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大致平行的腹剪斜裂缝，随荷载增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干斜向受压的“短柱体”，最后它们沿斜向受压破坏，破坏时斜裂缝多而密。斜

10、压破坏也很突然，属于脆性破坏类型，其承载力要比剪压破坏高。4 答：会。此时加上静水压力，混凝土圆柱体即从单轴受压变为三轴受压。单轴受压至混凝土内裂缝形成破坏面，混凝土分成若干个小柱体，但混凝土的强度并未完全丧失。沿破坏面上的剪切滑移和裂缝的不断延伸扩大，使应变急剧增大，承载能力下降，试件表面出现不连续的纵向裂缝，应力-应变曲线出现下降段。至曲线中的曲率最大点（收敛点）时，主裂缝已很宽，结构内聚力已几乎耗尽，对于无侧向约束的 混凝土已失去结构的意义。而对于三轴受压的混凝土，则因为有侧向约束的作用还能继续承受荷载，直至混凝土彻底被压碎而丧失承载力。5 答：试件在试验机上受压，纵向压缩，横向膨胀。如

11、当端部承压接触面上不涂润滑剂时，混凝土的横向变形受到摩擦力的约束，形成“箍套”作用。此时试件与垫板接触面局部混凝土处于三向受压应力状态，抗压强度有较大提高。而在试件承压面上涂一些润滑剂时，试件更接近于单轴受压状态。所以端部条件对试件的抗压强度有影响。8 答：箍筋在受拉时其强度等级可以不受限制，而在抗剪抗扭时其强度等级要限制。如，轴心受压柱需要配置螺旋箍筋以对混凝土有较强的环向约束，因而能够提高构件的承载力和延性，此时箍筋受拉，强度等级不受限制。而如一般梁中箍筋是抗剪作用，梁中箍筋一般达不到其设计值，因为若要达到设计值时，箍筋因为变形较大而与混凝土之间产生大的裂缝而早已丧失抗剪作用。抗扭箍筋同理

12、，所以箍筋受剪受扭时强度等级被限制。9 答：穿过斜裂缝的纵向钢筋在斜裂缝相交处的销栓力，可提高梁的受剪承载力。10 答：根据变角空间桁架模型，设想将截面中间部分挖去，即忽略该部分截面的抗扭影响，则截面可用空心杆件替代。空间杆件每个面上的受力情况相当于一个平面桁架，纵筋为桁架的弦杆，箍筋相当于桁架的竖杆，裂缝间混凝土相当于桁架的斜腹杆，斜裂缝与杆件轴线的夹角会随纵筋与箍筋的强度比值而变化。即混凝土的抗扭承载力和箍筋与纵筋的抗扭承载力并非彼此完全独立的变量，而是相互关联的。11 答：裂缝间距主要取决于有效配筋率，钢筋直径，表面形状，混凝土保护层厚度。此外还与构件受力特征，钢筋截面面积，混凝土强度等

13、级等有关。12 答：混凝土结构设计规范中涉及混凝土尺寸效应的有：斜截面承载力计算，受冲切承载力计算。均用截面高度影响系数来考虑尺寸效应。13 答：是。因为注意到平衡方程中，假设受拉钢筋达到屈服，受拉混凝土不承担拉应力，这表明平衡方程实际上建立在裂缝截面上，裂缝截面的应变分布和变形特征显然不符合平截面假定。又因为在受弯构件的承载力计算中，平截面假定的作用只是确定受压区混凝土高度的，而所用的等效受压区高度则不需要平截面假定而得到。14 答：混凝土结构在特殊情况下，例如在地震作用下，允许连梁、框架梁出现塑性铰，以吸收地震能量（或叫消耗地震能量）。当框架梁出现塑性铰时，梁原来超静定的次数减少，其支承型

14、式改变，各截面弯矩（内力）必然随之变化，至到新的平衡状态，这就叫内力重新分布。塑性铰出现的个数超过原来超静定的次数，超过极限，结构将变为非静定的可变机构，结构就会丧失稳定。这就叫塑性极限分析。试卷61、混凝土试件破坏的照片如下图所示，请根据破坏形态推断试件破坏时的应力条件。答：由试件的破坏形态可判断该试件发生的是斜剪破坏。试件破坏时的应力条件为:在静水压力较高的三轴受压状态下，三个主应力各不相同，在2/3和1/3大约为0.2到2=3和1/3大约为0.2的区域，且混凝土的三轴抗压强度达到其单轴强度的46倍。2、我国（建工）混凝土结构设计规范的正截面承载力计算公式中，混凝土的应力-应变曲线采用了抛

15、物线的上升段加水平延长段的形式，而早期的Hognestad曲线为抛物线的上升段加直线下降段的形式。采用两种不同的混凝土受压应力-应变曲线，等效矩形应力图参数会有哪些不同？采用Hognestad曲线会更安全吗？（提示：描述等效矩形应力有两个参数，即等效矩形应力与应力-应变曲线上峰值应力的比值和等效矩形应力图的高度与实际受压区高度的比值）答:当在同样的应变参数下，采用两种不同的混凝土应力-应变曲线，通过比较等效矩形应力图参数我们可以发现：（1）对于（等效矩形应力与应力-应变曲线上峰值应力的比值），在等效矩形应力图中，采用抛物线上升段加水平延长段形式要比采用抛物线上升段加直线下降段形式的大，即采用前

16、者曲线的等效矩形应力要大于采用后者曲线的等效矩形应力；（2）对于（等效矩形应力图的高度与实际受压区高度的比值），在等效矩形应力图中，采用抛物线上升段加水平延长段形式要比采用抛物线上升段加直线下降段形式的小，即采用前者曲线的受压区高度要大于采用后者曲线的受压区高度。采用Hognestad曲线不会更安全，因为混凝土受压应力-应变曲线的选取只具有概念意义，取不同的应力-应变曲线，计算得到不同的和，但最后都可以近似为=1和=0.8或其他数值，不同形式的曲线导致的差别并不大。3、本题已有其他人完成4、在我国混凝土工程实践中，箍筋强度不高于纵筋强度。据资料介绍，日本研究并推广抗拉强度超过1000MPa的钢

17、筋作为箍筋（型号为USD1275），请评估这类高强箍筋在钢筋混凝土构件中的应用的效益和条件。答：高强箍筋在钢筋混凝土构件中应用的效益有：（1）高强箍筋可以减少钢筋用量，避免钢筋拥挤，便于工程施工和质量保证；（2）高强箍筋约束高强混凝土柱可以改善其脆性，提高其延性，从而可以打破禁止高轴压比高强混凝土柱在震区中应用的限制；（3）高强度箍筋与高强度混凝土结合可以用于建造跨度更大、高度更高的钢筋混凝土结构，从而推广高强混凝土在土木工程领域中的应用；（4）使用高强箍筋可以节约资源，综合减排，保护环境。高强箍筋在钢筋混凝土构件中应用的条件有：（1）必须系统地对该类高强箍筋在钢筋混凝土构件中性能发挥给出定量

18、指标，建立高强箍筋与普通箍筋的等效关系；（2）明确高强箍筋在钢筋混凝土构件中的作用机理；（3）制定相应对的规范标准；（4）生产相应的高强箍筋加工机械。5、按照我国结构设计规范，混凝土结构的设计可以采用弹线性方法，考虑塑性内力重分布的方法，塑性极限方法等。以房屋建筑中的钢筋混凝土多跨连续梁为例回答下面两个问题：（1）在这三种方法中，是否存在结构内力分析和截面配筋设计之间的矛盾？如果存在矛盾，这种矛盾是否导致结构设计不安全？（2）说明采用哪种方法的用钢量最低。答：（1）考虑塑性内力重分布的方法在结构内力分析和截面配筋设计之间存在矛盾，这种矛盾不会导致结构设计的不安全，因为塑性内力重分布目前只用于构

19、件计算，例如梁和板；在结构整体计算中均采用弹性理论计算，比如在框架柱中不采用塑性设计，因为抗震中考虑塑性铰出现在梁上，形成强柱弱梁。（2）采用塑性极限方法的用钢量最低。因为在相同荷载作用下，采用塑性极限方法设计，连续梁中钢筋应力最大，所以钢筋用量则最小。试卷6思考题16-21:16答：强屈比是指钢筋的抗震性能，是由钢筋的抗拉强度实测值/屈服强度实测值得来的，反映了钢材的强度储备，其结果不能小于1.25。按塑性设计时，钢材的力学性能应满足强屈比fu/fy1.2。对于有延性要求的结构构件，钢筋强屈比也不应过大，否则会造成预期屈服构件出现承载力超强而不能实现预期的延性屈服机制。主要是为了保证纵向钢筋

20、具有一定的延性，当构件某个部位出现塑性铰后，塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力。17答：差别：1、受力特点：偏心受压构件收到轴力和弯矩的共同作用，两者相互影响。而受弯构件只受弯矩作用。2、破坏形态：偏心受弯构件根据偏心距的大小和纵向钢筋配筋情况的不同，分为受拉破坏大偏压、受压破坏小偏压。而受弯构件根据配筋率、钢筋强度等级、混凝土强度等级分为适筋梁破坏、超筋梁破坏、少筋梁破坏。可以按适筋梁破坏理解大偏压，因为大偏压破坏的破坏特征是受拉钢筋首先达到屈服，然后受压钢筋也能达到屈服，最后由于受压区混凝土压碎而导致构件破坏，这种破坏形态在破坏前有明显的预兆，属于塑性破坏。与适筋梁的破坏过程相似。可以按超

21、筋梁破坏理解小偏压，因为小偏压破坏是由受压区混凝土的压碎所引起的。构件在破坏之前变形不会急剧增长，但受压区垂直裂缝不断发展，破坏时没有明显预兆，属脆性破坏，也称受压破坏，而超筋梁破坏也是由于受压区混凝土压碎，破坏时无明显征兆，属于脆性破坏。18答：在“强梁弱柱”的设计概念下，在地震作用下，竖向构件框架柱先屈服，而水平构件框架梁仍然保持弹性，在框架柱端出现塑性铰后，使得框架柱的抗剪能力减弱，易发生剪切破坏。因此在抗震设计中应避免形成“强梁弱柱”。在“强剪弱弯”的设计概念下，在地震作用下，框架梁首先屈服，塑性铰大部分出现在梁端，只有少部分区现在首层柱脚处，破坏以受弯破坏为先，不会发生剪切破坏，因此

22、在倒塌前框架结构具有足够的延性不会产生瞬时倒塌，抗震性能好。19答：我国GB500102010混凝土结构设计规范在斜截面受剪承载力计算中考虑荷载作用不同，分别按集中荷载作用和均布荷载作用计算剪力，但计算模型仅考虑了剪跨比、混凝土强度和配箍率的影响，并认为纵筋配筋率不参与抗剪。美国ACI31808规范和欧洲EN1992112004规范并未区分集中荷载作用和均布荷载作用的不同，采用统一的计算公式，并在计算时考虑了纵向钢筋的影响。GB10新规范中的构件抗剪承载力计算公式仍以试验数据为保证，破坏机理尚不明确、抗剪理论尚不成熟。且我国规范公式计算结果偏于保守，且构件设计的可靠度尚不明确。因此可以适当考虑

23、纵向钢筋的影响，不断完善抗剪公式。21答：对于如图的无腹筋梁，在荷载作用下，属于斜拉破坏。梁的剪跨段产生由梁底竖向裂缝沿主压应力轨迹线向上延伸发展而成的斜裂缝。其中临界裂缝很快形成，并且迅速延伸至荷载垫板边缘而使梁体混凝土裂通，故裂缝延伸至支座。存在腹筋，箍筋数量适当时，箍筋尚未屈服时箍筋不仅能直接承受相当部分的剪力，而且能有效地抑制斜裂缝的开展和延伸，当箍筋屈服后，变形迅速变大，斜裂缝上端混凝土在剪、压复合应力作用下达到极限强度。发生剪压破坏，故破坏发生在跨中区域。试卷9:1、答：公路规范中JTG D622004中规定：考虑到了剪跨比、混凝土强度、配箍率、纵向受拉钢筋配筋率等影响。建工201

24、0规范中：考虑到了剪跨比、混凝土强度、配箍率等影响，无纵向受拉钢筋配筋率。同时对集中荷载作用和均布荷载作用也做了区分。2、答：不可以，因为在纤维模型中，假定受压区混凝土具有“纤维”特性，即受压区任意位置的应力只与该“纤维”位置应变有关，与相邻的“纤维”无关。而在深受弯构件中，由于剪切变形不可忽略，受压区的应力由于剪切变形，相互影响。因此不能。3、T形截面翼缘内的压应力分布不均匀，距离腹板较远处，压应力小，这种现象成为剪力滞后，对于钢筋混凝土受弯构件的承载能力计算，大多采用翼缘有效宽度考虑剪力滞后的影响。即假设受压区压应力分布均匀，为一矩形，其等效的宽度为翼缘板有效宽度。4、在偏心受压构件临近破

25、坏时，靠近中性轴的混凝土应变速率低于靠近截面受压边缘的混凝土应变速率，分别选用不同的应力-应变曲线，得到受压区的应力分布，但是这样得到的应力分布及其对承载力的影响均不能直接验证。因此大多仍简单采用单轴受压的混凝土应力-应变曲线。5、钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数主要来考虑长细比对构件承载力的影响。而钢结构轴心受压构件的稳定系数不仅考虑的长细比的影响，同时还考虑了不同截面形式。而且还应该考虑构件的局部失稳。6、7、8、延性设计，即使结构在构件屈服之后仍具有足够的变形能力,依靠结构的弹塑性变形来消耗地震能量,保证屈服部分发生延性破坏,避免结构发生脆性破坏和整个结构的倒塌。这种设防思想在新的建筑抗

26、震设计规范中具体化为“小震”（在房屋服役期内最可能遭遇的强烈地震或常遇地震）不坏，“中震”（基本烈度地震）可修和“大震”（罕遇地震）不倒。世界上其他多地震国家的抗震设计规范，也都采用了类似的设计思想。在钢筋混凝土框架延性设计中，一般要满足以下条件：1、要保证梁、柱构件具有足够延性。2、塑性铰应出现在梁端，保证强柱弱梁3、保证节点区在地震作用下不出现脆性剪切破坏即强剪弱弯。PPT第一章1.对分析总则中“不同程度符合变形协调条件”和“合理的材料本构关系”作出说明对于“不同程度符合变形协调条件”，是因为实际材料和边界条件不可能完全符合理想的变形协调条件。例如对于材料而言，我们结构分析时常常假设构件的

27、截面为平截面，而实际上截面有可能产生翘曲或者开裂，此时就不在符合平截面假定。对于边界而言，绝对的固结和简支结构不存在。虽然实际情况如此，但只要我们在、设计中的内力分析时，对结构的构件连接处给予恰当的假定和简化，以达到简化计算过程的目的，同时又保留比较高的合理性与精确性。对于采用“合理的材料本构关系”，是因为实际中的材料的应力应变关系比较复杂，而我们在理论描述中,材料的本构关系是用应力应变时间关系来描述的。相应地，材料的力学本构关系分为与时间无关的和与时间有关的两类。前者又可分为弹性（包括线性、非线性）和塑性两种；后者又可分为无屈服的粘弹性（包括线性、非线性）和有屈服的粘塑性两种。因此我们在结构

28、分析时，要注意选用比较符合实际而且又能够通过实验测得的应力-应变模型。2.线弹性分析方法和弹性分析方法各有什么不同的含义？弹塑性分析方法和非线性分析方法各有什么不同的含义？弹性和线性是两个概念，线弹性就是既考虑弹性，同时认为变形和受力的关系是线性的。而弹性分析时，受力和变形的关系可以是线性的也可以是非线性的。即弹性包括线性弹性和非线性弹性，其涵盖内容更大。弹塑性分析指的是弹性与塑性先后结合出现，考虑结构进入塑性状态及材料发挥塑性变形能力的过程。静力弹塑性分析方法是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法，其理论核心是“目标位移法”和“承载力谱法”。非线性根据形成原因的不同，分为3大类： 材料

29、非线性，几何非线性，状态非线性。3.什么情况下，结构分析是不可考虑弹塑性因素，只能采用弹性分析方法？对于直接承受动力荷载的构件，要求不出现裂缝的结构或处于三 a 、三b类环境情况下的结构，不应采用考虑塑性内力重分布的分析方法。4.现浇整体式钢筋混凝土框架和梁板结构设计分别采用了哪几种分析方法？现浇整体式框架结构分析内力时采用弹性分析方法，其抗震设计中采用弹塑性分析方法；梁板结构中，单向板既都可采用弹性分析方法也可用塑性内力重分布的方法；双向板可采用弹性分析方法也可以采用塑性极限平衡方法进行分析；梁结构采用弹性分析方法。5.什么叫性能设计？基于性能抗震设计的基本思想是使被设计的建筑物在使用期间满

30、足各种预定功能或性能目标要求。这种方法主要是将结构的性能目标转化为破损指标和位移需求。基于性能的抗震设计把结构的性能目标作为结构抗震设计的目标，针对结构在不同水准地震作用下所要求的性能目标进行设计。结构的承载力、刚度、累积滞回耗能、变形、损伤都可以作为性能指标，性能指标的选择要根据结构不同的设防水准确定。PPT第二章1.应力应变曲线是否反映了混凝土结构用钢筋的所有性能？应力应变曲线并没有反映了混凝土结构用钢筋的所有性能。混凝土结构用钢筋的性能包括有两部分组成1).钢筋的受力性能：受力性能可以从钢筋的应力应变曲线得到，其包括钢筋的受拉强度，钢筋的受压强度以及计算结构裂缝及挠度所需要的刚度。2).

31、钢筋的加工性能：加工性能包括钢筋的可焊性以及冷弯型。2.高强钢丝达到条件屈服力时对应的应变是多少？高强钢丝无明显的屈服点和屈服平台，故取对应于残余应变为0.2%的应力0.2为条件屈服点，因此高强钢丝达到条件屈服力时对应的应变为。3.HRB335级钢筋，fy=340N/mm2，b=520N/mm2，为什么工程应用中只用到340N/mm2这个指标，为什么不用520N/mm2作为标准值？或按高强钢丝，取0.8b=416N/mm2为标准值？fy=340N/mm2为HRB335级钢筋的屈服强度，b=520N/mm2作为钢筋的极限强度，当钢筋应力超过屈服点后将产生过大的应变，工程应用中，在钢筋混凝土构件中

32、，由于受到混凝土极限压应变的制约，截面达到破坏是，钢筋不大可能进入这样大的应变状态。同时，若采用的强度高于屈服强度，如取0.8b=416N/mm2，钢筋混凝土构件的正常使用极限状态将出现在屈服平台之后，构件已经产生较大的变形，此时构件没有足够的安全储备。为了使构件有足够的安全储备，钢筋的”屈服应力/极限抗拉强度”值不宜过大，这样使得构件的某个（或某些）截面已经破坏时，钢筋仍不致被拉断而造成整个结构倒塌。4. 热轧钢筋应力应变曲线的下降段与混凝土单轴受压的应力应变曲线下降段物理意义有何不同？如下图所示，热轧钢筋应力应变曲线的下降段在b值(图示C点)之后，试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈，应力

33、下降，最后应力达到k(图示D点)时试样断裂。k为材料的条件断裂强度，它表示材料对塑性的极限抗力。热轧钢筋应力应变曲线混凝土单轴受压应力应变曲线如上图所示，混凝土单轴受压应力达到fck(图示C点)后，混凝土内裂缝形成了破坏面，将混凝土分成若干个小柱体，但混凝土的强度并未完全丧失。沿破坏面上的剪切滑移和裂缝的不断扩大，使得应变急剧增大，承载能力下降，试件表面出现不连续的纵向裂缝，应力应变曲线出现下降段。最后，骨料和水泥石的粘结基本丧失，滑移面上的摩擦咬合力耗尽，试件压碎破坏。结构设计过程中，钢筋不用k，即极限抗拉强度点之后的性能；但是混凝土超过fck点之后，其强度仍然存在，仍然有承担荷载，耗散能量

34、的能力，因此进行结构设计时，仍需要用到混凝土fck点之后的性能。5.最大力下的伸长率和冷弯性能，是两个不同的钢筋性能指标，两者相同之处和不同之处是什么？钢筋伸长率：伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指标，伸长率越大，塑性越好。钢筋冷弯性能：冷弯性能是检验钢筋塑性的另一项指标。伸长率一般不能反映钢材脆化的倾向。为了使钢筋在弯折加工时不致断裂和在使用过程中不致断裂，应进行冷弯试验，并保证满足规定的指标。冷弯试验的合格标准为在规定的D和下冷弯后的钢筋无裂纹、鳞落或者断裂现象。钢筋的伸长率和冷弯性能都是检验钢筋塑性性能的指标。伸长率反映了钢筋的塑性性能，伸长率大的钢筋塑性性能好，反之，则差。冷弯性能除了反

35、映了钢筋的塑性性能，还反映了钢材的内在质量。6.钢筋的弹性模量在什么范围变化？混凝土结构设计规范GB 50010-2010第4.2.5条关于各种钢筋弹性模量值截图如下：7.从实验结果来看，包辛格效应更接近中心强化，为什么说冷拉钢筋抗压强度不提高？包辛格效应：当将钢筋先拉伸到塑性变形阶段后卸载至零，再反向加载，即进行压缩变形时，钢筋的压缩屈服极限(s)比原始态（即未经预先拉伸塑性变形而直接进行压缩）的屈服极限(s)明显要低（指绝对值）。若先进行压缩使钢筋发生塑性变形，卸载至零后再拉伸时，钢筋的拉伸屈服极限同样是降低的。冷拉是在常温条件下，以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生

36、塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材为目的。冷拉只是单纯的对钢筋施加拉力，没有压力的存在，所以不能提高钢筋的抗压强度。从包兴格效应看，虽然钢筋经过冷拉，钢筋的在抗压极限强度在提高，但钢筋的抗压屈服强度却在下降。而钢筋在受压时，本身就容易产生失稳问题，加之由于冷拉效应提高的强度不稳定，不能将极限强度作为钢筋的抗压强度，因此钢筋的抗拉强度并未提高，反而下降。8.受压混凝土应力应变曲线的下降段有何工程意义？应力应变曲线出现下降段，混凝土内裂缝形成了破坏面，将混凝土分成若干个小柱体，但混凝土的强度并未完全丧失。沿破坏面上的剪切滑移和裂缝的不断扩大，使得应变急剧增大，承载能力下降，试件表面出现不连

37、续的纵向裂缝。裂缝的增大以及变形的加剧，这是破坏的前兆。同时受压混凝土越过峰值点，在进入下降段后仍有吸收耗散能量的能力，使得人们在结构破坏之前能有时间逃离，或能及时采取加固措施以保障结构的安全性。9.强度等级为C30的混凝土，其轴心抗压强度设计值为14.3N/mm2，这个值从何而来？混凝土强度等级为C30，表示混凝土立方体抗压强度的标准值为30N/mm2，即fcu,k=30N/mm2，而混凝土轴心抗压强度标准值与混凝土立方体抗压强度标准值之间的换算如下：其中：c1棱柱体强度与立方体强度的比值，当混凝土的强度等级不大于C50时，c1=0.76。c2混凝土的脆性系数，当混凝土的强度等级不大于C40

38、时，c2=1.0。0.88考虑结构中的混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异等因素的修正系数。对于强度等级为C30的混凝土：c1=0.76，c2=1.0，故混凝土轴心抗压强度标准值为：为了充分考虑材料的离散性和施工中不可避免的偏差带来的不利影响，再将材料强度标准值除以一个大于1的系数，即得材料的强度设计值，相应的系数称为材料分项系数，混凝土的材料分项系数为1.4，故混凝土轴心抗压强度设计值为：9.设计规范中，规定了素混凝土，钢筋混凝土和预应力混凝土结构的最低混凝土强度等级，为什么要做出这样的规定？最低混凝土强度等级的规定是为了同时满足混凝土耐久性以及承载能力的极限要求。10.解释混凝土单轴受压破

39、坏的微柱模型和劈裂模型。微柱模型受压混凝土被竖向裂缝分离为柱体，微小柱体的失稳、压溃导致混凝土破坏。劈裂模型微小柱体压缩变形不同，粗骨料表面形成斜向剪切滑动面，滑动面上的剪应力控制破坏。劈裂破坏模型为非宏观应力状态。第3章 PPT1.导出预应力混凝土受弯构件界限相对受压区高度的计算公式。预应力混凝土受弯构件破坏时，其正截面的应力状态与普通钢筋混凝土受弯构件类似，但也具有以下特点：.基本假定中的截面应变保持平面、不考虑混凝土的抗拉强度及采用的混凝土手压应力与应变关系曲线这三条对预应力混凝土受弯构件仍然适用；而“纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但取绝对值不应大于其相应的强度设计值”

40、这一条，对预应力钢筋是近似的，因为预应力钢筋采用没有明显流幅的钢筋。.破坏时，受拉区预应力筋Ap达到fpy的条件考虑界限破坏，即受拉区预应力筋Ap达到fpy的同时，截面受压边缘混凝土达到极限压应变cu，如图所示。注意到图中预应力筋Ap的应变为pyp0，这是由于预应力筋水平处混凝土应力为0时，预应力筋已经受到拉应力p0（相应的应变p0=p0/ES）。对没有明显流幅的钢筋，py与条件屈服点有关，有由图示的几何关系可推得.破坏时，非预应力受拉钢筋AS达到fpy的条件与普通混凝土构件相同，即有屈服点钢筋无屈服点的钢筋界限相对受压区高度，当截面受拉区配置不同类型或不同预应力值的钢筋时，b取上述三式中的最

41、小值。2.高强混凝土受压应力-应变曲线的下降段非常陡峭，正截面承载力计算中是否可以利用其下降段？如果仍采用矩形应力分布计算，什么地方需要调整以考虑高强混凝土的特性？正截面承载力计算中不可以利用其下降段。高强混凝土应力超过峰值点后，内部裂缝在很高应力水平下突然出现和发展，破坏过程急促，残余强度跌落快应力一应变全曲线的峰部尖锐，曲线下面积小，即吸能能力差，极限应变小，表现出很强的脆性。如果仍采用矩形应力分布计算，考虑高强混凝土，当混凝土强度等级为C80时，其应力等效转化系数1应取为0.94。同时混凝土立方体抗压强度标准值与混凝土轴心抗压强度标准值转化时：，c1作为棱柱体强度与立方体强度的比值，当混

42、凝土的强度等级不大于C50时，c1=0.76；当混凝土的强度等级为C80时，c1=0.82；当混凝土的强度等级为中间值是，在0.76与0.82之间插入。c2作为混凝土的脆性系数，当混凝土的强度等级不大于C40时，c2=1.0；当混凝土的强度等级为C80时，c2=0.87；当混凝土的强度等级为中间值是，在1.0与0.87之间插入。3.配置足够多箍筋的双筋截面，试设想其最大承载力和破坏形态的控制因素。配置足够多的箍筋的双筋截面，其斜截面破坏形态只可能为剪压破坏或斜压破坏，其正截面破坏形态只可能为适筋破坏或超筋破坏。计算最大抗弯承载力时，假定时，受压钢筋屈服，根据平衡方程,受压钢筋承担的压力，与之承

43、担相同数值拉力的部分受拉钢筋，二者形成的内力矩将不影响受压区高度，因此双筋矩形截面的受弯承载力可以随受压钢筋的配筋率增加而不断增加。同时只要保证截面尺寸不太小，即可防止斜压破坏，当截面进入剪压破坏后，由于配置足够多箍筋，抗剪承载力满足要求。故最大斜截面承载力和破坏形态的控制因素为截面尺寸及混凝土强度等级。4. 截面尺寸、混凝土强度相同，剪弯区段长度相等但纯弯区段长度不同的梁，配置相同纵向钢筋，其受弯承载力是否相同？对于浅梁：截面尺寸、混凝土强度相同，剪弯区段长度相等，配置相同纵向钢筋，在剪压破坏的情况下，其受剪承载力相同；虽然纯弯曲段长度不同，但是配筋率相同，受弯承载力也相同。对于深受弯构件（

44、短梁和深梁）：剪弯区段长度相等但纯弯区段长度不同代表梁跨度不同，深受弯构件的受弯承载力的计算需要考虑跨高比的影响，故受弯承载力不相同。5.矩形截面，同时配置HPB300和HRB500两种纵向受力钢筋，试推测其受力性能并确定界限受压区高度。对于适筋梁：HPB300和HRB500由于强度不同，它们屈服时的应变也不一样。在外力作用下，受拉区HPB300首先达到屈服应力，而HRB500未屈服，继续加载HPB300钢筋应力保持不变，HRB500钢筋逐渐服，其弯矩变形曲线是先直线上升，再转折上升（此时HPB300屈服，直线斜率减小），再进入水平阶段（全部屈服），图形中直线段斜率和各折点的对应的弯矩值取决于

45、两类钢筋的数量比及总量。界限受压区高度是区分适筋和超筋的界限。 根据GB50010-20106.2.7条，界限受压区高度公式：取1=0.8，cu=0.0033，则HPB300级钢筋：b=0.576，HRB500级钢筋：b=0.482。当同时配置两种受力钢筋时：1）若HPB300级钢筋与HRB500级钢筋先后均屈服，此时应取二者间的较小值，即界限受压区高度为0.482。2）若HPB300级钢筋屈服，而HRB500级钢筋未屈服，因只有HPB300级钢筋屈服，故推测界限受压区高度亦为0.576。6.比较分析钢筋混凝土轴心受压构件和偏心受压构件承载力性能中的稳定问题？答：在工程计算中，通过其计算简图是

46、否可以计算出弯矩来区分轴心受压构件与偏心受压构件。基于稳定理论，钢筋混凝土轴心受压构件和偏心受压构件的稳定问题分别对应着第一类稳定问题和第二类稳定问题。在承载力验算过程中，轴心受压构件通过考虑长细比（）来考虑构件的稳定问题。实验结果表明，长柱的承载力低于同条件短柱的承载力，故引入稳定系数来考虑长柱纵向挠度的不利影响，为轴心受压长柱承载力与轴心受压短柱承载力的比值，值小于1.0且随长细比的增大而减小。在承载力验算过程中，偏心受压构件通过考虑二阶效应（P效应）来考虑构件的稳定问题。在无侧移框架中，轴向力在产生挠曲变形的柱段中引起附加内力为P效应。偏心受压构件的P效应的主要影响因素为构件的长细比，两

47、端弯矩的大小和方向，以及构件的轴压比。偏压是加强外力作用来考虑稳定问题。7.比较我国规范，混凝土结构、砌体结构、钢结构的受压构件设计计算中，对稳定问题的不同处理方式。在我国混凝土结构设计规范GB50010-2010中：对混凝土轴心受压的稳定问题通过考虑长细比（）来考虑构件的稳定问题。实验结果表明，长柱的承载力低于同条件短柱的承载力，故引入稳定系数来考虑长柱纵向挠度的不利影响。为轴心受压长柱承载力与轴心受压短柱承载力的比值，值小于1.0且随长细比的增大而减小。对混凝土偏心受压的稳定问题通过考虑二阶效应（P效应）来考虑构件的稳定问题。在无侧移框架中，轴向力在产生挠曲变形的柱段中引起附加内力为P效应

48、。偏心受压构件的P效应的主要影响因素为构件的长细比，两端弯矩的大小和方向，以及构件的轴压比。偏压是加强外力作用来考虑稳定问题。在我国砌体结构设计规范GB50003-2011中：对砌体轴心受压长柱的稳定问题通过考虑高厚比（）来考虑构件的稳定问题。,并引入稳定系数0（）。对砌体偏心受压长柱的稳定问题通过考虑偏心距与高厚比的综合影响，引入影响系数（）。在我国钢结构设计规范GB50017-2003中：对钢结构受压构件通过验算构件的稳定性来处理其稳定问题。钢结构轴心受压构件需要验算其整体稳定及局部稳定（板件宽（高）厚比的验算）；钢结构压弯构件需要验算其弯矩作用平面内的整体稳定、弯矩作用平面外的整体稳定及

49、局部稳定（板件宽（高）厚比的验算）。8.偏心受压构件的破坏属于脆性破坏还是延性破坏？偏心受压破坏有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种情况。大偏心受压破坏又称为受拉破坏，属于延性破坏。其发生于轴向压力N的相对偏心距较大且纵筋配筋率不高时。这种破坏有明显的预兆，横向裂缝显著开展，变形急剧增大，具有延性破坏的性质。破坏特点为受拉钢筋先达到屈服强度，最终导致受压区混凝土压碎界面破坏。小偏心受压破坏又称为受压破坏，属于脆性破坏。界面破坏从受压区开始，有两种情况：一种是轴向力N的相对偏心距较小，构件截面全部受压或大部分受压。第二种是轴向力N的相对偏心距虽然较大，但却配置了特别多受拉钢筋，致使受拉钢筋始终不

50、屈服。破坏特点为混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受压也可能受拉，但基本上都不屈服，这种破坏缺乏明显的预兆。9.双向偏心受压构件，分别按两个方向的单向偏心受压构件计算配筋，然后将计算所得的钢筋面积叠加配置，这样计算是否一定偏于安全？不一定，若双向偏心受压都是大偏心受压，且偏心距较大，即双向均产生受拉破坏，那么在两个方向的受拉区的重叠部分将不安全，在计算过程中，该重叠区的钢筋可能重复程度荷载，此时偏不安全。PPT第四章1.苏联人瓦西里耶夫做的试验：其他条件相同，但钢筋与混凝土的黏结条件不同，破坏形态和承载能力改变。能做出合理的解释吗？答：瓦西里耶夫的实验在较小剪跨比的无腹筋梁上完成，小剪跨比无腹筋梁的

51、受力应以“拱”机构为主，粘结性能差但锚固可靠仍可保证拱机构发挥作用。提高钢筋与混凝土的粘结性能，导致较多的垂直裂缝和斜裂缝，如果这些裂缝削弱了拱机构的传力路径，将导致梁的受剪承载力下降。1. 为什么间接加载导致承载力降低？答:按照拱齿模型分析，间接加载使拱的传力路径破坏，导致梁斜截面受剪承载力的降低。3.用计算剪跨比还是名义剪跨比计算连续梁的受剪承载力？答：名义剪跨比，原因见混凝土结构试验与理论研究（易伟建）第4.4节钢筋混凝土连续梁的抗剪性能第184页第一段。4.修正压力场理论基本假设对比受弯构件正截面承载力计算的假定，为什么要做这些假定？答：受弯构件正截面承载力计算的假定：（1）截面应变沿

52、截面高度分布。（2）已知混凝土的应力应变关系为。弯曲受压时混凝土的最大压应力，为受压混凝土应力应变曲线的函数形式。（3）受拉钢筋应力达到屈服强度。（4）受拉区混凝土不承担拉应力。修正压力场理论基本假设见混凝土结构试验与理论研究（易伟建）第6.2.1节基本假设共五条，这些假定建立完整的力学体系，满足平衡条件，变形协调条件和物理条件。5. 为什么公式中会出现纵向钢筋配筋率？为什么混凝土和箍筋对抗剪的作用是相乘的形式？箍筋的抗剪作用随1/2指数增长而不是线性增长？答：纵向钢筋能抑制斜裂缝的开展和延伸，使剪压区混凝土的面积增大，从而提高减压区混凝土承受的剪力，同时，纵筋数量增大，其销栓作用也随之增大。

53、第二问和第三问见PPT中问题下方。6.随剪跨比变化，假设混凝土承担的剪力和箍筋承担的剪力连续变化，破坏形态在怎样变化？按照我们的理解，沿梁全长均匀配箍的简支梁，剪跨比越大，梁的受剪承载力越低，无需通过数学运算来确定最不利破坏位置。哪一个公式可以更加准确的给出简支梁的最小受剪承载力，建工规范还是桥涵规范？答：低配筋率的梁承载能力有挠曲控制，纵筋配筋率较高的无腹筋梁更容易发生剪切破坏，剪跨比较低和较高时发生弯曲破坏，剪跨比在1.55.2之间为剪切破坏控制区，在三维坐标系下，也即是“剪切破坏谷”的概念。(1)公路规范较式较好地考虑了混凝土和箍筋共同抗剪作用,使计算更为合理;考虑了斜截面内纵向受拉钢筋

54、的配筋百分率P对抗剪承载力的影响是偏安全的做法。相比之下,建工规范式在这两个方面不如公路规范合理。(2)建工规范集中荷载作用下独立梁的抗剪承载力计算公式考虑了剪跨比的影响,相对于没考虑剪跨比影响的公路规范式是偏安全的;对于混凝土抗剪承载力一项采用的混凝土强度指标,建工规范采用混凝土抗拉强度设计值,而公路规范采用混凝土立方体抗压强度标准值,前者比后者更能适应高强混凝土的抗剪承载力计算,更为合理。(3)两规范均考虑了异号弯矩以及预应力或轴向力对抗剪承载力的影响,只是方式有所不同,至于哪种方法更为合理,还有待将来的试验进一步研究。(4)公路规范式的安全裕度相对于建工规范要大,但是公路规范计算值的离散

55、性较大,因此其可靠度要低于建工规范。7.设计一个试验方案，证明：当纵筋配筋率或配箍率变化时，破坏斜截面的位置及梁的受剪承载力按桥规公式的规律变化。答：在梁的剪切破坏谷区域选定某一剪跨比，考察纵筋配筋率的影响，制作一系列尺寸、材料相同仅纵筋配筋率不同的试验简支梁，根据选定的剪跨比，确定加载位置，着重观察距支点中心h/2处截面、箍筋数量或间距改变处的截面、锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面等，将实验所得到的数据绘于抗剪强度配筋率的图中，并与桥规公式进行对比。PPT第五章没有问题PPT第六章1.答：（1）平衡扭转（2）在两侧粘钢板、植筋加固中部（即在中部增加挑梁），加大截面面积、在外部增加钢丝网

56、，外敷复合砂浆。 2.单向板的剪切破坏与双向板的冲切破坏有何不同？答： 1.冲切破坏是构件在荷载作用下出现沿应力扩散角的破裂面，混凝土被拉坏；2. 剪切破坏需从混凝土构件受剪的机理说起。混凝土构件斜受剪的计算模型为桁架，上部混凝土（上弦杆）受压，下部钢筋（下弦杆）受拉，斜裂缝间混凝土（斜腹杆）受压或受拉。配置箍筋的作用，就是需要箍筋和该斜腹杆来共同承担它们沿斜腹杆方向的拉力或压力（箍筋的有效断面垂直于该斜腹杆）。因此，混凝土斜截面破坏（也就是剪切破坏）是由于斜腹杆被压坏或拉坏引起的。混凝土规范上的斜截面承载力计算公式（如，式7.5.4条）：Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s，也是混凝土斜腹杆和箍筋这两部分共同作用的反映。3.箱型梁的桥面板在汽车轮压下