混凝土結構設計原理復習材料(福建農林大學)

1、混凝土結構設計原理簡答、名詞解釋、計算題簡答、名詞解釋1. 請簡述變形鋼筋與混凝土粘結作用的組成鋼筋與混凝土的黏結力由三部分組成，一是鋼筋與混凝土接觸處的化學吸附作用力，也稱為膠結力。二是混凝土收縮將混鋼筋緊緊包裹而產生的摩阻力。三是鋼筋表面與混凝土之間產生的機械咬合力。2. 什么是結構的極限狀態(tài)？極限狀態(tài)可分為哪兩類？整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。3. 應用“平均應變符合平截面假定”推導受彎構件適筋梁的界限相對受壓區(qū)高度計算公式 (應畫出應變圖) （P47）平均應變符合平截面假

2、定得到：將帶入上式：于是：4.請簡述預應力混凝土的基本概念 在構件承受外荷載之前，對其受拉區(qū)預先施加壓應力，即為預應力混凝土。5.裂縫寬度與哪些因素有關，如不滿足裂縫寬度限值，應如何讓處理？ 影響裂縫寬度因素構件類型、保護層厚度、配筋率、鋼筋直徑和鋼筋應力等因素。如不滿足，可以采取減小鋼筋應力或減小鋼筋直徑等措施；必要時可適當增加配筋率。6.什么是結構可靠度？ 即結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。7.什么是結構的安全等級？建筑結構功能要求有哪些？答：我國根據(jù)建筑結構破壞時可能產生的后果嚴重與否，分為三個安全等級。統(tǒng)一標準規(guī)定結構應滿足下列功能要求：(1)安全性的要求；（2）

3、適用性的要求；（3）耐久性的要求或： 1）在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用 2）在正常使用時保持良好的工作性能 3）在正常維護下具有足夠的耐久性能 4）當發(fā)生火災時，在規(guī)定的時間內可保持足夠的承載力 5）當發(fā)證爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結構能保持必需的整體穩(wěn)固性8.什么是混凝土徐變？引起徐變的原因有哪些？ 答： 混凝土結構或材料承受的荷載或應力不變，而變形或應變隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。產生的原因：水泥凝膠體的流動、滑移，混凝土中內部裂縫的發(fā)展。影響混凝土徐變的因素主要可歸結為三個方面：1）內在因素。混凝土的組成成分是影響徐變的內在因素。2）環(huán)境因素。混凝土養(yǎng)護及使用時

4、的溫度和濕度是影響徐變的環(huán)境因素。3）應力因素。施加初應力的大小和加荷時混凝土的齡期是影響徐變的應力因素。9.受彎構件斜截面承載力有哪些？各如何讓保證？答：受彎構件斜截面承載力有剪力和彎矩。斜截面受剪承載力通過計算配箍筋或彎起鋼筋來滿足； 斜截面受彎承載力通過構造措施來保證；10.鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？答：鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強度，以節(jié)約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈服點外，其余冷加工鋼筋無屈服點或屈服臺階，冷加工鋼筋的設計強度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經機械拉伸而成，冷拉應力值應超過鋼

5、筋的屈服強度。鋼筋經冷拉后，屈服強度提高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉強化。冷拉后，經過一段時間鋼筋的屈服點比原來的屈服點有所提高，這種現(xiàn)象稱為時效硬化。時效硬化和溫度有很大關系，溫度過高（450以上）強度反而有所降低而塑性性能卻有所增加，溫度超過 700，鋼材會恢復到冷拉前的力學性能，不會發(fā)生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋在焊接時高溫軟化，要先焊好后再進行冷拉。鋼筋經過冷拉和時效硬化以后，能提高屈服強度、節(jié)約鋼材，但冷拉后鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。為了保證鋼筋在強度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應同時控制應力和控制應變。11.軸心受壓構件設計時，如果用高強度鋼筋，其設計強度應如何讓取值？

6、答：縱向受力鋼筋一般采用 HRB400 級、HRB335 級和 RRB400 級，不宜采用高強度鋼筋，因 為與混凝土共同受壓時，不 能充分發(fā)揮其高強度的作用?；?凝土破壞時的壓應變 0.002，此時相應的縱筋應力值s =Ess=200×103 ×0.002=400 N/mm2 ；對于 HRB400 級、HRB335級、HPB235 級和 RRB400 級熱扎鋼筋已達到屈服強度，對于級和熱處理鋼筋在計算 fy值時只能取 400 N/mm2 。12.鋼筋混凝土受彎構件正界面有哪幾種形式？其破壞特征有何不同？答： 鋼筋混凝土受彎構件正截面有適筋破壞、超筋破壞、少筋破壞。梁配筋適中

7、會發(fā)生適筋破壞。受拉鋼筋首先屈服，鋼筋應力保持不變而產生顯著的塑性伸長，受壓區(qū)邊緣混凝土的應變達到極限壓應變，混凝土壓碎，構件破壞。梁破壞前，撓度較大，產生較大的塑性變形，有明顯的破壞預兆，屬于塑性破壞。梁配筋過多會發(fā)生超筋破壞。破壞時壓區(qū)混凝土被壓壞，而拉區(qū)鋼筋應力尚未達到屈服強度。破壞前梁的撓度及截面曲率曲線沒有明顯的轉折點，拉區(qū)的裂縫寬度較小，破壞是突然的，沒有明顯預兆，屬于脆性破壞，稱為超筋破壞。梁配筋過少會發(fā)生少筋破壞。拉區(qū)混凝土一旦開裂，受拉鋼筋即達到屈服，并迅速經歷整個流幅而進入強化階段，梁即斷裂，破壞很突然，無明顯預兆，故屬于脆性破壞。13. 影響斜截面受剪承載力的主要因素有哪

8、些？答：（1）剪跨比，隨著剪跨比的增加，抗剪承載力逐漸降低；（2）混凝土強度等級，隨著混凝土強度的提高，抗剪承載力增加；（3）縱筋配筋率，縱筋配筋率越大，抗剪承載力也越大；（4）箍筋的配箍率及箍筋強度的影響，隨著箍筋的配箍率及箍筋強度的增加，抗剪承載力增加；（5）斜裂縫的骨料咬合力和鋼筋的銷栓作用；（6）加載方式的影響；（7）截面尺寸和形狀的影響；14.判別大、小偏心受壓破壞的條件是什么？大、小偏心受壓的破壞特征是什么？答：（1） b ，大偏心受壓破壞；>b ，小偏心受壓破壞；（2）破壞特征：大偏心受壓破壞：破壞始自于遠端鋼筋的受拉屈服，然后近端混凝土受壓破壞；小偏心受壓破壞：構件破壞時

9、，混凝土受壓破壞，但遠端的鋼筋并未屈服；15.混凝土結構設計規(guī)范是如何考慮彎矩、剪力和扭矩共同作用的？t 的意義是什么？起什么作用？上下限是多少？答：實際工程的受扭構件中，大都是彎矩、剪力、扭矩共同作用的。構件的受彎、受剪和受扭承載力是相互影響的，這種相互影響的性質稱為復合受力的相關性。由于構件受扭、受彎、受剪承載力之間的相互影響問題過于復雜，采用統(tǒng)一的相關方程來計算比較困難。為了簡化計算，混凝土結構設計規(guī)范對彎剪扭構件的計算采用了對混凝土提供的抗力部分考慮相關性，而對鋼筋提供的抗力部分采用疊加的方法。 （0.5 t 1.0）t稱為剪扭構件混凝土受扭承載力降低系數(shù)，當t小于0.5時,取t 等于

10、0.5當t 大于1.0時,取t 等于1.0。16.為什么說裂縫條數(shù)不會無限增加？最終將趨于穩(wěn)定?答：直到距開裂截面為處，鋼筋應力由s1 降低到 s2，混凝土的應力 c 由零增大到 ，才有可能出現(xiàn)新的裂縫。顯然，在距第一條裂縫兩側 的范圍內，即在間距小于的兩條裂縫之間，將不可能再出現(xiàn)新裂縫。17.何為預應力混凝土？預應力混凝土結構的優(yōu)缺點是什么？答：預應力混凝土：在結構構件使用前，通過先張法或后張法預先對構件混凝土施加的壓應力。優(yōu) 點：提高構件的抗裂性、剛度及抗?jié)B性，能夠充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材。缺 點：構件的施工、計算及構造較復雜，且延性較差。18.鋼筋與混凝土共同工作的原因？答：1）鋼筋

11、與混凝土之間存在良好的黏結力。因此，黏結力是二者能夠共同作用的基礎 2）鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相；3）混凝土對鋼筋起到保護作用。19.什么是作用效應？由作用引起的結構或結構構件的反應稱為作用效應，如內力（彎矩、剪力、軸力、扭矩）和變形（如撓度、裂縫、轉角等）。20.什么是消壓彎矩？什么是消壓軸力？答：（1）當外荷彎矩產生的截面受拉邊緣拉應力恰好抵消混凝土的預壓應力時，這時的彎矩稱為消壓彎矩。（2）當施加的軸力恰好抵消混凝土的預壓應力，構件處于消壓狀態(tài)，這時的軸力稱為消壓軸力。21例舉各種預應力損失種類和減少各項預應力損失值的控制措施？答：錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失?？赏ㄟ^

12、選擇變形小錨具或增加臺座長度、少用墊板等措施減小該項預應力損失；預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失?？赏ㄟ^兩端張拉或超張拉減小該項預應力損失；預應力鋼筋與承受拉力設備之間的溫度差引起的預應力損失?？赏ㄟ^二次升溫措施減小該項預應力損失；預應力鋼筋松弛引起的預應力損失?？赏ㄟ^超張拉減小該項預應力損失；混凝土收縮、徐變引起的預應力損失?？赏ㄟ^減小水泥用量、降低水灰比、保證密實性、加強養(yǎng)互等措施減小該項預應力損失；螺旋式預應力鋼筋構件，由于混凝土局部受擠壓引起的預應力損失。為減小該損失可適當增大構件直徑。22.什么是材料強度標準值？什么是荷載標準值？答：（1）材料強度標準值的取值原則是在符合

13、規(guī)定質量的材料強度實測值得總體中，標準強度應具有不小于95%的保證率，即按概率分布的0.05分數(shù)位確定。（2）指在結構的使用期間，在正常情況下出現(xiàn)的最大荷載值。23.高強鋼筋在普通鋼筋混凝土中為何得不到充分利用?高強混凝土呢？答：混凝土的極限拉應變很小，構件的抗裂能力很低，容易產生裂縫。對于使用時允許裂縫寬度為0.2-0.3mm的構件，受拉鋼筋的應力也只能達到150-250Mpa左右，這與各種熱軋鋼筋的正常工作應力相當，而從結構耐久性出發(fā)，必須限制裂縫的開展寬度，這就使高強鋼筋無法得到充分利用，相應的高強混凝土也不可充分發(fā)揮作用。計算題1.梁的正截面、斜截面承載力的計算2.大偏心受壓構件才承載力的計算（要求作業(yè)的題目會做）例：1 T形截面梁，承受彎矩設計值M=500 KN·m，混凝土選用C40，鋼筋選用 HRB400，環(huán)境類別為二類。求：縱向受力鋼筋截面面積AS。（10分）解：屬于第一類截面2 如圖所示簡支梁，環(huán)境類別為一類，C=25mm，求受剪鋼筋（只配箍筋），混凝土C30（），箍筋采用：HPB235級，雙肢箍，直徑為8（）； 解：C30：，箍筋采用：HPB235級，雙肢箍，直徑為8。；集中力引起的： 所以按均布荷載考慮。1 支座邊緣處剪力：2 驗算最小截面尺寸 符合要求。3. 配箍筋 計算配箍 取s=200 配箍筋82004. 驗算最小配箍率4×15