混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理簡答+填空說課材料

1、鋼筋和混凝土能有效結(jié)合的原因： 1 鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力 2 鋼筋和混凝土兩種材 料的溫度線膨脹系數(shù)很接近 3 鋼筋埋置在混凝土中，混凝土對鋼筋起到保護和固定作用 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能要求： 1 適當(dāng)?shù)膹姸群颓鼜姳?2 足夠的塑性 3 可焊性 4 耐久性 耐 火性 5 與混凝土具有良好的粘結(jié) 6 寒冷地區(qū) 具備抗低溫性能混凝土優(yōu)點： 1.耐久性好：鋼筋受到保護不易銹蝕 2.耐火性好：混凝土為不良導(dǎo)熱體，鋼 筋受高溫影響小 3.整體性好 4 可模性 5.就地取材 6.節(jié)約鋼材缺點： 1.自重大 2.抗裂性差 3.需要模板 4.施工程序復(fù)雜 5.周期長徐變產(chǎn)生的原因： 1.混凝土中的水泥凝膠

2、體在荷載作用下產(chǎn)生粘性流動，把他承受的壓力 逐漸傳遞給骨料顆粒，使其壓應(yīng)力增大，試件變形增大（應(yīng)力不大時的主因）2.混凝土內(nèi)部的微裂縫在荷載長期作用下不斷發(fā)展和增加，也使徐變增大影響徐變的因素： 1.應(yīng)力大小 2. 組成材料：水灰比越大，徐變越大；水泥用量越大，徐變 越大；骨料越堅硬，骨料所占體積越大，徐變越??；3.外部環(huán)境：溫度濕度越大，徐變越??；尺寸越大，徐變越??；齡期越小，徐變越小。徐變對結(jié)構(gòu)的影響： 1.使鋼筋和混凝土間產(chǎn)生應(yīng)力重分布，使混凝土應(yīng)力減小，鋼筋應(yīng)力增 大；2.使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，撓度增加， 附加偏心距增大， 承載力降低；3. 是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力

3、損失。鋼筋的粘結(jié)力包括： 1.混凝土中水泥凝膠與鋼筋表面的化學(xué)膠著力2、鋼筋與混凝土接觸面的摩擦力 3.鋼筋表面粗糙不平的機械咬合力影響粘結(jié)強度的因素： 1.混凝土的強度 2.混凝土保護層厚度及鋼筋凈間距3.鋼筋的外形4. 橫向配筋 5.側(cè)向壓應(yīng)力 6.受力狀態(tài)結(jié)構(gòu)抗力：指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力 影響抗力的因素：材料性能，幾何參數(shù)，計算模式的精準(zhǔn)性 設(shè)計基準(zhǔn)期：為確定可變作用取值而選用的時間參數(shù) 設(shè)計使用年限：指設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不需進行大修即可按其預(yù)定目的使用的期限，不等同于實際壽命或耐久極限。適筋梁正截面工作的三個階段：1 未開裂階段：加載初期，梁受拉區(qū)邊緣的縱向應(yīng)變尚小于

4、混凝土的極限拉應(yīng)變，混凝土未 開裂，整個截面參與工作，撓度及鋼筋應(yīng)變均與彎矩成正比。特點是梁處于彈性工作階段。當(dāng)受拉區(qū)邊緣的混凝土應(yīng)變達到極限拉應(yīng)變時， 某些區(qū)域形成即將出現(xiàn)微裂縫狀態(tài)， 稱為梁 的開裂狀態(tài)，開裂彎矩 Mcr2 帶裂縫工作階段： 彎矩增加， 出現(xiàn)一系列豎向裂縫， 梁剛度下降， 變形加快。 裂縫截面處， 混凝土退出工作， 原先承擔(dān)的那部分拉力突然傳給縱向受拉鋼筋。 彎矩繼續(xù)增大， 裂縫延伸， 某些段出現(xiàn)斜裂縫。 梁的中和軸不斷上移， 受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變增大。 當(dāng)彎矩增大使縱向受 拉鋼筋達到屈服應(yīng)變時，鋼筋開始屈服，成為梁的屈服狀態(tài)。屈服彎矩 My3 破壞階段：梁的剛度迅速下降，撓

5、度急劇增大，中和軸繼續(xù)上移，受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng) 變迅速增大，達到極限壓應(yīng)變，混凝土被壓壞并向外鼓出，梁達到極限狀態(tài)，極限彎矩 Mu 正截面受彎破壞形態(tài)1 適筋破壞：特征：縱向受拉鋼筋的應(yīng)力首先達到屈服強度，然后受壓區(qū)邊緣混凝土達到極 限壓應(yīng)變，使其壓壞。塑性破壞。兩種材料均得到充分利用2 超筋破壞：受壓區(qū)混凝土先壓碎而縱向受拉鋼筋應(yīng)力未達到屈服。脆性破壞。沒有充分利 用鋼筋3 少筋破壞：受拉區(qū)混凝土一開裂就破壞 脆性 受壓區(qū)混凝土未利用軸心受壓柱中縱筋作用： 1.承受部分軸力以減小構(gòu)件的截面尺寸 2.能抵抗因偶然偏心在構(gòu) 件受拉邊產(chǎn)生的拉應(yīng)力 3.改善混凝土變形能力 防止脆性破壞 4.減小混

6、凝土收縮和徐變變 形。箍筋作用 :1 固定縱向箍筋位置，與其形成空間骨架2.防止縱筋受力后外凸，提供側(cè)向支撐 3.約束核心混凝土 改善混凝土變形性能偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)1 大偏心受壓破壞（受拉破壞）條件：縱向壓力 N 的相對偏心距較大，且受拉鋼筋 As 配置的不過多時。特點：破壞從受拉 區(qū)開始，受拉鋼筋先屈服，而后受壓區(qū)混凝土被破壞。受拉受壓鋼筋均達到屈服2. 小偏心受壓破壞（受壓破壞）（1）條件：當(dāng)相對偏心距較小時，或雖然相對偏心距較大但受拉鋼筋A(yù)s 配置較多時特點：受拉邊緣先出現(xiàn)水平裂縫，但發(fā)展緩慢。受壓區(qū)應(yīng)變增長較快，破壞突然。僅受 壓鋼筋屈服（2）條件：當(dāng)附件偏心距很小時，構(gòu)件截面全部

7、受壓 特點：破壞先從壓應(yīng)力較大邊開始，該側(cè)鋼筋屈服，另一側(cè)不屈服。梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)：1斜壓破壞：條件：梁的剪跨比較?。ㄈ?<1）或剪跨比適當(dāng)（1,3）但截面尺寸過小而腹筋數(shù) 量過多時； 特點： 破壞時箍筋應(yīng)力未屈服， 梁的受剪承載力主要取決于混凝土斜壓柱體的受 壓承載力2 剪壓破壞：條件：剪跨比適當(dāng)（ 1,3）且腹筋數(shù)量不過多；或梁的剪跨比過大但腹筋數(shù)量不過少時； 特點：與臨界斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力達到屈服，斜裂縫寬度增大。剪壓區(qū)混凝土 在剪壓復(fù)合應(yīng)力作用下達到復(fù)合應(yīng)力強度而破壞3 斜拉破壞：條件：剪跨比過大 同時腹筋數(shù)量過少 特點：斜裂縫一出現(xiàn)很快形成臨界斜裂 縫，腹筋很快達到屈

8、服， 梁斜向被拉成兩段而破壞， 其斜截面受剪承載力主要取決于混凝土 的抗拉強度。三張均為脆性破壞：斜拉 斜壓剪壓承載力：斜壓 剪壓 斜拉影響斜截面受剪的因素： 1 剪跨比：其他條件相同時，剪跨比越大，承載力越小2 混凝土強度 3 箍筋的配筋率和箍筋強度 4 縱向鋼筋的配筋率取下列截面作為梁受剪承載力的計算截面：1 支座邊緣處的截面 2 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處 3 箍筋截面面積或間距改變處 4 腹板寬度改變處受扭破壞的幾種形態(tài)1 適筋受扭破壞 條件：箍筋 縱筋均配置適量 特點：斜裂縫角度不等于 45 ；受扭鋼筋均 屈服；有臨界斜裂縫；鋼筋先屈服混凝土再破壞；塑性破壞2 少筋受扭破壞： 條件：箍筋

9、和縱筋或其一配置過少 特點：混凝土一但開裂 鋼筋立即屈 服 脆性破壞3 部分超筋破壞：條件：一種過多，一種適量 特點：適量的鋼筋達到屈服，過量的不屈服 塑性破壞4 彎曲超筋破壞：條件：都過多 特點：因裂縫間的混凝土被壓碎而破壞，兩種鋼筋均不屈 服 脆性破壞。壓彎剪扭矩形截面如何確定箍筋，縱筋數(shù)量：縱向鋼筋的面積應(yīng)分別按偏心受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計算； 箍筋面積按剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力計算為什么裂縫有寬度1. 由于鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力，混凝土的回縮受到鋼筋的約束，從而產(chǎn)生粘結(jié)應(yīng)力， 是裂縫處的鋼筋應(yīng)力通過粘結(jié)應(yīng)力逐漸傳遞給混凝土， 隨著離開裂縫表面距離增

10、大， 混凝土 的拉應(yīng)力逐漸增大，鋼筋應(yīng)力逐漸減小影響裂縫寬度的主要因素： 1 受拉區(qū)縱向鋼筋的應(yīng)力 2 受拉區(qū)縱向鋼筋的直徑 3 受拉區(qū)縱向 鋼筋的表面形狀 4 受拉區(qū)縱向鋼筋的相對于有效受拉混凝土截面的配筋率5 受拉區(qū)縱向鋼筋的混凝土保護層厚度 6 荷載性質(zhì)影響混凝土耐久性的因素 1混凝土碳化 2 鋼筋銹蝕 3混凝土的凍融破壞 4混凝土的堿集料 反應(yīng) 5 侵蝕性介質(zhì)腐蝕預(yù)應(yīng)力混凝土的特點 1 提高抗裂能力 2增大構(gòu)件剛度 3 充分利用高強度材料 4擴大了構(gòu)件 的應(yīng)用范圍預(yù)應(yīng)力損失1 張拉端錨具變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失（先后都有）2 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁的摩擦引起的（主要后，若先張中

11、鋼筋為折線也存在）3混凝土在加熱養(yǎng)護時，預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力的設(shè)備間的溫度差引起的（先張） 4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的（先后都有）5混凝土的收縮和徐變引起的（先后）6用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于混凝土的局部擠壓引起的（后）1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作時，在其部位上人為地預(yù)先施加受拉壓應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。2、常用的冷加工工藝有 冷拉和冷拔兩種。3、結(jié)構(gòu)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) 兩類。4、受彎構(gòu)件在荷載等因素的作用下，可能 發(fā)生兩種主要的破壞：一種是沿彎矩最大的截面發(fā)生破壞 正截面破壞；另一種是沿剪力最大 或是彎矩和剪力都較大的截面發(fā)生破壞斜截面

12、破壞。5、正截面受彎計算中，為了防止將構(gòu)件設(shè)計成少筋構(gòu)件，要求構(gòu)件的配筋率不得低于其最小配筋率；為了防止將構(gòu)件設(shè)計成超筋構(gòu)件，要求構(gòu)件截面的相對受壓區(qū)高度？不得超過其相對界限受壓區(qū)高度 ?b。7、由于配筋量不同，鋼筋混凝土純扭構(gòu)件將發(fā)生彎型破壞、剪扭型破壞扭型破壞和剪型破壞。1、0.2%為對應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)榈膽?yīng)力，稱之為無明顯屈服點鋼筋的條件屈服強度。2、 經(jīng)冷加工后的鋼筋在強度提高的同時伸長率顯著降低，除仍具有明顯的屈服點外， 其余冷加工鋼筋均無明顯屈服點和屈服臺階。5、彎剪扭（M , V , T ）構(gòu)件承載力計算，分別按 受彎和受扭計算的縱筋截面面積相疊 加；分別按 受剪和受扭和計算的箍筋截

13、面面積相疊加。6、偏心受壓構(gòu)件的破壞類型是 大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞。7、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件按施工方法可分為先張法和后張法。1 .我國熱軋鋼筋的常用種類有HPB235、HRB335、HRB400、RRB4002在適筋梁破壞的三個階段中，作為抗裂度計算的依據(jù)的是第一階段末，作為變形和裂縫寬度驗算的依據(jù)是 第二階段，作為承載力極限狀態(tài)計算的依據(jù)是第三階段末。3. 提高受彎構(gòu)件截面延性的方法，在單筋矩形截面梁受拉鋼筋配筋率不宜過大，在雙筋矩形截面梁受壓鋼筋配筋率不宜 過小。4 無腹筋梁斜截面受剪有三種主要破壞形式，就 其受剪承載力而言，對同樣的構(gòu)件，斜拉破壞最低，剪壓破壞較高，斜壓破壞最高；但

14、就其破壞性質(zhì)而言，均屬于脆性破壞。6 為了防止后張法構(gòu)件端部混凝土因局部承壓強度不足而發(fā)生脆性破壞，通常采用 在局部受壓區(qū)內(nèi)配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋，以約束混凝土的橫向變形，使局部受壓承 載力提高。1鋼筋在混凝土中應(yīng)有足夠的錨固長度，鋼筋的強度越高、直徑越粗、混凝土的強度越低，則鋼筋的錨固長度要求的就越長。2抗剪鋼筋也稱作腹筋，腹筋的形式可以采用箍筋和彎起鋼筋。3 矩形截面柱的截面尺寸不宜小于250 mm，為了避免柱的長細比過大，承載力降低過多，常取l0/b30 S 10/d <5 （b為矩形截面的短邊，d為圓形截面直徑，10為柱的計算 長度）。5 鋼筋混凝土構(gòu)件在荷載作用下，若計算所得的最大裂縫寬度超過允許值，則應(yīng)采取 相應(yīng)措施，以減小裂縫寬度，例如可以適當(dāng) 減小鋼筋直徑；采用變形鋼筋；必要時可適當(dāng) 增加配筋量，以降低使用階段的鋼筋應(yīng)力。對于抗裂和限制裂縫寬度而言，最根本的方法是采用預(yù)應(yīng)力混凝土。1、結(jié)構(gòu)的功能要求有 安全性、適用性和耐久性。2、 鋼筋的錨固長度與 混凝土的強度、鋼筋的受力狀態(tài)、鋼筋的表面形狀 和鋼筋強度 或 者直徑有關(guān)。3、結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)與結(jié)構(gòu)的 安全等級 和破壞性質(zhì) 有關(guān)。4、混凝土的 變形模量隨著應(yīng)力的增加而減小