同济混凝土结构基本原理 第三章 粘结与锚固
同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案
思考题
2-1 钢筋可以如何分类？ 答：1.根据钢筋中的化学成分，可将钢筋分为碳素钢及普通合金钢两大类 2.按加工方法，钢筋可分成热轧钢筋、冷拉钢筋和热处理钢筋三大类；钢丝可分为碳素 钢丝、刻痕钢丝、钢绞线和冷拔低碳钢丝四大类。 2-2 软钢和硬钢的应力——应变关系曲线有何不同？他们的屈服强度是如何取值的？ 答：
3
Ec
105 N / mm2 34.7 2.2 f cu
2-10 什么是混凝土的疲劳强度？重复荷载下混凝土应力——应变关系曲线有何特点？ 答：对混凝土棱柱体试件，当加载应力小于混凝土疲劳强度 f
f c
时，如图中的加载应力σ1
或更大的加载应力σ2，经过多次重复加载试验后，应力——应变关系曲线与图 2-30（a）的 情况类似，只是随着荷载重复次数的增多，加载和卸载过程形成的环状曲线趋于闭合，但即 使荷载重复次数达到数百万次也不会发生疲劳破坏。如果加载应力高于混凝土疲劳强度
2-9 如何确定混凝土的变形模量和弹性模量？ 答：变形模量是应力与应变之比。由于轴心受压混凝土应力——应变关系是一条曲线，在不 同的应力阶段变形模量是一个变数。混凝土的变形模量有三种表示方法，及原点弹性模量、 割线模量、切线模量。混凝土的弹性模量通常是指原点弹性模量，其值可用 Ec 表示。我们 GB50010 规范给出的混凝土弹性模量值是这样得到的：对棱柱体试件，加载至 c 0.5f c ， 然后卸载至零，这样重复加载卸载 5~10 次后，卸载曲线接近直线且其斜率趋于稳定，将该 直线的斜率定为混凝土的弹性模量。 根据实验结果进行统计分析， 可将混凝土的弹性模量与 立方体抗压强度的关系表示为：
授课教师：熊学玉
思考题
1-1 钢筋和混凝土共同工作的基础是什么？ 答： （1）混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能，二者能够可靠地结合在一起，共同受力， 共同变形。 （2）混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近，避免温度变化时产生较大的温 度应力破坏二者之间的粘结力 （3）混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化 1-2 与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁有哪些优势？ 答：钢筋不但提高了梁的承载能力，而且还提高了梁的变形能力，使得梁在破坏前能给人以 明显的预告。 1-3 与钢筋混凝土梁相比，预应力混凝土梁有哪些优势？ 答： 预应力钢筋在梁底部产生的预压应力会抵消外部荷载 P 产生的拉应力， 使得梁底部不产 生拉应力或仅产生很小的拉应力，提高梁的抗裂行能。 1-4 与其他结构相比，混凝土结构有哪些特点？ 答：1.混凝土结构的优点： 1）良好的耐久性 2）良好的耐火性 3）良好的整体性 4）良好的可模性 5）可就地取材 6）节约钢材 2.混凝土结构的缺点： 混凝土结构的自重大且易开裂， 一般混凝土结构使用时往往带裂缝工作， 对裂缝有严格 要求的结构构件需采取特殊措施； 现浇混凝土结构需耗费大量的模板； 施工季节性的影响较 大；隔热隔声性能较差等。
混凝土结构设计原理课后习题答案
混凝土结构设计原理课后习题答案第一章绪论问答题参考答案1．什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。
3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。
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第1章 钢筋和混凝土的力学性能1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。
（ ）2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。
（ ）3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。
（ ）4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。
（ ）5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。
（ ）6．C20表示f cu =20N/mm 。
（ ）7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。
（ ）8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。
（ ）9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。
（ ）10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。
（ ）11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。
（ ）12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ）13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。
（ ）第3章 轴心受力构件承载力1． 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。
（ ）2． 轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
（ ）3． 实际工程中没有真正的轴心受压构件。
（ ）4． 轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。
（ ）5． 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。
（ ）6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。
（ ）第7章 偏心受力构件承载力1．小偏心受压破坏的的特点是，混凝土先被压碎，远端钢筋没有受拉屈服。
（ ）2．轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的，但是不是无限制的。
（ ）3．小偏心受压情况下，随着N 的增加，正截面受弯承载力随之减小。
（ ）4．对称配筋时，如果截面尺寸和形状相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的u N 是相同的。
（ ）5．钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远侧钢筋受拉屈服，随后近侧钢筋受压屈服，混凝土也压碎。
钢筋混凝土结构习题集与答案解析
钢筋混凝⼟结构习题集与答案解析钢筋混凝⼟结构习题及答案⼀、填空题1、斜裂缝产⽣得原因就是:由于⽀座附近得弯矩与剪⼒共同作⽤,产⽣得超过了混凝⼟得极限抗拉强度⽽开裂得。
2、随着纵向配筋率得提⾼,其斜截⾯承载⼒。
3、弯起筋应同时满⾜、、 ,当设置弯起筋仅⽤于充当⽀座负弯矩时,弯起筋应同时满⾜、 ,当允许弯起得跨中纵筋不⾜以承担⽀座负弯矩时,应增设⽀座负直筋。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A、I;B、I a;C、II;D、II a;E、III;F、III a。
①抗裂度计算以阶段为依据;②使⽤阶段裂缝宽度与挠度计算以阶段为依据;③承载能⼒计算以阶段为依据。
5、界限相对受压区⾼度b 需要根据等假定求出。
6、钢筋混凝⼟受弯构件挠度计算中采⽤得最⼩刚度原则就是指在弯矩范围内,假定其刚度为常数,并按截⾯处得刚度进⾏计算。
7、结构构件正常使⽤极限状态得要求主要就是指在各种作⽤下与不超过规定得限值。
8、受弯构件得正截⾯破坏发⽣在梁得 ,受弯构件得斜截⾯破坏发⽣在梁得 ,受弯构件内配置⾜够得受⼒纵筋就是为了防⽌梁发⽣破坏,配置⾜够得腹筋就是为了防⽌梁发⽣破坏。
9、当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≤ 时,可不必计算抗剪腹筋⽤量,直接按构造配置箍筋满⾜max min ,S S d d ≤≥;当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≤时,仍可不必计算抗剪腹筋⽤量,除满⾜max min ,S S d d ≤≥以外,还应满⾜最⼩配箍率得要求;当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≥ 时,则必须计算抗剪腹筋⽤量。
10、当梁得配箍率过⼩或箍筋间距过⼤并且剪跨⽐较⼤时,发⽣得破坏形式为 ;当梁得配箍率过⼤或剪跨⽐较⼩时,发⽣得破坏形式为。
11、由于纵向受拉钢筋配筋率百分率得不同,受弯构件正截⾯受弯破坏形态有、与。
12、斜截⾯受剪破坏得三种破坏形态包括、与13、钢筋混凝⼟构件得平均裂缝间距随混凝⼟保护层厚度得增⼤⽽。
⽤带肋变形钢筋时得平均裂缝间距⽐⽤光⾯钢筋时得平均裂缝间距_______(⼤、⼩)些。
混凝土结构设计原理答案
第2章-思考题2.1 混凝土立方体抗压强度f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和抗拉强度标准值f tk 是如何确定的？为什么f ck 低于f cu,k ？f tk 与f cu,k 有何关系？f ck 与f cu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度f cu,k ：以边长为150mm 的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度标准值。
轴心抗压强度标准值f ck ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。
轴心抗拉强度标准值f tk ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。
（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）为什么f ck 低于f cu,k ：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的约束（即“套箍作用”），而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的中部；由于棱柱体试件的高度较大，试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱体试件的抗压强度标准值f ck 都比立方体抗压强度标准值f cu,k 小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。
f tk 与f cu,k 的关系：()0.450.55,20.880.3951 1.645tk cu k c f f δα=⨯-⨯2c α-高强砼的脆性折减系数； δ-变异系数。
混凝土结构基本原理知到章节答案智慧树2023年临沂大学
混凝土结构基本原理知到章节测试答案智慧树2023年最新临沂大学绪论单元测试1.与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抗开裂能力（）。
参考答案:提高不多2.钢筋混凝土在正常使用荷载下( )。
参考答案:通常是带裂缝工作的3.在混凝土中配置受力钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载力和变形能力。
（）参考答案:对4.结构或构件的破坏类型有延性破坏和脆性破坏。
（）参考答案:对5.在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，减轻构件的自重。
（）参考答案:对第一章测试1.混凝土泊松比通常为（）。
参考答案:0.22.钢筋的塑性性能通过（）指标来衡量。
参考答案:冷弯性能;伸长率3.粘结性能的主要影响因素包括（）参考答案:混凝土强度;保护层;端部锚固措施;横向钢筋4.一般情况下混凝土强度等级不应低于C20。
（）参考答案:对5.一般情况下混凝土收缩值比膨胀值大。
（）参考答案:对第二章测试1.临时结构的使用年限为（）。
参考答案:5年2.结构设计规范中的钢筋材料的标准值（）平均值。
参考答案:低于3.结构功能函数大于0表示结构处于（）参考答案:可靠状态4.根据结构在施工和使用过程中的环境情况，结构设计状况可分为（）参考答案:地震设计状况;持久设计状况;短暂设计状况;偶然设计状况5.结构可靠指标越大则失效概率越小。
（）参考答案:对第三章测试1.钢筋混凝土受压构件矩形截面最小边长为（）。
参考答案:250mm2.螺旋箍筋柱提高受压承载力机理为（）。
参考答案:箍筋的约束作用3.钢筋混凝土受压构件全部纵筋配筋率不宜超过（）参考答案:5%4.以下何种情况不考虑螺旋箍筋柱的间接钢筋作用（）参考答案:间接钢筋的换算面积小于全部纵筋面积的1/4;构件长细比大于125.钢筋混凝土轴拉构件在混凝土开裂后刚度会下降。
（）参考答案:对第四章测试1.钢筋混凝土梁正截面强度计算中不考虑受拉混凝土的作用，因为（）参考答案:中和轴附近部分受拉混凝土承担的力矩很小2.作为受弯构件正截面承载力计算依据的是（）参考答案:Ⅲa状态3.作为受弯构件抗裂度计算依据的是（）参考答案:Ⅰa状态4.正截面承载力计算的基本假定之一为平截面假定,其主要作用是（）参考答案:由εc=εcu,确定εs值5.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据___形态建立的。
030036《混凝土结构基本原理》同济大学教学大纲(含教学内容,使用课本等)
《混凝土结构基本原理》课程教学大纲课程编号： 030036 学分：3 总学时：51大纲执笔人：朱军大纲审核人：屈文俊一、课程性质与目的本课程主要面向工程力学专业，是针对该专业修读专业方向二（现代工程结构方向）课群组的学生开设的专业特色课程内的限定选修课（F2），教学目的是使学生掌握由钢筋及混凝土这两种材料所组成的结构构件的基本力学性能及计算方法，从而为后继课程——《建筑混凝土结构设计》的学习打下基础。
二、课程基本要求(一) 绪论了解钢筋混凝土结构的一般概念与特点，了解其工程应用及发展概况。
(二)混凝土结构材料的物理力学性能熟悉钢筋混凝土材料的特点，掌握钢筋和混凝土的强度及应力应变关系，熟悉混凝土的收缩和徐变特性，熟悉混凝土与钢筋的粘结。
(三) 按近似概率理论的极限状态设计法熟悉极限状态的概念，了解按近似概率的极限状态设计法，掌握实用设计表达式。
(四) 受弯构件的正截面受弯承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握单筋、双筋及Ｔ形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算方法，熟悉受弯构件的一般构造。
(五) 受弯构件的斜截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握梁的斜截面受剪承载力的计算方法，熟悉保证斜截面受弯承载力的构造措施。
(六) 受压构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算方法，熟练掌握偏心受压构件对称及不对称配筋正截面受压承载力计算方法，了解偏心受压构件斜截面受剪承载力计算，熟悉受压构件一般构造。
(七) 受拉构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟悉轴心受拉及偏心受拉构件正截面受拉承载力计算方法，了解偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算(八) 受扭构件的扭曲截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握纯扭构件及弯、剪、扭构件的扭曲截面承载力计算方法，熟悉受扭构件一般构造。
(九) 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性熟悉变形及裂缝控制计算的理论和方法，了解混凝土结构耐久性的基本概念。
混凝土结构基础原理 第3章 思考题参考答案
第3章思考题参考答案3-1 什么是钢筋与混凝土之间的粘结作用？有哪些类型？（1）钢筋与混凝土这两种材料能够承受由于变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力，这种剪应力称为粘结应力，通过粘结应力传递二者的应力，使钢筋与混凝土共同受力，为粘结作用。
（2）根据受力性质，钢筋与混凝土之间的粘结作用分为两类：锚固粘结与裂缝间粘结。
3-2 钢筋与混凝土间的粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？（1）钢筋与混凝土间的粘结作用有三部分组成：○1混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力；○2钢筋与混凝土接触面上的摩擦力；○3钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。
（2）光圆钢筋的粘结力主要由摩擦力和机械咬合作用所组成；带肋钢筋主要表现为机械咬合作用。
3-3 带肋钢筋的粘结破坏形态有哪些？（1）由斜向挤压力径向分量引起的环向拉力增加至一定量时，会在最薄弱的部位沿钢筋的纵轴方向产生劈裂裂缝，出现粘结破坏，引起:○1梁底的纵向裂缝；○2梁侧的纵向裂缝。
（2）由斜向挤压力纵向分量引起：○1会在肋间混凝土“悬臂梁”上产生剪应力，使其根部的混凝土撕裂；○2钢筋表面的肋与混凝土的接触面上会因斜向挤压力的纵向分量产生较大的局部压应力，使混凝土局部被挤碎，从而使钢筋有可能沿挤碎后粉末堆积物形成的新的滑移面，产生较大的相对滑移；○3当混凝土的强度较低时，带肋钢筋有可能被整体拔出，发生刮出式的相对破坏。
3-4 影响钢筋与混凝土之间粘结强度的主要因素有哪些？影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要有：（回答题目可以只写要点）（1）混凝土强度。
光圆钢筋及带肋钢筋的粘结强度均随混凝土强度等级的提高而提高，且与混凝土的劈裂抗拉强度近似成正比。
（2）浇筑混凝土时钢筋所处的位置。
浇筑深度超过300mm时的“顶部”水平钢筋，钢筋的底面混凝土由于水分、气泡的逸出和混凝土泌水下沉，并不与钢筋紧密接触，形成强度较低的疏松空隙层，削弱了钢筋与混凝土的粘结作用。
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混凝土结构基本原理
第三章粘结与锚固
济祥
同济大学土木工程学院顾祥林
gxl@
P
P
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作
用
M M 1
M T 1
1=
212M M T h h γγ+Δ≈=M 2=M 1+ΔM T 2=T 1+ΔT
T 1τ
h
s γs s Δx
M 2=M 1+ΔM M 1
M T =
Δ梁中粘结应力的分布与的分布规律相同；理想
实际上由于微裂缝的存在分布规律还要变化
钢筋的周长
分布
实际分布
τ
σst
V
τ=s
s s s s
缝结作
1. 粘结作用
P
P
裂缝出现后的粘结作
用
两种粘结作用
T
保证钢筋和混改善钢筋混凝锚固粘结
凝土共同工作
缝间粘结
土的耗能性能
2.
粘结机理
有时粘力
消失
粘附力
有滑移时粘附力即消失光圆钢筋
摩擦力钢筋受力较大时粘
机械咬合力
（钢筋表面不
平微锈时可结力主要由此二部分组成
平、微锈时可显著提高咬合
力）
2. 粘结机理
粘附力
变形钢筋摩擦力
机械咬合力主要作用
3. 搭结机理
T
4. 粘结试验
x
x
s tr
l τμ=
A s σ
s2
l tr
⊿x
τ
A s σs1
σs
σs =T /A s
Τ
τ
(A A σσ−Δd A σ0
x Δ→)12s s s s s
s
s
x x στμμ=
=
ΔΔs s s
dx τμ=
4. 粘结试验
自由端
搭接长度
l c =5d
套2~3d
管
搭接长度试验
延伸长度
半梁试验
拔出试验
延伸长度试验
5. 粘结破坏形态
光圆钢筋
钢筋拔出
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
纵向分量
径向分量
构件纵向开裂
一、粘结作用与粘结机理
粘结作用与粘结机理
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
径向分量
纵向分量
混凝土撕裂混凝土局部挤碎刮出式破坏
二
钢筋和混凝土间粘结强度二、钢筋和混凝土间粘结强度
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土
间的平均粘结强度
100
钢拔出拉力
100
筋
c
s u
u l T μτ=
自由端
钢筋周长
埋置长度
混凝土强度l c =5d
套混凝强度
浇注位置（水平浇注、竖向浇注）
2~3d
管
影响因素
钢筋的外形特征
T u
保护层厚度和钢筋的净距
1. 锚固长度的理论分析
原则钢筋屈服时正好发生锚固破坏
以直径为
对象2c的混凝土试件内配
直径为d的变形钢筋为例
假
假定纵裂发生在刮出式破坏以前
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p 引起的混凝土中的拉应
力按线形分布
l a
a
t
a l d c d p l 2
)
'2(σ−=⋅⋅d
t
c p σ)1'(−
=p
σt
σt
d 2
当σt =f t 时，锚固破坏
c ′
c ′
d
t
u f c p )1'(−=d 2
1. σt
σt
y τa
d l −t
f
d
)2(
1. 锚固长度的理论分析
y a
f l 4=
t
f
d
c d )2'(−2c ′
d
c 2'=令d
f l y a =
f t
6当c ′>2d 时，l a
的数值比上式的数值要小
2. 实用计算公式
l a
基本锚固长度（GB 50010）：
y a f l d
α
=对不同的情况还要作修正
t
f 锚固钢筋的外形系数，见
教材表3-1
对上式作修正可得搭接长度
l a
l l ζ=
谢谢！。