混凝土基本原理简答题

.钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不同的材料，它们为什么能结合在一起共同工作？答：（1）混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，互相传递内力。

粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础。

（2）钢筋的线膨胀系数1.2×10^(-5) ℃-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10^(-5)~1.5×10^(-5) ℃-1，二者数值相近。

因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。

1-2.钢筋冷拉和冷拔的抗拉、抗压强度都能提高吗？为什么？答：冷拉能提高抗拉强度。

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，使钢筋产生塑性变形达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材的目的。

冷拔能提高抗拉、抗压强度。

冷拔是指钢筋同时经受张拉和挤压而发生塑性变形，截面变小而长度增加，从而同时提高抗拉、抗压强度。

1-7.简述混凝土在三向受压情况下强度和变形的特点。

答：在三向受压状态中，由于侧向压应力的存在，混凝土受压后的侧向变受到了约束，延迟和限制了沿轴线方向的内部微裂缝的发生和发展，因而极限抗压强度和极限压缩应变均有显著提高，并显示了较大的塑性。

1-8.影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：（1）影响徐变的因素：混凝土的组成和配合比；养护及使用条件下的温湿度；混凝土的应力条件。

（2）影响收缩的因素：养护条件；使用环境的温湿度；水灰比；水泥用量；骨料的配级；弹性模量；构件的体积与表面积比值。

1-13.伸入支座的锚固长度越长，粘结强度是否越高？为什么？答：不是锚固长度越大，粘结力越大，粘结强度是和混凝土级配以及钢筋面有关系。

2-2.荷载按随时间的变异分为几类？荷载有哪些代表值？在结构设计中，如何应用荷载代表值？答：荷载按随时间的变异分为三类：永久作用；可变作用；偶然作用。

永久作用的代表值采用标准值；可变作用的代表值有标准值、准永久值和频遇值，其中标准值为基本代表值；偶然作用的代表值采用标准值。

2-5.什么是结构的预定功能？什么是结构的可靠度？可靠度如何度量和表达？答：预定功能：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.在正常维护下具有足够的耐久性能。

3.在正常使用时具有良好的工作性能。

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。

结构的可靠度是结构可靠性（安全性、适用性和耐久性的总称）的概率度量。

用失效概率度量结构可靠性有明确的物理意义，但目前采用可靠指标β 来度量可靠性。

2-6.什么是结构的极限状态？极限状态分几类？各有什么标志和限值？答：结构的极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求。

极限状态分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。

3-3..螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些？答：螺旋箍筋柱截面形式一般多做成圆形或多边形，仅在特殊情况下才采用矩形或方形。

（1）螺旋箍筋柱的纵向受力钢筋为了能抵抗偶然出现的弯矩，其配筋率ρ 应不小于箍筋圈内核心混凝土截面面积的0.5%，构件的核心截面面积应不小于构件整个截面面积的2/3.但配筋率ρ 也不宜大于3%，一般为核心面积的0.8%~1.2%之间。

（2）纵向受力钢筋的直径要求同普通箍筋柱，但为了构成圆形截面，纵筋至少要采用6 根，实用根数经常为6~8 根，并沿圆周作等距离布置。

箍筋太细有可能引起混凝土承压时的局部损坏，箍筋太粗则又会增加钢筋弯制的困难，螺旋箍筋的常用直径为不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8mm。

螺旋箍筋或环形箍筋的螺距S（或间距）应不大于混凝土核心直径dcov 的1/5；且不大于80mm。

为了保证混凝土的浇筑质量，其间距也不宜小于40mm。

★为什么螺旋箍筋柱能提高承载力？答：混凝土三向受压强度试验表明，由于侧向压应力的作用，将有效地的阻止混凝土在轴向压力作用下所产生的侧向变形和内部微裂缝的发展，从而使混凝土的抗压强度有较大的提高。

配置螺旋箍筋就能起到这种作用，所以能提高承载力。

4-1.受弯构件中适筋梁从加载到破坏经历那几个阶段？各阶段正截面上应力-应变分布、中和轴位置、梁的跨中最大挠度的变化规律是怎样的？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪种极限状态的计算依据？答：（1）适筋受弯构件从开始加载至构件破坏，正截面经历三个受力阶段。

第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。

第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa 时，受拉钢筋开始屈服。

第Ⅲ阶段钢筋承担屈服后，梁的刚度速度下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小，受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，区压混凝土被压碎，构建丧失承载力。

截面抗裂验算是建立在第Ⅰa 阶段的基础之上，构件使用阶段的变形和裂缝宽度验算是建立在第Ⅱ阶段的基础之上，而截面的承载力计算则是建立在第Ⅲa 阶段的基础之上的。

4-4.说明少筋梁、适筋梁与超筋梁的破坏特征有何区别？答：适筋筋：是在梁完全破坏以前，由于钢筋要经历圈套的塑性伸长，随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增。

它将给人以明显的破坏征兆，习惯上常把这种梁的破坏性你“延生破坏”或“塑性破坏”。

超筋梁：钢筋在梁破坏之前仍处于弹性工作阶段，则破坏时梁上裂缝开展不宽，延伸不高，梁的挠度亦不大。

它在没有明显预兆的情况下赋于受压区混凝土突然压碎而破坏，习惯上称“脆性破坏”。

少筋梁：这种梁一旦开裂，受拉钢筋立即达到屈服强度，有时迅速进入强化阶段，裂缝开展过宽，尽管开裂后仍有可能保留一定的承载能力，但梁已经发生严重的开裂下垂，少筋梁破坏也称“脆性破坏”。

4-5.单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定？答：1、构件变形符合平面假设，即砼和钢筋的应变沿截面高度符合线性分布；2、在极限状态下，受压区砼的应力达到砼抗压设计强度fcd，并取矩形应力图计算；3、不考虑受拉区砼的作用，拉力全部由钢筋承担；4、钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。

受拉钢筋的极限拉应变取0.01。

极限状态时,受拉钢筋应力取其抗拉强度设计值fsd，受压区取其抗压强度设计值fsd’。

4-8.什么叫截面相对界限受压区高度ξ b ?它在承载力计算中的作用是什么？答：指在适筋构件与超筋构件相对受压区高度的界限值。

等效区高度与截面有效高度之比。

作用：防止将构件设计成超筋构件。

当ξ ≤ξ b ，受拉钢筋屈服，为适筋构件。

当ξ >ξ b，受拉钢筋不屈服，表明发生的破坏为超筋梁破坏。

4-10.在什么情况下可采用双筋梁，其计算应力图形如何确定？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？为什么双筋截面一定要用封闭箍筋？答：1.弯矩方向改变2.当截面承受的弯矩较大，而截面尺寸受到使用条件的限制，不允许继续加大，则采用双筋截面3.结构或构件由于某种原因，预先已经布置了一定数量的受力钢筋。

作用：防止受压区混凝土在受拉区纵向受力钢筋屈服前压碎。

防止受压区纵向受力钢筋在构件破坏时还打不倒抗压强度设计值。

4）当梁内适当地布置封闭箍筋，使它能够约束纵向受压钢筋的纵向屈时，由于砖的塑性变形的发展，破坏时受压钢筋应力是能够达到屈服的，但是当箍筋的间距过大或刚度不足，受压钢筋会过早向外侧凸出，这时受压钢筋的应力达不到屈服，而引起砖保护层剥落，使受压区砼过早破坏。

因此《规范》要求当梁中配有计算需要的受压钢筋时，箍筋应为封闭式。

4-11.为什么《规范》规定HPB235，HRB335,HRB400 钢筋的受压强度设计值取等于受拉强度设计值？而钢绞线、消除应力钢丝和热处理钢筋却只分别取390N/mm2，410N/mm2 和400N/mm2 ？因为HPB235，HRB335,HRB400 为有明显屈服点和屈服台阶的变形，尔钢绞线变形物明显屈服与屈服台阶，所以取对应于残余应变味0.8%的应力σ 0.2 为其条件屈服点4-12.为什么在双筋矩形截面承载力计算中也必须满足ξ ≤ξ b 与x≥ 2as’的条件？答：当构件在不同荷载的组合下，同一截面处弯矩变号，或由于构造需要在受压区已存在的钢筋面积较大时，考虑让其受压，而为了保证受压钢筋充分发挥作用，要求x>=2as’。

在双筋截面中为了保护纵向受拉钢筋应力达到fy，防止出现超筋梁的情况，同样必须符合ξ ≤ξ b。

4-17.两类T 形截面梁如何鉴别？在第二类T 形截面梁的计算中混凝土压应力应如何取值？答：两类T 形截面的判别：当中和轴通过翼缘底面，即x=hf’时为两类T 形界面的界限情况。

由平衡条件∑X=0，α 1fcbf’hf’= fyAs ∑M=0, M=α 1fcbf’hf（h0-hf’/2）上式为两类T 形截面界限情况所承受的最大内力。

若fyAs≤α 1fcbf’hf’或M≤α 1fcbf’hf（h0-hf’/2）此时，中和轴在翼缘内，即x≤hf’，故属于第一类T 形截面。

同理可得，若fyAs>α 1fcbf’hf’或M>α 1fcbf’hf（h0-hf’/2）此时，中和轴必在肋内，即x≥hf’，这属于第二类T 形截面。

4-19.整浇楼盖中连续梁的跨中截面和支座截面各按何种截面形式计算？答：现浇楼盖中的连续梁，其跨中截面按T 形截面计算支座截面按矩形（b×h）截面计算。

因为跨中截面的受压区在梁的上侧而支座截面的受压区在梁的下侧。

5-5.梁斜截面破坏的主要形态有哪几种？它们分别在什么情况下发生？破坏性质如何？答：斜拉破坏,斜拉破坏发生在无腹筋梁或腹筋配得很少的有腹筋梁中，一般出现在剪跨比λ ＞３的情况。

整个破坏过程急速而突然，破坏是拱体混凝土被拉坏，属于脆性破坏。

剪压破坏,当腹筋配置适当时或无腹筋梁剪跨比大致在１＜λ ＜３的情况下，这种破坏有一定的预兆，属于塑性破坏；但与适筋梁的正截面破坏相比，剪压破坏仍属于脆性破坏。

斜压破坏,当剪跨比较小（λ ≤１）或者腹筋配置过多，腹板很薄时，破坏时腹筋的应力尚未达到屈服强度。

破坏荷载很高，但变形很小，也属于脆性破坏。

5-7.有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件？其意义如何？答：A 上限值—最小截面尺寸。

当hw/b≤4 时，V≤0.25β cfcbh0 当hw/b≥4 时，V≤0.2β cfcbh0 当4＜hw/b ＜6 时，V≤0.025（14-hw/b）β cfcbh0 意义：保证构件截面尺寸不太小，可防止斜压破坏的发生。

B,F 限值—最小配筋率和箍筋最大间距。

当V＞0.7ftbh0 时，配筋率应满足最小配筋率：ρ sv≥ρ sv min=0.24ft/fyv 意义:防止斜拉破坏。