混凝土概念题电子教案

混凝土概念题

混凝土概念题

《基本原理》课后习题

6-1 对于纯扭构件，为什么配置螺旋形钢筋或配置垂直箍筋和纵筋？

答：试验表明，无筋截面混凝土构件在扭矩的作用下，首先在截面长边中点附近最薄弱处产生一条是45°角方向的斜裂缝，然后迅速地以螺旋形向相邻两面延伸，最后形成一个三面开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，使结构立即破坏，具有典型脆性破坏性质。因此可在混凝土构件中沿45°角主拉应力方向配置螺旋钢筋，并将螺旋钢筋配置在构建截面的边缘处，或在构件中配置箍筋和纵筋来承受主拉应力，承受扭矩作用效应，提高抗扭承载力。

6-2 纯扭适筋、少筋、超筋构件的破坏特征是什么？答：少筋构件：当混凝土受扭构件配筋数量较少时，破坏特性：结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量较少时，钢筋应力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏。属于脆性破坏。

适筋破坏：当混凝土受扭构件按正常数量配筋时，破坏特征是结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂不断开展并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点，，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压屈服点，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压强度而破坏。破坏时其变形及混凝土裂缝宽度较大。属于延性破坏。

超筋破坏：当混凝土受扭构件配筋数量过大或混凝土强度等级过低时，结构破坏特征：结构破坏时纵筋和箍筋均未达到屈服点，受压区混凝土首先达到抗压

强度而破坏。结构破坏时其变形以及混凝土裂缝宽度

较小，属于脆性破坏。

当混凝土受扭构件的纵筋与箍筋比率相差较大时为

部分超筋构件；随着扭矩荷载的不断增加，配置数量

较少的钢筋达到屈服点，最后受压区混凝土达到抗压

强度而破坏。结构破坏时配置数量较多的钢筋并没有

达到屈服点，结构具有一定的延性。

6-3 我国《规范》是怎样处理在弯、剪、扭联合作用

下的结构构件设计的？

答：在国内大量试验研究和按变角空间桁架模型分析

的基础上，《规范》给出弯矩以及弯剪扭构件承载力

的实用计算法。受弯扭构建的承载力计算，分别按受

纯弯矩和受纯扭矩计算纵筋与箍筋。然后将相应的钢

筋截面面积进行叠加，即弯扭构件的纵筋用量为受弯

的纵筋和受扭的纵筋截面面积之和，而箍筋用量则有

受扭的箍筋所决定，弯剪扭构件承载力计算，分别按

受弯和受扭计算的纵筋截面面积叠加，分别按受剪和

受扭计算的箍筋解密恩面积相叠加

6-5 为什么规定受扭构件的截面限制条件？若扭矩超

过截面限制条件的要求，解决方法是什么？

答：在受扭构件计算时，为了保证结构界面尺寸及混

凝土材料强度不致过小，结构在破坏时混凝土不首先

被压碎，因此规定截面限制条件。若扭矩超过截面限

制条件的要求，则需要加大构件截面尺寸，或提高混

凝土强度等级。

6-6 在什么情况下受扭构件应按最小配箍率和最小纵

筋配筋率进行配筋？

答：钢筋混凝土构件承受的剪力及扭转相当于结构混

凝土即将开裂时剪力及扭矩值的界限状态，称为构造

配筋界限。从理论上说来，结构处于界限状态时，由

于混凝土尚未开裂，混凝土能够承受荷载作用而不需

要设置受剪及受扭钢筋；但在设计时为了安全可靠，

以防止混凝土偶然开裂而丧失承载力。按构造要求还

应设置符合最小配箍率要求得钢筋截面面积。

6-7 在弯、剪、扭联合作用下构件的受弯配筋是怎么

考虑的？受剪配筋是怎样考虑的？

答：在（M 、V 、T）作用下，构件受弯配筋按纯弯

构件计算，受剪钢筋先按纯剪时计算，但剪扭都具有

相关性，所以计算时要乘以降低系数。

6—9（非课后习题，但老师提及过）什么是平衡扭矩

和协调扭矩（附加扭矩）？

答：若结构的扭矩是由荷载产生的，其扭矩可根据平

衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关，这种扭矩称为

平衡扭矩。

超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转，

称为协调扭转或附加扭转。

9-1 何谓预应力混凝土？与普通钢筋混凝土构件相

比，预应力混凝土构件有何优缺点？

答：在混凝土构件承受外荷载之前，对其手拉区预先

施加压应力，就成为预应力混凝土结构。

预应力混凝土优点：1，提高构件的抗裂能力

2，增大了构件的刚度

3，充分利用了高强度材料

4，扩大构件的应用范围

缺点：1，施工工序多

2，对施工技术要求高且需要张拉设备

3，锚夹具及劳动力费用高

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9-2 为什么预应力混凝土构件必须采用高强度钢材，且应尽可能采用高强度等级的混凝土？

答：在进行张拉时，为得到较大预应力需对钢筋进行较大限度的张拉，所以刚才须采用高强度的，同样，混凝土强度等级越高，能够承受预应力也越高，二者强度等级相配合，可获得较经济的截面尺寸，对先张构件，高强度等级的高粘结力尤为重要。

9.3预应力混凝土分为哪几类？各有何特点？

答： 1 预应力混凝土分为以下几类：

a.先张法和后张法预应力混凝土

b.全预应力和部分预应力混凝土

c.有粘结预应力和无粘结预应力混凝土

2 先张法：通过预应力钢筋和混凝土的粘结力传递预应力的，制作方法是先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土而成的。适用于预制厂大批制作中.小构件。

3 后张法：是依靠其两端的锚具锚住预应力的，制作方法是先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋而成的，此方法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架，吊车梁，大跨度桥梁等。

4 全预应力混凝土：指在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力。即为全截面受压的构件。

5 部分预应力混凝土：指在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压。

6 有粘结预应力混凝土：是指沿预应力全长其周围均与混凝土粘结握裹在一起的预应力混凝土结构。

7 无粘结预应力混凝土：指预应力筋伸缩，滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。9-4 施加预应力的方法有哪几种？先张法和后张法的

区别何在？试简述它们的优缺点及适用范围。

答：施加预应力的方法有：先张法和后张法。先张法

和后张法的区别在于两者施加预应力的工艺、传递预

应力及适用范围。先张法相对后张法的制作要简单，

而后张法的锚具不能够重复使用且制作工艺复杂。先

张法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应

力混凝土楼板、梁等。后张法适用于在施工现场制作

大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。

9.5什么张拉控制力δcon ？为什么张拉控制应力值不

能过高也不能过低？

答：1 张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时，张拉设

备的测力仪表所指示的总张拉应力除以预应力钢筋截

面面积得出的拉应力值，以δcon表示。

2 δcon应取值适当，当构件截面尺寸及配筋数量一

定时，δcon越大，在构建受拉区建立的混凝土预压

应力也越大，则构件使用时的抗裂度也越高，但是同

时也会产生负面的问题，比如个别钢筋可能会被拉

断，施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力甚至

开裂，还可能使后张法构件混凝土产生局部破坏；使

开裂荷载与破坏荷载相近；一旦裂缝，则会立即破

坏、此外，此外，为了保证构件中建立必要的有效预

应力，δcon也不能过小。

9.6 预应力损失由哪几种？各种损失产生的原因是什

么？计算方法及减小措施如何？先张法，后张法各有

哪几种损失？哪些属于第一批，哪些属于第二批？

答：（1）预应力损失分为以下几类及其产生的原

因：

A．张拉端锚具变形引起的损失δL1

B．由于钢筋内缩引起的预应力损失

C．由于预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引

起的预应力损失δL 2

D．由于温度变化一起的损失δL3

E．由于盈利松弛现象产生的损失δL4

F．由于混凝土收缩和徐变引起的损失δL5

G．用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构

件，由于混凝土的局部挤压引起的损失δ

L 6

H．由于混凝土弹性压缩产生的损失

（2）各类预应力损失的计算方法及减小措施：(略，

见习题手写版)

δL 1 =a/L Es

①δL 1 =a/L Es 应尽量减小用垫板

②σ2=(kx+μθ)σcom③④⑤

9-7 什么是预应力钢筋的松弛？为什么短时的超张拉

可以减小松弛损失？

答：应力松弛是指钢筋受力后，在长度不变的条件

下，钢筋应力随时间的增长而降低的现象。因为超张

拉下短时间内发生的损失在低应力下需要较长的时

间；持荷2分钟可使相当一部分松弛损失发生在钢筋

锚固之前，则锚固后损失较小。

9-10 预加预应力对轴心受拉构件的承载力有何影响？

为什么？

答：预加预应力对轴心受拉构件的承载力计算公式与

普通钢筋混凝土构件相同，与预应力的存在于大小无

关，即预加预应力不能提高承载力。

9-11 预应力混凝土构件中的非预应力钢筋有何作用？

答：非预应力钢筋在预应力混凝土构件中不仅起到支

撑钢筋骨架的作用，同时还提高构件受弯，受剪承载

力，减小裂缝宽度等方面的作用。

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