混凝土结构习题

1．试述混凝土徐变和塑性变形的区别。（6分）（1.2）

答：徐变是混凝土受力后，水泥石中的凝胶体产生的粘性流动；（1分）

徐变在较小的应力时就发生；（1分）

徐变部分可恢复。（1分）

塑性变形是混凝土中结合面裂缝扩展引起的；（1分）

塑性变形是应力超过材料弹性极限后发生；（1分）

塑性变形不可恢复。（1分）

A1．钢筋混凝土受弯构件正常使用验算是要控制哪几个方面的功能限值？

答案：受拉区混凝土的拉应力、裂缝开展宽度、挠度，它们分别要小于规范允许值。

1.如图连续梁，若求第一跨跨中最大弯矩，均布活荷载q该如何布置？

答：应在第1、3、5跨布置荷载。或以图形表示为：

1．偏心受压构件有那些破坏情况？它们的破坏特征如何?主要取决于什么因素?

答：偏心受压构件有两种破坏情况：①受拉破坏，其破坏特征是受拉钢筋先达到屈服，然后混凝土被压碎；②受压破坏，其破坏特征是靠近轴向力一侧的受压混凝土应变先达到极限应变而被压坏。构件的破坏情况主要取决于偏心矩和纵向配筋量。

2. 徐变对结构的有哪些作用？（5分）（1.2）

答：徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，减小应力集中现象。（1分）

减小大体积混凝土内的温度应力。（1分）

徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大。（1分）

引起预应力损失。（1分）

在长期高应力作用下，会导致破坏。（1分）

A2．钢筋混凝土梁正常使用验算比承载力验算的可靠度低，从哪些方面有所体现？

答案：正常使用极限状态验算的可靠度要求较低，一般要求β=1.0∼2.0。

材料强度采用标准值而不用设计值，即材料分项系数取为1.0。

荷载采用标准值而不用设计值，即荷载分项系数γG及γQ取为1.0。

2.如图连续梁，若求第二跨跨中最大弯矩，均布活荷载q该如何布置？

答：应在第2、4跨布置荷载。或以图形表示为：

3．矩形截面偏心受压构件截面设计时，如何判别构件属于大偏心受压还是小偏心受压? 答：矩形截面偏心受压构件截面设计时，由于钢筋面积A s及A’s为未知数，构件截面混凝土相对受压区计算高度ξ无法计算，因此无法利用ξb来判断截面属于大偏心受压还是小偏心受压。实际设计时常根据偏心矩大小来加以决定。当ηe0 >0.3h0时，可按大偏心受压构件设计；当ηe0≤0.3h0时，可按小偏心受压构件设计。

1、什么是延性破坏，脆性破坏?试各举二例。

答：破坏前是否有预兆，能否有足够时间采取相应措施。

延性：适筋梁、大偏压柱

脆性：超筋梁、受剪中的斜拉破坏

3. 影响混凝土徐变的主要因素有哪些？（6分）（1.2）

答：a内在因素：混凝土的组成和配比。

骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。

水灰比越小，徐变也越小。（2分）

b应力大小：混凝土应力越大，徐变越大。

c ≤(0.5 ~ 0.55) fc时，徐变与应力成正比，称为线性徐变。

c > (0.5 ~ 0.55) fc 时，最终徐变与应力不成正比，称为非线性徐变。

c >0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展处于不稳定状态，徐变的发展不收敛，导致混凝土的破坏。（2分）

c加载龄期：混凝土的龄期越短，凝胶体的粘性流动越大，徐变越大。（1分）

d环境影响：外界相对湿度越高，结构内部水分不易外逸，徐变越小。（1分）

A3．为什么正常使用验算比承载力计算的可靠度低？从哪些方面有所体现？

答案：钢筋混凝土受弯构件的承载力计算属于第一类极限状态，设计计算时效应组合采用设计值，正常使用验算属于第二类极限状态，是在安全有保证的前提下进行的验算，超出正常使用极限状态而产生的后果比超出承载能力极限状态所造成的后果轻，故正常使用极限状态验算的可靠度要求较低，一般要求β=1.0∼2.0。

在以下两方面有所体现：

材料强度采用标准值而不用设计值，即材料分项系数取为1.0。

荷载采用标准值而不用设计值，即荷载分项系数γG及γQ取为1.0。

3.如图连续梁，若求B支座最大负弯矩，均布活荷载q该如何布置？

答：应在第1、2、4跨布置荷载。或以图形表示为：

4．偏心受压构件在什么情况下必须采用对称配筋?对称配筋时有什么优缺点?

答：当偏心受压构件在不同方向荷载作用下同一截面会出现数值相差不大的正负弯矩时，设计必须采用对称配筋形式。对称配筋的优点是构造简单、施工方便，其缺点是用钢量较非对称配筋大。

2、什么是延性破坏，脆性破坏?试各举二例。

答：破坏前是否有预兆，能否有足够时间采取相应措施。

延性：适筋梁、大偏压柱

脆性：超筋梁、受剪中的斜拉破坏

8、钢筋混凝土受弯构件一般分为哪几个应力阶段？在进行抗裂度、裂缝宽度、变形和承

载力计算时各自依据哪个应力阶段？

答：分为３个阶段。第Ⅰ阶段从开始加载至临近裂缝出现，为弹性阶段；第Ⅱ阶段从裂缝出现到临近受拉钢筋屈服，为弹塑性阶段；第Ⅲ阶段从受拉钢筋屈服至受压区混凝土压碎，为塑性阶段。对普通钢筋混凝土结构一般不提抗裂度要求，特殊情况需要进行抗裂度验算时，可以第Ⅰ阶段末的应力作为计算依据；裂缝宽度和变形验算以第Ⅱ阶段末的应力作为计算依据；承载力计算以第Ⅲ阶段末的应力作为计算依据。

4. 混凝土的强度指标有哪几种？其概念和各自的表示符号是什么？（5分）（1.2）

答：混凝土的强度指标有：立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和轴心抗拉强度。（1分）立方体抗压强度：我国规范规定以边长为150mm×150mm×150mm的标准立方体试块，在标准条件下（温度20±3℃，相对湿度≥90％的潮湿空气中）养护28天，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值作为混凝土的强度等级，称为立方体抗压强度，用f cu表示。（2分）

棱柱体抗压强度：由150mm×150mm×300mm的棱柱体试件，经标准养护后，用标准试验所测得的抗压强度称为棱柱体抗压强度，用f c表示。（1分）

轴心抗拉强度f t：混凝土的轴心抗拉强度远小于其抗压强度，f t仅相当于f cu的1/9～1/18。

（1分）

A4．钢筋混凝土梁正常使用验算的内容和目的是什么？

答案：验算内容：受拉区混凝土的拉应力、裂缝开展宽度、挠度。

受拉区混凝土的拉应力验算目的是保证构件抗裂满足要求，如承受水压的轴拉、小偏拉及发生裂缝后引起严重渗漏构件。

裂缝宽度验算的目的：对一般钢筋砼构件允许带裂工作，只是裂缝宽度在规定限度内，保证钢筋不锈蚀。

变形验算的目的是限制构件的变形，以保证构件不会产生过大变形而影响正常工件。

4.如图连续梁，若求C支座最大剪力，均布活荷载q该如何布置？