东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【课后习题】(混凝土结构材料的物理力学性能)
东南大学结构设计原理1-21章课后习题参考答
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机构设计原理1-1混凝土截面受拉区钢筋的作用:是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
1-2名词解释("混凝土立方体抗压强度":以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20¢+_2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿的空气中养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值。
"混凝土轴心抗压强度值"按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度设计值。
"混凝土抗拉强度"用试验机的夹具夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为。
)1-3混凝土轴心受压的应力---应变曲线有何特点?影响混凝土轴心受压应力---应变曲线有哪几个因素?一,该曲线特点分为三个阶段,分别为上升段,下降段,收敛段。
二,影响的主要因素:a.混凝土强度愈高应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈差b.应变速率应变速率小,峰值应力fc降低,€增大下降段曲线坡度显著的减缓c.测试技术和实验条件,其中应变测量的标距也有影响,应变测量的标距越大,曲线坡度越陡,标距越小,坡度越缓。
1-4什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变有哪些主要原因?一,在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象称为混凝土的徐变。
二,a混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小b加荷时混凝土的龄期,龄期越短徐变越大c混凝土的组成成分和配合比d养护条件下的温度和湿度.1-5混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有何不同之处?混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥逐渐发生粘性流动,微细空隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生各种因素的综合结果,而混凝土的收缩变形主要是硬化初期水泥石凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【章节题库】(判断题)
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二、判断题第一章1.材料强度标准值要小于材料强度设计值。
()[后勤工程学院2015年]【答案】错误【解析】材料强度设计值等于材料强度标准值除以材料强度的分项系数,材料的分项系数大于1,所以材料强度标准值大于其强度设计值。
2.混凝土立方体试块的尺寸越大,强度越高。
()【答案】错误【解析】由于“尺寸效应”的影响,对于同样的混凝土,试件尺寸越小,测得的强度越高;试件尺寸越大,测得的强度越低。
3.混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。
()【答案】正确【解析】混凝土在三向受压状态下,侧向压力能够使混凝土的横向变形受到约束,最大主压应力轴的抗压强度有较大的增长。
4.混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。
()【答案】正确【解析】混凝土是由水泥、水、砂石骨料按一定比例混合搅拌后,经凝固硬化而成的。
在结硬过程中,由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因,在骨料和水泥石的界面上形成一些不规则的微裂缝,称为混凝土中的薄弱部位。
混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。
第二章1.混凝土的强度越高,钢筋与混凝土之间的粘结力也越高。
( )[后勤工程学院2015年]【答案】正确【解析】混凝土强度越高,混凝土与钢筋的胶结力和机械咬合力随之增加,试验表明,粘结强度和混凝土抗拉强度成正比。
2.混凝土收缩、徐变与时间有关,且互相影响。
( )【答案】正确【解析】徐变是指结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象,与时间参数有关。
一般,徐变开始增长较快,以后逐渐减慢,经过较长时间后就逐渐趋于稳定,混凝土的收缩值随着时间的增长而增长,他们之间相互影响。
3.钢筋混凝土框架梁上部纵向受力钢筋采用弯折锚固时,其总锚固长度允许小于。
【答案】错误a l【解析】支座上部受力钢筋总面积为,则第一批截断的钢筋面积不得超过,延伸长度从支座边缘起不小于(d 为截断钢筋的直径);第二批截断的钢筋面积不得超过,延伸长度不小于;余下的纵筋面积不小于,且不少于两根,可用来承担部分弯矩并兼作架立钢筋,其伸入边支座的锚固长度不得小于。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【课后习题】(预应力混凝土构件)
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(3)减少各项预应力的损失值的措施
①减少 σl1 损失的措施有:选择锚具变形小戒使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具,并尽
量少用垫板;增加台座长度。
②减少 σl2 损失的措施有:对于较长的构件可在两端迚行张拉,但这个措施将引起 σl1
的增加,应用时需加以注意;采用超张拉。
③减小 σl3 损失的措施有:采用两次升温养护。兇在常温下养护,徃混凝土达到一定强
②第二种预应力损失 σl2 是采用后张法张拉直线预应力钢筋时,由于预应力钢筋的表面
形状,孔道成型质量情冴,预应力钢筋的焊接外形质量情冴,预应力钢筋不孔道摩擦程度等
原因,使钢筋在张拉过程中不孔壁接触产生摩擦阻力而引起的。
③第三种预应力损失 σl3 是在采用兇张法浇灌混凝土后由于采用蒸汽养护的办法加速混
凝土的硬结,使得升温时钢筋受热自由膨胀所引起的。
④第四种预应力损失 σl4 是由于钢筋的松弛和徐变所引起的。
⑤第五种预应力损失 σl5 是由于混凝土发生收缩和徐变,使得构件的长度缩短,造成预
应力钢筋随乊内缩而引起的。
⑥第六种预应力损失 σl6 是采用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件时,由于预应力钢
筋对混凝土的挤压,使环形构件的直徂有所减小,预应力钢筋缩短而引起的。
4.预应力损失有哪些?分别是由什么原因产生的?如何减少各项预应力的损失值? 答:(1)预应力损失主要有以下六项: ①预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 σl1; ②预应力钢筋不孔道壁乊间的摩擦引起的预应力损失 σl2; ③混凝土加热养护时受张拉的预应力钢筋不承受拉力的设备乊间温差引起的预应力损 失 σl3; ④预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失 σl4; ⑤混凝土收缩、徐变的预应力损失 σl5; ⑥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预应力损失 σl6。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【章节题库】(选择题)
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三、选择题第一章1.一般情况下,可变荷载分项系数γG应取()。
[后勤工程学院2014年]A.0.9B.1.2C.1.3D.1.4【答案】D【解析】根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的规定,①对标准值大于4kN的工业房屋楼面结构的活荷载,可变荷载分项系数γG应取1.3;②其他情况,可变荷载分项系数γG应取1.4。
2.钢筋混凝土梁在正常使用情况下()。
A.通常是带裂缝工作的B.一旦出现裂缝,裂缝贯通全截面C.一旦出现裂缝,沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽D.通常是无裂缝的【答案】A【解析】事实上,受弯构件的受力过程分为三个阶段:整体工作阶段、带裂缝工作阶段、屈服阶段。
阶段二相当于梁正常使用时的受力状态,可作为正常使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。
3.下列各方面计算中,属于正常使用极限状态的情况是()。
A.受弯构件正截面承载力计算B.受弯构件斜截面承载力计算C.偏心受压构件承载力计算D.裂缝及变形验算【答案】D【解析】正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态。
当结构或构件出现影响正常使用的过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动时,可认为结构或构件超过了正常使用极限状态。
所以对裂缝及变形的验算属于正常使用极限状态。
4.下列各项中达到承载力使用极限状态()。
A.轴心受压柱因达到临界荷载而丧失稳定性B.影响外观的变形C.令人不适的振动D.影响耐久性能的局部损坏【答案】A【解析】结构或构件由于材料强度不足而破坏,或因疲劳而破坏,或产生过大的塑性变形而不能继续承载,或丧失稳定,或结构转变为机动体系时,就认为结构或构件超过了承载能力极限状态;当结构或构件出现影响正常使用的过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动时,可认为结构或构件超过了正常使用极限状态。
第二章1.确定混凝土强度等级的依据是()。
[后勤工程学院2015年]A.立方体抗压强度标准值B.轴心抗压强度标准值C.立方体抗压强度平均值D.轴心抗压强度平均值【答案】A【解析】《混凝土结构设计规范》规定混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,用符号f cu,k表示。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【课后习题】(受拉构件的截面承载力)
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第六章 受拉构件的截面承载力(一)1.当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时,怎样计算其正截面的承载力?答:当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时,最低强度的受拉钢筋屈服破坏后退出工作,则承载力降低,所以此时正截面的受拉承载力N u 等于最低钢筋的抗拉强度设计值与其截面面积的乘积之和。
即:min u y s N f A 总2.怎样区别偏心受拉构件所属的类型?答:根据偏心受拉构件按纵向拉力N 的位置不同,分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况:当纵向拉力N 作用在钢筋A s 合力点及A's 合力点范围以外时,属于大偏心受拉情况;当纵向拉力N 作用在A s 合力点及A's 合力点范围以内时,属于小偏心受拉情况。
3.怎样计算小偏心受拉构件的正截面承载力?答:小偏心受拉构件在临破坏前,一般情况是截面全部裂通,拉力完全由钢筋承担。
计算时,可假定构件破坏时钢筋A s 及A's 的应力都达到屈服强度,根据内外力分别对钢筋A s 及A's 的合力点取矩的平衡条件,即得到小偏心受拉构件的正截面承载力计算公式,依次公式即可计算出所需的钢筋A s 及A's 的截面面积。
4.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中,x b 为什么取与受弯构件相同?答:由于大偏心受拉构件的截面受力情况与双筋矩形截面受弯构件的受力情况非常接近(除了大偏心受拉构件截面上作用的是一个偏心拉力N ,而受弯构件截面上作用的是一个弯矩M 之外),二者的破坏特征相类似,且大偏心受拉构件在界限破坏时也是受拉钢筋应力达到屈服强度f y 的同时受压区边缘混凝土达到极限压应变εcu ,与受弯构件的界限破坏情形完全相同。
因此,大偏心受拉构件的界限相对受压区高度ξb 也可按受弯构件的界限相对受压区高度公式:cu s yb E f εβξ⋅+=11(有明显屈服点的钢筋)和cu s y cu b E f εεβξ⋅++=002.011(无明显屈服点的钢筋)来计算,故大偏心受拉构件的x b 取与受弯构件相同。
混凝土结构设计原理课后答案
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绪论0-1:钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料,它们为什么能结合在一起工作?答:其主要原因是:①混凝土结硬后,能与钢筋牢固的粘结在一起,相互传递内力。
粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。
②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1,混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5~1.5×10-5C-1,二者的数值相近。
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。
习题0-2:影响混凝土的抗压强度的因素有哪些?答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室,加载速度对立方体抗压强度也有影响。
第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?答:1强度高,强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。
采用较高强度的钢筋可以节省钢筋,获得较好的经济效益。
2塑性好,钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形,能给人以破坏的预兆。
因此,钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。
3可焊性好,在很多情况下,钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接,因此,要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形,保证焊接后的接头性能良好。
4与混凝土的粘结锚固性能好,为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用,二者之间应有足够的粘结力。
1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗?为什么?答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度,冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度,然后卸载,在卸载的过程中钢筋产生残余变形,停留一段时间再进行张拉,屈服点会有所提高,从而提高抗拉强度,在冷拉过程中有塑性变化,所以不能提高抗压强度。
冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度,冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模,钢筋受到纵向拉力和横向压力作用,内部结构发生变化,截面变小,而长度增加,因此抗拉抗压增强。
1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?答:混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【章节题库】(计算题)
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M1 M M 300 99.85 200.15kN m
s
M1 1 fcbh02
200.15106 1.09.63005652
0.128 s, max
0.399
s 0.5(1
1 2s ) 0.5 (1
1 2 0.325) 0.876 h0 as 0.938 h0
min
max{0.20%, 0.45
ft } fy
max{0.20%, 0.178%} 0.20%
As bh0
603 200 466
0.65%
min
h h0
0.20% 500 466
0.215% ,满足。
则
fy 1 fc
0.0065 360 1.0 14.3
0.164 b
0.518 ,满足。
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六、计算题
第三章
1.钢筋混凝土梁的截面尺寸为 b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为 C30,
fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,受拉区配置 3 根直径为 16mm 的 HRB400 级纵向受力
Mu
fcbx(h0
x) 2
f
y
As
(h0
as)
11.9 200 79.2 (465 79.2) 300 628 (465 35) 2
161.2kN m M 200kN m
所以此截面承载力丌足。
3.试推导双筋矩形截面受弯构件正截面的承载力计算公式。[北京科技大学 2013 年] 解析:双筋矩形截面构件正截面受弯时计算简图如图 6-3-1:
。
4.某楼面梁截面尺寸为 b h 300mm600mm ,跨中最大弯矩设计值为
混凝土课后习题答案
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《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为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确定的。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【课后习题】(受压构件的截面承载力)
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第五章受压构件的截面承载力(一)1.轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?轴心受压长柱的稳定系数是如何确定的?答:(1)短柱与长柱的破坏形态是:①轴心受压普通箍筋短柱是随着荷载的增加,柱中开始出现微细裂缝,在临近破坏荷载时,柱四周出现明显的纵向裂缝,箍筋间的纵筋发生压屈,向外凸出,混凝土被压碎,柱子破坏;②而长柱破坏时,首先在凹侧出现纵向裂缝,随后混凝土被压碎,纵筋被压屈向外凸出;凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝,侧向挠度急剧增大,柱子破坏。
(2)《混凝土结构设计规范》采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度,即=N l u/N s u,N l u和N s u分别为长柱和短柱的承载力。
根据试验结果及数理统计可得的经验计算公式:当l0/b=8~34时,=1.177-0.021l0/b;当l0/b=35~50时,=0.87-0.012l0/b。
2.轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同?答:(1)轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算公式为:轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式为:(2)螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算中考虑了螺旋箍筋对柱的受压承载力的有利影响,采用了间接钢筋的换算截面面积和构件的核心截面面积,并引入螺旋箍筋对混凝土约束的折减系数α。
3.受压构件的纵向钢筋与箍筋有哪些主要的构造要求?答:(1)受压构件的纵向钢筋的构造要求有:①柱中纵向钢筋直径不宜小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%;全部纵向钢筋配率不应小于附表4-5中给出的最小配筋百分率ρmin(%),且截面一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%。
②轴心受压构件的纵向受力钢筋应沿截面的四周均匀放置,钢筋根数不得少于4根。
钢筋直径通常在16~32mm范围内选用。
③圆柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置,根数不宜少于8根,且不应少于6根。
④偏心受压构件的纵向受力钢筋应放置在偏心方向截面的两边。
当截面高度h≥600mm时,在侧面应设置直径为不小于10mm的纵向构造钢筋,并相应地设置附加箍筋或拉筋。
混凝土结构设计原理课后题解答
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绪论0-1:钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料,它们为什么能结合在一起工作?答:其主要原因是:①混凝土结硬后,能与钢筋牢固的粘结在一起,相互传递内力。
粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。
②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1,混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5~1.5×10-5C-1,二者的数值相近。
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。
习题0-2:影响混凝土的抗压强度的因素有哪些?答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室,加载速度对立方体抗压强度也有影响。
第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?答:1强度高,强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。
采用较高强度的钢筋可以节省钢筋,获得较好的经济效益。
2塑性好,钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形,能给人以破坏的预兆。
因此,钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。
3可焊性好,在很多情况下,钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接,因此,要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形,保证焊接后的接头性能良好。
4与混凝土的粘结锚固性能好,为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用,二者之间应有足够的粘结力。
1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗?为什么?答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度,冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度,然后卸载,在卸载的过程中钢筋产生残余变形,停留一段时间再进行张拉,屈服点会有所提高,从而提高抗拉强度,在冷拉过程中有塑性变化,所以不能提高抗压强度。
冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度,冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模,钢筋受到纵向拉力和横向压力作用,内部结构发生变化,截面变小,而长度增加,因此抗拉抗压增强。
1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?答:1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【章节题库】(论述题)
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五、论述题第一章1.在钢筋混凝土结构中,钢筋和混凝土为何能共同工作?[北京科技大学2011年、2014年]答:(1)硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的粘结力。
如果没有粘结力的话,钢筋就会被拔出。
钢筋与混凝土之间的粘结力主要由以下三部分组成:①混凝土硬化收缩将钢筋握紧产生的摩擦力;②水泥浆凝结后与钢筋表面产生的吸附作用力,称为胶结力;③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力,称为机械咬合力。
(2)钢筋与混凝土之间有较接近的线膨胀系数,当温度变化时钢筋与混凝土之间不会产生较大的相对变形而破坏粘结,为满足两种材料共同受力的要求创造了前提条件。
(3)混凝土包裹在钢筋表面,防止锈蚀,起保护钢筋的作用。
混凝土本身对钢筋无腐蚀作用,从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。
2.举例说明一般结构超过正常使用极限状态的标志有哪些?有人说“超过正常使用极限状态没有关系,后果不严重,在设计时不用考虑其影响”,这种说法是否正确?为什么?(10分)[南京航空航天大学2015年]答:(1)一般结构超过正常使用极限状态的标志为结构或构件出现了影响正常使用的过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动。
(2)这种说法不正确。
因为超过了正常使用极限状态,结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
例如:结构构件产生过大的变形将损害甚至丧失其使用功能,结构构件裂缝宽度过大会影响其耐久性。
3.根据结构功能的不同,如何划分极限状态?[北京科技大学2012年、2013年] 答:结构的功能可以分为:①安全性。
指建筑结构承载能力的可靠性,即建筑结构应能承受正常施工和使用时的各种荷载和变形,在地震、爆炸等发生时和发生后能保持结构的整体稳定性。
②适用性。
要求结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形以及不发生过宽的裂缝和振动等。
③耐久性。
要求在正常维护条件下结构性能不发生严重劣化、腐蚀、脱落、碳化,钢筋不发生锈蚀等,达到设计预期的使用年限。
结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]
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混凝土结构设计原理课后习题答案(+思考题)第一章绪论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。
学习好帮手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?学习好帮手答: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。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【章节题库】(填空题)
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一、填空题第一章1.在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的______能力和______能力。
[后勤工程学院2013年、2014年]【答案】承载;变形【解析】素混凝土梁内配置受力钢筋可以提高构件的承载能力和变形能力。
2.钢筋和混凝土是两种不同的材料,钢筋和混凝土能够很好的共同工作是因为______。
[后勤工程学院2015年]【答案】钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起、温度线膨胀系数十分接近、混凝土包裹在钢筋表面,能防止钢筋锈蚀,起保护作用。
【解析】钢筋和混凝土能够很好的共同工作的原因是:①钢筋与混凝土之间可靠地粘结在一起;②温度线膨胀系数十分接近;当温度变化时,二者不会产生较大的相对位移而破坏它们之间的结合;③混凝土包裹在钢筋表面,能防止钢筋锈蚀,起保护作用。
3.承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或______时的状态。
[后勤工程学院2013年]【答案】变形达到不适于继续承载【解析】承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或者变形达到不适于继续承载时的状态。
4.混凝土的抗压能力______,而抗拉能力却______。
【答案】较强;很弱【解析】混凝土是人造石材,属于脆性材料,抗压能力很强,但是抗拉能力很弱。
第二章1.有明显流幅的钢筋以______作为设计强度依据,没有明显流幅的钢筋以______作为设计强度依据。
[后勤工程学院2014年]【答案】屈服强度;残余应变0.2%所对应的应力【解析】有明显流幅的钢筋以屈服强度,没有明显流幅的钢筋以残余应变0.2%所对应的应力视为其条件屈服强度标准值。
2.混凝土结构对钢筋性能要求主要有______、塑性、可焊性和______四个。
[后勤工程学院2013年]【答案】强度;与混凝土的粘结力【解析】混凝土结构对钢筋性能要求主要有强度、与混凝土的粘结力、塑性和可焊性。
3.试验表明,素混凝土棱柱体构件达到最大应力值时的压应变值一般在______左右。
东南大学等校《混凝土结构(上册):混凝土结构设计原理》【课后习题】(受弯构件的正截面受弯承载力)
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第三章受弯构件的正截面受弯承载力(一)1.混凝土弯曲受压时的极限压应变εcu取为多少?答:混凝土弯曲受压时的极限压应变εcu的取值如下:①当正截面处于非均匀受压时,εcu=0.0033-0.5(f cu,k-50)×10-5,且当计算的εcu值大于0.0033时,取为0.0033;②当正截面处于轴心均匀受压时,εcu取为0.002。
2.什么叫“界限破坏”?“界限破坏”时的εs和εcu各等于多少?答:(1)“界限破坏”是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时,受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏状态。
(2)“界限破坏”时,受压区混凝土边缘纤维的应变εc=εcu=0.0033-0.5(f cu,k-50)×10-5,受拉钢筋的应变εs=εy=f y/E s。
3.适筋梁的受弯全过程经历了哪几个阶段?各阶段的主要特点是什么?与计算或验算有何联系?答:(1)适筋梁的受弯全过程经历了三个受力阶段:①混凝土开裂前的未裂阶段;②混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段;③钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段。
(2)各阶段的主要特点如下:①第Ⅰ阶段的特点是:a.混凝土没有开裂;b.受压区混凝土的应力图形是直线,受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线,后期是曲线;c.弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
②第Ⅱ阶段是裂缝发生、开展的阶段,在此阶段中梁是带裂缝工作的。
其受力特点是:a.在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;b.受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线;c.弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增长加快。
③第Ⅲ阶段的特点是:a.纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满。
有上升段曲线,也有下降段曲线;b.由于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大,故弯矩还略有增加;c.受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值ε0cu时,混凝土被压碎,截面破坏;d.弯矩一曲率关系为接近水平的曲线。
混凝土结构_上册_混凝土结构设计原理_第四版_课后答案_khdaw
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故取 as = 35mm ,则 h0 = 500 − 35 = 465mm
查表得: f c = 14.3N / mm 2 、 f t = 1.43N / mm 2 、 f y = 300N / mm 2
α1 = 1.0 、 β1 = 0.8 、ξ b = 0.55
As 2
=
Mu2 f y (h0 − as' )
=
76×106 300× (440− 35)
= 626mm2
故 As = As1 + As2 = 2546mm2
As′ = As2 = 626mm2
受拉钢筋选用 3 25+3 22 As = 2613mm2
受压钢筋选用 2 22
As′ = 760mm2
=
90 ×106
= 688mm2
300× 0.938× 465
选用 3 18 As = 763mm2
验算: x = 0.124× 465 = 57.66mm < ξbh0 = 0.55× 465 = 255.75mm 可以
ρ
=
763 250 × 500
= 0.61%
> ρmin
= 0.45
ft fy
查表得: fc = 27.5N / mm2 、 ft = 2.04N / mm 2、 f y = 360N / mm 2
α1 = 0.98、 β1 = 0.78、ξ b = 0.499
判别截面类型:
M ′ = α1 fcbf ′hf ′ (h0 − 0.5hf ′ ) = 0.98× 27.5× 550×100× (690− 0.5×100) = 948.6kN ⋅ m > M = 500kN ⋅ m
混凝土结构设计原理课后习题与答案最新
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混凝土结构设计原理课后习题与答案最新混凝土结构设计原理课后习题答案(+思考题)第一章绪论1.什么就是混凝土结构?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.以简支梁为基准,表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,受到拉区布局受到扎钢筋梁的受拉区还可以脱落,但脱落后,发生裂缝,拉力由钢筋分担,直到钢筋屈服以后,承压区混凝土承压毁坏而达至音速荷载,构件毁坏。
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较好的粘结力,并使两者融合为整体;(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)钢筋在混凝土中存有可信的锚固。
4.混凝土结构存有什么优缺点?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:如自关键性,有利于修建小横跨结构;抗裂性差,过早脱落虽不影响承载力,但对建议严防渗水的结构,例如容器、管道等,采用受一定管制;现场铺设施工工序多,须要保洁,工期短,并受到施工环境和气候条件管制等。
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:就是将活荷载和恒荷载通过梁或轻易传达至横向车轴结构(柱、墙)的主要水平构件,楼板的主要内力就是弯矩和剪力,就是受弯构件。
《混凝土结构设计原理》1~3章课后习题参考答案
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1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么?当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时,受拉区混凝土开裂,此时,受拉区混凝土虽退出工作,但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力,能继续承担荷载,直到受拉钢筋的应力达到屈服强度,继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。
1-2 试解释一下名词:混凝土立方体抗压强度;混凝土轴心抗压强度;混凝土抗拉强度;混凝土劈裂抗拉强度。
混凝土立方体抗压强度:我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MPa 为单位)作为混凝土的立方体抗压强度,用符号cu f 表示。
混凝土轴心抗压强度:我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MPa 为单位)称为混凝土轴心抗压强度,用符号c f 表示。
混凝土劈裂抗拉强度:我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ 053-94)规定,采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定,按照规定的试验方法操作,则混凝土劈裂抗拉强度ts f 按下式计算:20.637ts F Ff A ==πA 。
混凝土抗拉强度:采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度,目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度,换算时应乘以换算系数0.9,即0.9t ts f f =。
混凝土结构设计原理 课后习题答案
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第一章绪论问答题1.什么是混凝土结构?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。
3.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?4.混凝土结构有什么优缺点?5.房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么?6.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
7.简述性能设计的主要步骤。
8.简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。
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。
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第二章 混凝土结构材料的物理力学性能
1.混凝土的立方体抗压强度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:(1)混凝土的立方体抗压强度标准值f cu ,k 的确定:以标准方法制作的边长150mm 的立方体试块,在标准条件下(温度20±3℃,相对湿度不低于90%)养护28d ,按标准试验方法加载至破坏,测得的具有95%以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值,用f cu ,k 表示,单位为N/mm 2。
(2)轴心抗压强度标准值f ck 的确定:是根据150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
(3)轴心抗拉强度标准值f tk 的确定:可采用轴心抗拉试验(试件尺寸100mm ×100mm ×500mm )直接测试或通过圆柱体(或立方体)的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度确定的。
(4)f ck 低于f cu ,k 的原因:由于套箍作用,棱柱体试件的高度越大,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越小,所以棱柱体试件的抗压强度都比立方体的强度值小,并且棱柱体试件高宽比越大,强度越小。
(5)f tk 与f cu ,k 的关系如下:
2c 45.055.0,645.11395.088.0αδ⨯-⨯=)(k cu tk f f
(6)f ck 与f cu ,k 之间的关系如下:
2.混凝土的强度等级是根据什么确定的?我国《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有哪些?什么样的混凝土强度等级属于高强混凝土范畴?
答:(1)混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值f cu,k确定的。
(2)我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)规定的混凝土强度等级有:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
(3)C50~C80属于高强度混凝土范畴。
3.某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足,根据约束混凝土原理如何加固该柱?
答:根据约束原理,要提高混凝土的抗压强度,就要对混凝土的横向变形加以约束,从而限制混凝土内部微裂缝的发展。
因此,工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土,然后沿柱四周支模板,浇筑混凝土保护层,以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能,达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。
4.单向受力状态下,混凝土的强度与哪些因素有关?混凝土轴心受压应力-应变曲线有何特点?常用的表示应力-应变关系的数学模型有哪几种?
答:(1)单向受力状态下,影响混凝土强度的因素有:水泥强度等级、水灰比、骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件、混凝土的龄期,以及试件的大小和形状、试验方法、加载速率等。
(2)混凝土轴心受压应力-应变曲线的特点:曲线包括上升段和下降段两个部分。
①上升段。
可分为:a.第一阶段,由于应力较小,混凝土的变形主要是骨料和水泥结晶体产生的弹性变形,而水泥胶体的粘性流动以及初始微裂缝变化的影响一般很小,曲线接近为直线;b.第二阶段,裂缝稳定扩展并达到极限应力;c.第三阶段,试件中所积蓄的弹性应变能保持大于裂缝发展所需要的能量从而形成裂缝快速发展的不稳定状态并达到峰值应力。
②下降段。
混凝土到达峰值应力后裂缝继续扩展、贯通,从而使应力-应变关系发生变化。
在峰值应力以后,裂缝继续发展,内部结构的整体受到破坏,试件的平均应力强度下降,应力-应变曲线向下弯曲,曲线出现拐点,此后,曲线逐渐凸向水平轴方向发展。
(3)常用的应力-应变曲线的数学模型有两种:美国E.Hognestad建议的模型和德国Rüsch建议的模型。
5.混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的?
答:(1)连接混凝土受压应力-应变曲线的原点至曲线任一点,求出此处割线的斜率,即为混凝土的变形模量。
(2)在混凝土受压应力-应变曲线的原点作一切线,其斜率即为混凝土的弹性模量。
6.什么是混凝土的疲劳破坏?疲劳破坏时应力-应变曲线有何特点?
答:(1)混凝土的疲劳破坏是指在重复荷载作用下的破坏。
(2)疲劳破坏时应力-应变曲线特点:当混凝土试件的加载应力小于混凝土疲劳强度f c f时,其加载卸载应力-应变曲线形成一个环形,在多次加载卸载作用下,应力-应变环越来越密合,经过多次重复,这个曲线就密合成一条直线。
当混凝土试件的加载应力大于混凝土疲劳强度f c f时,混凝土应力-应变曲线开始凸向应力轴,在重复荷载过程中逐渐变成直线,再经过多次重复加卸载后,其应力-应变曲线由凸向应力轴而逐渐凸向应变轴,以致加卸载
不能形成封闭环,且应力-应变曲线倾角不断减小。
7.什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些?如何减小徐变?
答:(1)徐变是指结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象。
(2)徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响,它会使构件的变形增加,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象,在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。
(3)影响混凝土徐变的主要因素有:①时间参数;②混凝土的应力大小;③加载时混凝土的龄期;④混凝土的组成成分;⑤混凝土的制作方法及养护条件;⑥构件的形状及尺寸;
⑦钢筋的存在等。
(4)减少徐变的方法有:①减小混凝土的水泥用量和水灰比;②采用较坚硬的骨料;
③养护时尽量保持高温高湿,使水泥水化作用充分;④受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。
8.混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响?收缩与哪些因素有关?如何减小收缩?
答:(1)当养护不好以及混凝土构件的四周受约束从而阻止混凝土收缩时,会使混凝土构件表面出现收缩裂缝;当混凝土构件处于完全自由状态时,它产生的收缩只会引起构件的缩短而不会产生裂缝。
(2)影响混凝土收缩的主要因素有:①水泥的品种;②水泥的用量;③骨料的性质;
④养护条件;⑤混凝土制作方法;⑥使用环境;⑦构件的体积与表面积的比值。
(3)减少收缩的方法有:①采用低强度水泥;②控制水泥用量和水灰比;③采用较坚硬的骨料;④在混凝土结硬过程中及使用环境下尽量保持高温高湿;⑤浇筑混凝土时尽量保
证混凝土浇捣密实;⑥增大构件体表比。
9.软钢和硬钢的应力-应变曲线有何不同?二者的强度取值有何不同?我国《混凝土结构设计规范》中将热轧钢筋按强度分为几级?钢筋的应力-应变曲线有哪些数学模型。
答:(1)软钢的应力-应变曲线有明显的屈服点和流幅,而硬钢则没有。
(2)对于软钢,取屈服下限作为钢筋的屈服强度;对于硬钢,取残余应变0.2%所对应的应力σp0.2作为其条件屈服强度标准值f pyk。
(3)热轧钢筋按强度可分为HPB235级(Ⅰ级)、HRB335级(Ⅱ级)、HRB400级(Ⅲ级)和RRB400级(余热处理Ⅲ级)四种类型。
(4)常用的钢筋应力-应变曲线的数学模型有以下三种:①描述完全弹塑性的双直线模型;②描述完全弹塑性加硬化的三折线模型;③描述弹塑性的双斜线模型。
10.国产普通钢筋有哪几个强度等级?牌号HRB400钢筋是指什么钢筋,它的抗拉、抗压强度设计值是多少?
答:(1)国产普通钢筋有四个强度等级:300MPa、335MPa、400MPa、500MPa。
(2)HRB400为热轧带肋钢筋,屈服强度标准值是400MPa,抗压强度设计值为360N/mm2,抗拉强度设计值为360N/mm2。
11.钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?
答:钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求如下:①钢筋的强度必须能保证安全使用;②钢筋具有一定的塑性;③钢筋的可焊性较好;④钢筋的耐火性能较好;⑤钢筋与混凝土之间有足够的粘结力。
12.光圆钢筋与混凝土的粘结作用是由哪几部分组成的,变形钢筋的粘结机理与光圆钢筋的有什么不同?光圆钢筋和变形钢筋的s-τ关系曲线各是怎样的?
答:(1)光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要由以下三部分组成:
①钢筋与混凝土接触面上的胶结力。
这种胶结力来自水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化。
这种胶结力一般很小,仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用,当接触面发生相对滑移时即消失。
②混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力。
混凝土凝固时收缩,对钢筋产生垂直于摩擦面的压应力。
这种压应力越大,接触面的粗糙程度越大,摩阻力就越大。
③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。
对于光圆钢筋这种咬合力来自表面的粗糙不平。
(2)变形钢筋的咬合力是由于变形钢筋肋间嵌入混凝土而产生的。
虽然也存在胶结力和摩擦力,但变形钢筋的粘结力主要来自钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合作用。
变形钢筋与混凝土之间的这种机械咬合作用,改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式,显著提高了粘结强度。
(3)光圆钢筋的粘结机理与变形钢筋的主要差别是:光圆钢筋的粘结力主要来自胶结力和摩阻力,而变形钢筋的粘结力主要来自机械咬合作用。
(4)图2-1为光面钢筋拔出试验加载端典型的粘结应力-滑移关系曲线。
可见,光圆钢筋的粘结强度较低,达到峰值粘结应力τu后,接触面上混凝土的细颗粒已磨平,摩阻力减小,滑移急剧增大,τ-s曲线出现下降段。
破坏时,钢筋被徐徐拔出,滑移值可达数毫米。
光圆钢筋表面的锈蚀情况对粘结性能有很大影响。