混凝土结构设计原理 重点 简答题(3页).doc

-混凝土结构设计原理 重点 简答题-第 3 页1.受力筋：承受力或压力的钢筋。2.架力筋：一般在梁中使用，与受力筋、箍筋一起形成钢筋骨架。3.箍筋：一般用于梁柱中，用来抗剪和组成钢筋骨架。4.分布筋：一般用于板内，与板内受力钢筋垂直。5.构造钢筋：因构件在构造上的要求或施工安装过程中的需要而配置的钢筋。6.弯起钢筋：主要在构件端部起着抗剪的作用。7.拉结钢筋：是构造上为了满足连接构件间稳定性需要而增设的钢筋1.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？混凝土和钢筋协同工作的原因是：（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，混凝土的碱性环境使钢筋不易发生锈蚀，遇到火时不致因钢筋很快软化而导致结构破坏；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。 2.混凝土结构的特点是什么？ 优点取材容易、合理用材、整体性好、耐久性好、耐火性好可塑性好  缺点自重大、抗裂性差、施工复杂、施工周期长、施工受季节影响、结构隔热隔声    性能差、修复加固困难。 3.什么叫混凝土徐变？引起徐变的原因有哪些？（1）混凝土结构或材料在不变的应力或荷载长期持续作用下，混凝土的变形或应变随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。（2）内在因素：混凝土的组成成分是影响徐变的内在因素。水泥用量越多，徐变越大。水灰比越大，徐变越大。集料的弹性模量越小徐变就越大。构件尺寸越小，徐变越大。 环境因素：混凝土养护及使用时的温度是影响徐变的环境因素。温度越高、湿度越低，徐变就越大。若采用蒸汽养护则可以减少徐变量的20%-25%。  应力因素：施加初应力的大小和加荷时混凝土的龄期是影响徐变的应力因素。加荷时混凝土的龄期越长，徐变越小。加荷龄期相同时，初应力越大，徐变也越大。4.混凝土的徐变：在荷载保持不变的情况下随时间增长的变形。影响混凝土徐变和收缩的因素有：加载时的混凝土龄期；持续压力大小；混凝土的组成材料及配合比；混凝土的制作养护条件.。徐变对结构的影响：使构件变形增大；在轴压构件中，使钢筋应力增加；混凝土应力减小；在预应力构件中，使预应力发生损失；在超静定结构中，使内力发生重分布 5.混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象 。减少收缩的措施：限制水泥用量；减小水灰比；加强振捣和养护；构造钢筋数量加强；设置变形缝；掺膨胀剂6.混凝土收缩与徐变有什么区别？非荷载作用的变形主要有混凝土的收缩变形。影响收缩和徐变的因素基本相同，但他们有本质上的区别。混凝土的徐变会使结构产生应力重分布和使结构变形增加，混凝土的徐变和收缩都会使预应力结构产生应力损失，收缩还会使混凝土产生裂缝。另外，混凝土在重复荷载作用下的变形性能与一次短期荷载作用下的变形不同7.什么是材料强度标准值？什么是荷载标准值？（1）材料强度标准值的取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值得总体中，标准强度应具有不小于95%的保证率，即按概率分布的0.05分数位确定。（2）指在结构的使用期间，在正常情况下出现的最大荷载值。 8.简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程？ 第阶段加载到开裂前  此阶段钢筋和混凝土共同工作，应力与应变大致成正比。第阶段混凝土开裂后至钢筋屈服前，裂缝产生后，混凝土不再承受拉力，所有的拉力均由钢筋来承担，这种应力间的调整称为截面上的应力重分布。  第阶段钢筋屈服到构件破坏  当加载达到某点时，某一截面处的个别钢筋首先达到屈服，裂缝迅速发展，这时荷载稍稍增加，甚至不增加都会导致截面上的钢筋全部达到屈服。评判轴心受拉破坏的标准并不是构件拉断，而是钢筋屈服。正截面强度计算是以此阶段为依据的。 9.什么是结构的极限状态？极限状态可分为哪两类？（1）整个结构或结构的一部分超过某一特定状态（如达到极限承载力、失稳、裂缝过宽、变形过大等）就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态即为该功能的极限状态。 （2）极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类，对结构的各种极限状态，均有明确的标志或限值。承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 10.什么是结构可靠度？安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性，及结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。而结构的可靠度则是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。结构可靠度是结构可靠性的概率度量。11.什么是结构的安全等级？ 根据结构破坏时可能产生后果（危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响等）将建筑结构分为三个等级，并对其目标可靠指标进行调整。一级很严重，影响很大、二级严重，影响较大、三级不严重，影响较小。建筑结构中结构构件的安全等级，宜与结构的安全等级相同。12.什么是作用效应？ 由作用引起的结构或结构构件的反应称为作用效应，如内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩）和变形（如挠度、裂缝、转角等）。当为直接作用时，其效应也称为荷载效应，通常用S表示。荷载和荷载效应之间一般可近似按线性关系考虑，二者均为随机变量或随机过程。  13.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？ 根据破坏特征的不同，钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏三种。 梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。 梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。 梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。 14.受弯构件斜截面承载力有哪些？各如何保证？ （1）斜截面承载力包括斜截面受剪承载力斜截面受弯承载力两方面。 （2）斜截面受剪承载力是由计算和构造要求来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来保证的。为防止斜截面受剪破坏，应根据斜截面受剪承载力计算结果配置箍筋。当剪力较大时，可再设置弯起钢筋，弯起钢筋一般是由梁内纵筋弯起形成的。为防止斜截面受弯破坏，应使梁内纵向钢筋的弯起、截断和锚固满足相应的构造要求。，一般不需要进行截面受弯承载力计算。 15.斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？（1）斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏 （2）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制；斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制； 16.影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？ （1）剪跨比的影响，随着剪跨比的增加，抗剪承载力逐渐降低；（2）混凝土的抗压强度的影响，当剪跨比一定时，随着混凝土强度的提高，抗剪承载力增加；（3）纵筋配筋率的影响，随着纵筋配筋率的增加，抗剪承载力略有增加；（4）箍筋的配箍率及箍筋强度的影响，随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加，抗剪承载力增加；（5）斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用；（6）加载方式的影响；（7）截面尺寸和形状的影响； 17.混凝土结构设计规范是如何考虑弯矩、剪力、和扭矩共同作用的？实际工程的受扭构件中，大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的，这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂，采用统一的相关方程来计算比较困难。为了简化计算，混凝土结构设计规范对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性，而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。18.大、小偏心受压的破坏特征分别是什么？ 大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏； 小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服； 19.大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同？ 大偏心受拉有混凝土受压区，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；小偏心受拉破坏时，混凝土完全退出工作，由纵筋来承担所有的外力。 20.为什么说裂缝条数不会无限增加，最终将趋于稳定? 假设混凝土的应力c由零增大到ft需要经过l长度的粘结应力的积累，即直到距开裂截面为l处，钢筋应力由s1降低到s2，混凝土的应力c由零增大到ft，才有可能出现新的裂缝。显然，在距第一条裂缝两侧l的范围内，即在间距小于2l的两条裂缝之间，将不可能再出现新裂缝。 21.裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理? 与构件类型、保护层厚度、配筋率、钢筋直径和钢筋应力等因素有关。如不满足，可以采取减小钢筋应力（即增加钢筋用量）或减小钢筋直径等措施。 22.请简述预应力混凝土的基本概念？ 为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。 23.何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？ 预应力：在结构构件使用前，通过先张法或后张法预先对构件混凝土施加的压应力。优点：提高构件的抗裂性、刚度大及抗渗性好，能够充分发挥高强材料的性能，节约钢材、提高构件稳定性和抗疲劳性能。缺点：构件的设计施工比较复杂、施工制作要求具有较高的机械设备和技术条件，需要锚具及人工费用高的特点，计算及构造较复杂，且延性较差。 24.什么是消压弯矩？什么是消压轴力？（1）当外荷弯矩产生的截面受拉边缘拉应力恰好抵消混凝土的预压应力时，这时的弯矩称为消压弯矩。（2）当施加的轴力恰好抵消混凝土的预压应力，构件处于消压状态，这时的轴力称为消压轴力。 25.高强钢筋在普通钢筋混凝土中为何得不到充分利用?高强混凝土呢？ 混凝土的极限拉应变很小，构件的抗裂能力很低，容易产生裂缝。对于使用时允许裂缝宽度为0.2-0.3mm的构件，受拉钢筋的应力也只能达到150-250Mpa左右，这与各种热轧钢筋的正常工作应力相当，而从结构耐久性出发，必须限制裂缝的开展宽度，这就使高强钢筋无法得到充分利用，相应的高强混凝土也不可充分发挥作用。26.斜截面受剪承载力计算步骤：一般由梁的高跨比、高宽比等构造要求及正截面受弯承载力计算确定截面尺寸、混凝土强度等级及纵向钢筋用量，然后进行斜截面受剪承载力设计计算 确定计算截面及其剪力设计值 验算截面尺寸是否足够 验算是否可以按构造配筋 当不能按构造配箍筋时，计算腹筋用量 验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否满足要求绘出配筋图27.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？（1）钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。（2）冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。（3）冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。