国开电大混凝土结构设计原理形考任务四参考答案.pdf

本课程题目随机 请使用 ctrl+F 搜索题目 题目 1.钢筋与混凝土共同工作的基础是什么？（6 分）【答案】：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。题目 2.混凝土结构工程中所选用的混凝土是不是标号越高越好？（6 分）【答案】：不是，高标号耐火性不好，易爆裂。对于板构件，标号越高越浪费。高标号的混凝土抗裂效果不好，尤其是在强度形成的前期，温度收缩裂缝很难控制的好。题目 3.从“地震来了，房屋倒塌”这句话谈一谈你对“作用效应”和“结构抗力”这两个概念的理解。（6 分）【答案】：地震力是作用,地震力产生的变形，“房屋倒塌”就是作用效应.结构抗力,就是结构自身能够抵抗的力.题目 4.为什么钢筋混凝土雨篷梁的受力钢筋主要布置在截面上层，而钢筋混凝土简支梁桥的受力钢筋主要布置在截面下层？（6 分）【答案】：如果是承受正弯矩的话那么应该布置在梁的下方，但是如果梁高有限制或者已经是超筋梁的话那么在上部也要布置受压钢筋。承受负弯矩的话则再梁的上方布置受拉钢筋。总的来说，钢筋是主要用来受拉的，混凝土是用来受压的，一定要把钢筋布置在受拉的部位 题目 5.想一想斜截面受剪承载力计算时为何要对梁的截面尺寸加以限制？为何规定最小配箍率？（6 分）【答案】：答：斜截面受剪承载力计算时，对梁的截面尺寸加以限制的原因在于：防止因箍筋的应力达不到屈服强度而使剪压区混凝土发生斜压破坏；规定最小配箍率是为了防止脆性特征明显的斜拉破坏的发生。题目 6.根据“立柱顶千斤”的道理，谈一谈轴心受压柱和偏心受压柱在受力和破坏特点上的不同？（6 分）【答案】：答：纵向压力作用线与构件截面形心轴线重合的构件,称为轴心受压构件.实际工程中理想的轴心受压构件是不存在的,但是在设计以恒载为主的多层多跨房屋的内柱和屋架的受压腹杆等构件时,可近似地简化为轴心受压构件计算。当结构构件的截面上受到轴力和弯矩的共同作用或受到偏心力的作用时,偏心力为压力,则为偏心受压构件.桥墩、桩和公共建筑中的柱均可视为偏心受压构件.题目 7.请同学们列举几个在工作和生活中碰到过的受拉构件。（6 分）【答案】：拉杆、绳索 题目 8.说一说你在工作中遇到过或者看到过的混凝土结构工程方面的新发展。（6 分）【答案】：我国的土木工程有自己的特殊性。“中国是世界上人口最多的国家，一项大资源被 13 亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以 13 亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入 16000 亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。题目 9.2010 版混凝土结构设计规范中对混凝土保护层厚度是如何定义的？（6 分）【答案】：从新的混凝土结构设计规范GB500102010 规定：1、保护层的厚度指最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离，适用于设计使用年限为 50 年的混凝土结构。老规范；（纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层的厚度“钢筋外边缘至混凝土表面的距离”、无适用于设计使用年限为 50 年的混凝土结构。)2、构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋公称直径。（不变）3、设计使用年限为 100 年的混凝土结构，一类环境中，最外层钢筋的钢筋的保护层厚度不应小于表中数值的 1.4 倍；二、三类环境中，应采取专门的有效措。（新增）4、混凝土强度等级不大于 C25 时，表中保护层厚度数值应增加 5。（新增）5、基础底面钢筋的保护层厚度，有混凝土垫层时应从垫层顶面算起，且不应小于 40mm。老规范；（当无垫层时不应小于 70mm）1、表（表新老有变动）中混凝土保护层厚度指 原 9.2.1 中 表 9.2.1 有了不同；混凝土保护层厚度字眼有不同 题目 10.说一说与普通混凝土相比，预应力混凝土具有哪些优势和劣势？（6 分）【答案】：与普通混凝土相比，预应力混凝土具有优势是：1）构件的抗裂度和刚度提高；2）构件的耐久性增加；3）自重减轻；4）节约材料。与普通混凝土相比，预应力混凝土具有劣势是：预应力混凝土施工需要专门的材料和设备、特殊的工艺、造价较高。题目 1.谈一谈混凝土结构中为什么需要配置钢筋，其作用是什么？（6 分）【答案】：答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）良好的可焊性；4）耐久性和耐火性 5）与混凝土具有良好的黏结力。题目 2.与普通混凝土相比，高强混凝土的强度和变形性能有何特点？（6 分）【答案】：与普通混凝土相比，高强混凝土的弹性极限、与峰值应力对应的应变值、荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度等均比较高。但高强混凝土在达到峰值应力以后，应力应变曲线下降很快，表现出很大的脆性，其极限应变也比普通混凝土低。题目 3.请大家分别列举几个承载能力极限状态和正常使用极限状态的例子。（6 分）【答案】：当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；3）结构转变为机动体系；4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。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称为正常使用极限状态.如(1)影响正常使用或外观的变形;(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；(3)影响正常使用的振动；(4)影响正常使用的其他特定状态；题目 4.根据纵筋配筋率不同，请大家分析钢筋混凝土梁受弯破坏的三种形式及其破坏特点?（6 分）【答案】：(1)适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，是延性破坏。(2)超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结 构破坏，是脆性破坏。(3)少筋破坏；少筋梁的破坏的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈 服，形成临界斜裂缝，是脆性破坏。题目 5.请描述有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种？各自的破坏特点如何？（6 分）【答案】：有腹筋梁的斜截面破坏可分为斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种形态。(1)斜拉破坏当剪跨比 A3 时斜裂缝一旦出现原来由混凝土承受的拉力转由箍筋承 受如果箍筋配置数量过少则箍筋很快会达到屈服强度不能抑制斜裂缝的发展变形迅速增 加。从而产生斜拉破坏属于脆性破坏。(2)斜压破坏如果梁内箍筋配置数量过多即使剪跨比较大箍筋应力一直处于较低水 平而混凝土开裂后斜裂缝间的混凝土却因主压应力过大而发生压坏箍筋强度得不到充分利 用。此时梁的受剪承载力取决于构件的截面尺寸和混凝土强度。也属于脆性破坏。(3)剪压破坏如果箍筋配置的数量适当且 1A3 时则在斜裂缝出现以后箍筋应力 会明显增长。在其屈服前箍筋可有效限制斜裂缝的展开和延伸荷载还可有较大增长。当箍 筋屈服后由于箍筋应力基本不变而应变迅速增加斜裂缝迅速展开和延伸最后斜裂缝上端 剪压区的混凝土在剪压复合应力的作用下达到极限强度发生剪压破坏。题目 6.试分析一下普通箍筋轴心受压构件承载力计算公式中稳定系数 的物理意义。（6 分）【答案】：答：稳定系数为长柱轴心抗压承载力与相同截面、相同材料和相同配筋的短柱抗压承载力的比值。因为长柱在轴心压力作用下，不仅发生压缩变形，同时还产生横向挠度，出现弯曲现象。初始偏心距产生附加弯矩，附加弯矩又增大了横向的挠度，这样相互影响，导致长柱最终在弯矩和轴力共同作用下发生破坏，致使长柱承载力降低。因此，需要考虑稳定系数的影响。题目 7.试分析一下轴心受拉构件从加载开始到破坏的受力过程。（6 分）【答案】：答：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。在这一阶段末，混凝土拉应变达到极限拉应变，裂缝即将产生。对于不允许开裂的轴心受拉构件应以此工作阶段末作为抗裂验算的依据。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。第阶段是构件的正常使用阶段，此时构件受到的使用荷载大约为构件破坏时荷载的 50%-70%，构件的裂缝宽度和变形的验算是以此阶段为依据的。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（即荷载达到屈服荷载 Ny 时）。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。题目 8.请同学们列举几个在工作和生活中碰到过的受扭构件。（6 分）【答案】：答：实际工程结构中，处于纯扭矩作用的构件是比较少的，绝大多数都是处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的复合受扭情况。例如雨篷梁、次梁边跨的主梁、弯梁与折梁等，都属弯、剪、扭复合受扭构件。题目 9.想一想为什么需要对某些混凝土结构或构件进行正常使用状态下裂缝宽度和变形的验算？（6 分）【答案】：答：钢筋混凝土结构裂缝控制的目的一方面是为了保证结构的耐久性。因为裂缝过宽时，气体和水分、化学介质侵入裂缝，会引起钢筋锈蚀，不仅削弱了钢筋的面积，还会因钢筋体积的膨胀，引起保护层剥落，产生长期危害，影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影响。题目 10.谈一谈有粘结预应力与无粘结预应力的区别？（6 分）【答案】：答：有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘接、握裹在一起的预应力。先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。无粘结预应力是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘接的预应力。无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。题目 1.说一说混凝土结构有哪些优点和缺点？（6 分）【答案】：混凝土的优点主要反映在以下几个方面：（1）材料来源广泛 混凝土中占整个体积 80%以上的砂、石料均就地取材，其资源丰富，有效降低了制作成本。（2）性能可调整范围大 根据使用功能要求，改变混凝土的材料配合比例及施工工艺可在相当大的范围内对混凝土的强度、保温耐热性、耐久性及工艺性能进行调整。（3）在硬化前有良好的塑性 拌合混凝土优良的可塑成型性，使混凝土可适应各种形状复杂的结构构件的施工要求。（4）施工工艺简易、多变 混凝土既可简单进行人工浇筑。亦可根据不同的工程环境特点灵活采用泵送、喷射、水下等施工方法。（5）可用钢筋增强 钢筋与混凝土虽为性能迥异的两种材料，但两者却有近乎相等的线胀系数，从而使它们可共同工作。弥补了混凝土抗拉强度低的缺点，扩大了其应用范围。（6）有较高的强度和耐久性 近代高强混凝土的抗压强度可达 100MPa 以上，同时具备较高的抗渗、抗冻、抗腐蚀、抗碳化性，其耐久年限可达数百年以上。混凝土的缺点：自重大、养护周期长、导热系数较大、不耐高温、拆除废弃物再生利用性较差等缺点，随着混凝土新功能、新品种的不断开发，这些缺点正不断克服和改进。题目 2.谈一谈混凝土结构设计中选用钢筋的原则？（6 分）【答案】：安全性、适用性、经济性 题目 3.从“地震来了，房屋倒塌”这句话谈一谈你对“作用效应”和“结构抗力”这两个概念的理解。（6 分）【答案】：地震力是作用,地震力产生的变形，“房屋倒塌”就是作用效应.结构抗力,就是结构自身能够抵抗的力.题目 4.请大家想一想为什么以及什么情况下采用双筋截面梁？（6 分）【答案】：答：对于给定截面弯矩当按单筋截面梁设计时，若给定弯矩设计值过大，截面设计不能满足适筋梁的适用条件，且 由于使用要求截面高度受到限制又不能增大，同时混凝土强度等级因条件限制不能再提高时，可采用双筋截面。即在截面的受压区配置纵向钢筋以补充混凝土受压能力的不足。题目 5.请思考有腹筋梁中的腹筋能起到改善梁的抗剪切能力的作用，其具体表现在哪些方面？（6 分）【答案】：答：有腹筋梁中的腹筋能够改善梁的抗剪切能力，其作用具体表现在：1）腹筋可以承担部分剪力。2)腹筋能限制斜裂缝向梁顶的延伸和开展，增大剪压区的面积，提高剪压混凝土的抗剪能力。3)腹筋可延缓斜裂缝的开展宽度，从而有效提高斜裂缝交界面上的骨料咬合作用和摩阻作用。4)腹筋还可以延缓沿纵筋劈裂裂缝的开展，防止混凝土保护层的突然撕裂提高纵筋的销栓作用 题目 6.试分析一下普通箍筋轴心受压构件承载力计算公式中稳定系数 的物理意义。（6 分）【答案】：答：稳定系数为长柱轴心抗压承载力与相同截面、相同材料和相同配筋的短柱抗压承载力的比值。因为长柱在轴心压力作用下，不仅发生压缩变形，同时还产生横向挠度，出现弯曲现象。初始偏心距产生附加弯矩，附加弯矩又增大了横向的挠度，这样相互影响，导致长柱最终在弯矩和轴力共同作用下发生破坏，致使长柱承载力降低。因此，需要考虑稳定系数的影响。题目 7.试论述一下大、小偏心受拉构件的破坏特征。（6 分）【答案】：答：大偏心受拉构件破坏时，混凝土虽开裂，但还有受压区，破坏特征与 As 的数量有关，当 As 数量适当时，受拉钢 As 筋首先屈服，然后受压钢筋应力达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。小偏心受拉构件破坏时，一般情况下，全截面均为拉应力，其中As 一侧的拉应力较大。随着荷载增加，As 一侧的混凝土首先开裂，而且裂缝很快贯通整个截面，混凝土退出工作，拉力完全由钢筋承担，构件破坏时，及 As 都达 As到屈服强度。题目 8.说一说你在工作中遇到过或者看到过的混凝土结构工程方面的新发展。（6 分）【答案】：我国的土木工程有自己的特殊性。“中国是世界上人口最多的国家，一项大资源被 13 亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以 13 亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入 16000 亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。题目 9.想一想为什么需要对某些混凝土结构或构件进行正常使用状态下裂缝宽度和变形的验算？（6 分）【答案】：答：钢筋混凝土结构裂缝控制的目的一方面是为了保证结构的耐久性。因为裂缝过宽时，气体和水分、化学介质侵入裂缝，会引起钢筋锈蚀，不仅削弱了钢筋的面积，还会因钢筋体积的膨胀，引起保护层剥落，产生长期危害，影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影响。题目 10.讲一讲引起预应力损失的因素主要有哪些？（6 分）【答案】：1、直线预应力筋的预应力损失多为锚具变形和预应力筋内缩。2、预应力筋与孔道壁之间的摩擦。3、混凝土加热养护时预应力筋与承受拉力的设备之间的温差。4、预应力筋应力松弛。5、混凝土收缩、徐变引起受拉区和受拉区纵向预应力钢筋损失。6、螺旋式应力钢筋作配筋的环形构件，主要是因为混凝土的局部挤压。