混凝土基本原理簡答題

1、.鋼 筋和混凝土是兩種物理、力學性能很不同的材料，它們?yōu)槭裁茨芙Y合在一起共 同工作？ 答：（1）混凝土結硬后，能與鋼筋牢固地粘結在一起，互相傳遞內力。 粘結力是這兩種性質不同的材料能夠共同工作的基礎。 （2）鋼筋的線膨脹系數(shù)1.210(-5) -1，混凝土的線膨脹系數(shù)為 1.010(-5)1.510(-5) -1，二者數(shù)值相近。因此，當溫度變化時，鋼 筋與混凝土之間不會存在較大的相對變形和溫度應力而發(fā)生粘結破壞。 1-2.鋼筋冷拉和冷拔的抗拉、抗壓強度都能提高嗎？為什么？ 答：冷拉能提高抗拉強度。冷拉是在常溫條件下，以超過原來鋼筋屈 服點強度的拉應力，強行拉伸鋼筋，使鋼筋產生塑性變形達到提高鋼

2、筋屈服點 強度和節(jié)約鋼材的目的。 冷拔能提高抗拉、抗壓強度。冷拔是指鋼筋同時經(jīng)受張拉和擠壓而發(fā) 生塑性變形，截面變小而長度增加，從而同時提高抗拉、抗壓強度。 1-7.簡述混凝土在三向受壓情況下強度和變形的特點。 答：在三向受壓狀態(tài)中，由于側向壓應力的存在，混凝土受壓后的側 向變受到了約束，延遲和限制了沿軸線方向的內部微裂縫的發(fā)生和發(fā)展，因而 極限抗壓強度和極限壓縮應變均有顯著提高，并顯示了較大的塑性。 1-8.影響混凝土的收縮和徐變的因素有哪些？ 答：（1）影響徐變的因素：混凝土的組成和配合比；養(yǎng)護及使用條件 下的溫濕度；混凝土的應力條件。 （2）影響收縮的因素：養(yǎng)護條件；使用環(huán)境的溫濕度；水

3、灰比；水泥 用量；骨料的配級；彈性模量；構件的體積與表面積比值。 1-13.伸入支座的錨固長度越長，粘結強度是否越高？為什么？ 答：不是 錨固長度越大，粘結力越大，粘結強度是和混凝土級配以及 鋼筋面有關系。 2-2.荷載按隨時間的變異分為幾類？荷載有哪些代表值？在結構設計 中，如何應用荷載代表值？ 答：荷載按隨時間的變異分為三類：永久作用；可變作用；偶然作用。 永久作用的代表值采用標準值；可變作用的代表值有標準值、準永久 值和頻遇值，其中標準值為基本代表值；偶然作用的代表值采用標準值。 2-5.什么是結構的預定功能？什么是結構的可靠度？可靠度如何度量 和表達？ 答：預定功能：1.在正常施工和正

4、常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種 作用。 2.在正常維護下具有足夠的耐久性能。 3.在正常使用時具有良好的工作性能。 4.在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定 性。 結構的可靠度是結構可靠性（安全性、適用性和耐久性的總稱）的概 率度量。 用失效概率度量結構可靠性有明確的物理意義，但目前采用可靠指標 來度量可靠性。 2-6.什么是結構的極限狀態(tài)？極限狀態(tài)分幾類？各有什么標志和限值？ 答：結構的極限狀態(tài)：整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就 不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求。極限狀態(tài)分為兩類：承載能力極限狀態(tài)和 正常使用極限狀態(tài)。 3-3.螺旋箍筋柱應滿足的條件有哪些？ 答：

5、螺旋箍筋柱截面形式一般多做成圓形或多邊形，僅在特殊情況下 才采用矩形或方形。（1）螺旋箍筋柱的縱向受力鋼筋為了能抵抗偶然出現(xiàn)的彎 矩，其配筋率 應不小于箍筋圈內核心混凝土截面面積的0.5%，構件的核心截 面面積應不小于構件整個截面面積的2/3.但配筋率 也不宜大于3%，一般為核 心面積的0.8%1.2%之間。（2）縱向受力鋼筋的直徑要求同普通箍筋柱，但為 了構成圓形截面，縱筋至少要采用6 根，實用根數(shù)經(jīng)常為68 根，并沿圓周作 等距離布置。 箍筋太細有可能引起混凝土承壓時的局部損壞，箍筋太粗則又會增加 鋼筋彎制的困難，螺旋箍筋的常用直徑為不應小于縱向鋼筋直徑的1/4，且不 小于8mm。螺旋箍筋

6、或環(huán)形箍筋的螺距S（或間距）應不大于混凝土核心直徑 dcov 的1/5；且不大于80mm。為了保證混凝土的澆筑質量，其間距也不宜小于 40mm。 為什么螺旋箍筋柱能提高承載力？ 答：混凝土三向受壓強度試驗表明，由于側向壓應力的作用，將有效 地的阻止混凝土在軸向壓力作用下所產生的側向變形和內部微裂縫的發(fā)展，從 而使混凝土的抗壓強度有較大的提高。配置螺旋箍筋就能起到這種作用，所以 能提高承載力。 4-1.受彎構件中適筋梁從加載到破壞經(jīng)歷那幾個階段？各階段正截面 上應力-應變分布、中和軸位置、梁的跨中最大撓度的變化規(guī)律是怎樣的？各階 段的主要特征是什么？每個階段是哪種極限狀態(tài)的計算依據(jù)？ 答：（1）

7、適筋受彎構件從開始加載至構件破壞，正截面經(jīng)歷三個受力 階段。 第階段荷載較小，梁基本上處于彈性工作階段，隨著荷載增加，彎 矩加大，拉區(qū)邊緣纖維混凝土表現(xiàn)出一定塑性性質。 第階段彎矩超過開裂彎矩 ，梁出現(xiàn)裂縫，裂縫截面的混凝土退出工 作，拉力由縱向受拉鋼筋承擔，隨著彎矩的增加，受壓區(qū)混凝土也表現(xiàn)出塑性 性質，當梁處于第階段末a 時，受拉鋼筋開始屈服。 第階段鋼筋承擔屈服后，梁的剛度速度下降，撓度急劇增大，中和 軸不斷上升，受壓區(qū)高度不斷減小，受拉鋼筋應力不再增加，經(jīng)過一個塑性轉 動構成，區(qū)壓混凝土被壓碎，構建喪失承載力。 截面抗裂驗算是建立在第a 階段的基礎之上，構件使用階段的變形 和裂縫寬度驗

8、算是建立在第階段的基礎之上，而截面的承載力計算則是建立 在第a 階段的基礎之上的。 4-4.說明少筋梁、適筋梁與超筋梁的破壞特征有何區(qū)別？ 答：適筋筋：是在梁完全破壞以前，由于鋼筋要經(jīng)歷圈套的塑性伸長， 隨之引起裂縫急劇開展和梁撓度的激增。它將給人以明顯的破壞征兆，習慣上 常把這種梁的破壞性你“延生破壞”或“塑性破壞”。 超筋梁：鋼筋在梁破壞之前仍處于彈性工作階段，則破壞時梁上裂縫 開展不寬，延伸不高，梁的撓度亦不大。它在沒有明顯預兆的情況下賦于受壓 區(qū)混凝土突然壓碎而破壞，習慣上稱“脆性破壞”。 少筋梁：這種梁一旦開裂，受拉鋼筋立即達到屈服強度，有時迅速進 入強化階段，裂縫開展過寬，盡管開裂

9、后仍有可能保留一定的承載能力，但梁 已經(jīng)發(fā)生嚴重的開裂下垂，少筋梁破壞也稱“脆性破壞”。 4-5.單筋矩形截面梁正截面承載力的計算應力圖形如何確定？ 答：1、構件變形符合平面假設，即砼和鋼筋的應變沿截面高度符合線 性分布； 2、在極限狀態(tài)下，受壓區(qū)砼的應力達到砼抗壓設計強度fcd，并取矩 形應力圖計算； 3、不考慮受拉區(qū)砼的作用，拉力全部由鋼筋承擔； 4、鋼筋應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積，但不大于其強度設計 值。受拉鋼筋的極限拉應變取0.01。極限狀態(tài)時,受拉鋼筋應力取其抗拉強度 設計值fsd，受壓區(qū)取其抗壓強度設計值fsd。 4-8.什么叫截面相對界限受壓區(qū)高度 b ?它在承載力計算中

10、的作用是 什么？ 答：指在適筋構件與超筋構件相對受壓區(qū)高度的界限值。等效區(qū)高度 與截面有效高度之比。 作用：防止將構件設計成超筋構件。當 b ，受拉鋼筋屈服，為 適筋構件。當 b，受拉鋼筋不屈服，表明發(fā)生的破壞為超筋梁破壞。 4-10.在什么情況下可采用雙筋梁，其計算應力圖形如何確定？在雙筋 截面中受壓鋼筋起什么作用？為什么雙筋截面一定要用封閉箍筋？ 答：1.彎矩方向改變2.當截面承受的彎矩較大，而截面尺寸受到使用 條件的限制，不允許繼續(xù)加大，則采用雙筋截面3.結構或構件由于某種原因， 預先已經(jīng)布置了一定數(shù)量的受力鋼筋。 作用：防止受壓區(qū)混凝土在受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服前壓碎。 防止受壓區(qū)縱向受

11、力鋼筋在構件破壞時還打不倒抗壓強度設計值。 4）當梁內適當?shù)夭贾梅忾]箍筋，使它能夠約束縱向受壓鋼筋的縱向屈 時，由于磚的塑性變形的發(fā)展，破壞時受壓鋼筋應力是能夠達到屈服的，但是 當箍筋的間距過大或剛度不足，受壓鋼筋會過早向外側凸出，這時受壓鋼筋的 應力達不到屈服，而引起磚保護層剝落，使受壓區(qū)砼過早破壞。因此規(guī)范 要求當梁中配有計算需要的受壓鋼筋時，箍筋應為封閉式。 4-11.為什么規(guī)范規(guī)定HPB235，HRB335,HRB400 鋼筋的受壓強度設 計值取等于受拉強度設計值？而鋼絞線、消除應力鋼絲和熱處理鋼筋卻只分別 取390N/mm2，410N/mm2 和400N/mm2 ？ 因為HPB235

12、，HRB335,HRB400 為有明顯屈服點和屈服臺階的變形，爾 鋼絞線變形物明顯屈服與屈服臺階，所以取對應于殘余應變味0.8%的應力 0.2 為其條件屈服點 4-12.為什么在雙筋矩形截面承載力計算中也必須滿足 b 與x 2as的條件？ 答：當構件在不同荷載的組合下，同一截面處彎矩變號，或由于構造 需要在受壓區(qū)已存在的鋼筋面積較大時，考慮讓其受壓，而為了保證受壓鋼筋 充分發(fā)揮作用，要求x=2as。 在雙筋截面中為了保護縱向受拉鋼筋應力達到fy，防止出現(xiàn)超筋梁的 情況，同樣必須符合 b。 4-17.兩類T 形截面梁如何鑒別？在第二類T 形截面梁的計算中混凝土 壓應力應如何取值？ 答：兩類T 形

13、截面的判別：當中和軸通過翼緣底面，即x=hf時為兩 類T 形界面的界限情況。由平衡條件X=0， 1fcbfhf= fyAs M=0, M= 1fcbfhf（h0-hf/2） 上式為兩類T 形截面界限情況 所承受的最大內力。若 fyAs 1fcbfhf或M 1fcbfhf（h0-hf/2） 此時，中和軸在翼緣內，即xhf，故屬于第一類T 形截面。同理 可得，若 fyAs 1fcbfhf或M 1fcbfhf（h0-hf/2） 此時，中和軸必在肋內，即xhf，這屬于第二類T 形截面。 4-19.整澆樓蓋中連續(xù)梁的跨中截面和支座截面各按何種截面形式計算？ 答：現(xiàn)澆樓蓋中的連續(xù)梁，其跨中截面按T 形截面

14、計算支座截面按矩 形（bh）截面計算。因為跨中截面的受壓區(qū)在梁的上側而支座截面的受壓區(qū) 在梁的下側。 5-5.梁斜截面破壞的主要形態(tài)有哪幾種？它們分別在什么情況下發(fā)生？ 破壞性質如何？ 答：斜拉破壞,斜拉破壞發(fā)生在無腹筋梁或腹筋配得很少的有腹筋梁中， 一般出現(xiàn)在剪跨比 的情況。整個破壞過程急速而突然，破壞是拱體混凝 土被拉壞，屬于脆性破壞。 剪壓破壞,當腹筋配置適當時或無腹筋梁剪跨比大致在 的情 況下，這種破壞有一定的預兆，屬于塑性破壞；但與適筋梁的正截面破壞相比， 剪壓破壞仍屬于脆性破壞。 斜壓破壞,當剪跨比較?。?）或者腹筋配置過多，腹板很薄時， 破壞時腹筋的應力尚未達到屈服強度。破壞荷載

15、很高，但變形很小，也屬于脆 性破壞。 5-7.有腹筋梁斜截面受剪承載力計算公式有什么限制條件？其意義如 何？ 答：A 上限值最小截面尺寸。 當hw/b4 時，V0.25 cfcbh0 當hw/b4 時，V0.2 cfcbh0 當4hw/b6 時，V0.025（14-hw/b） cfcbh0 意義：保證構件截面尺寸不太小，可防止斜壓破壞的發(fā)生。 B,F 限值最小配筋率和箍筋最大間距。 當V0.7ftbh0 時，配筋率應滿足最小配筋率： sv sv min=0.24ft/fyv 意義:防止斜拉破壞。 5-10.什么叫受彎承載力圖（或材料圖）？如何繪制？它與設計彎矩圖 有什么關系？ 答：受彎承載力圖

16、是指按實際配置的縱向鋼筋繪制的梁上各正截面所 能承受的彎矩圖。 繪制：1.確定控制截面：最大玩具處的截面。 2.求Mu(抵抗彎矩) 3.在控制截面，各鋼筋按面積大小分擔彎矩，在其余截面，當鋼筋面 積減小時，抵抗彎矩可假定比例減少。 關系：材料圖包含了設計彎矩圖 6-2.純扭適筋、少筋、超筋構件的破壞特征是什么？ 答：(1) 少筋破壞 當配筋（垂直縱軸的箍筋和沿周邊的縱向鋼筋）過 少或配筋間距過大時，在扭矩作用下，先在構件截面的長邊最薄弱處產生一條 與縱軸成 左右的斜裂縫，脆性破壞。 (2)適筋破壞 配筋適量時，在扭矩作用下，首條斜裂縫出現(xiàn)后并不立 即破壞。隨著扭矩的增加，將陸續(xù)出現(xiàn)多條大體平行

17、的連續(xù)的螺旋形裂縫，延 性破壞（塑性破壞）。 （3）超筋破壞 若配筋量過大，則在縱筋和箍筋尚未達到屈服時，混 凝土就因受壓而被壓碎，構件立即破壞，脆性破壞。 6-5.為什么規(guī)定受扭構件的截面限制條件？若扭矩超過截面限制條件 的要求，解決的方法是什么？ 答：為了保證結構截面尺寸及混凝土材料強度不致過小，結構在破壞 時混凝土不首先被壓碎，因此規(guī)定截面限制條件。 解決方法：加大構件截面尺寸，或提高混凝土強度等級。 6-6.在什么情況下受扭構件應按最小配箍率和最小縱配筋率進行配筋？ 答：鋼筋混凝土構件受純扭或剪扭承載力時，。 6-7.在彎、剪、扭聯(lián)合作用下構件的受彎配筋是怎樣考慮的？受剪配 筋是怎樣考

18、慮的？ 答：分別按受彎和受扭計算的縱筋截面面積相疊加。 分別按受剪和受扭計算的箍筋截面面積疊加。 7-2.試說明偏心距增大系數(shù) 的意義？ 答：可以將短柱（ =1）承載力計算公式中ei 代換 ei 即可用來進 行長柱的承載力計算。 考慮長柱偏心受壓后產生的二階彎矩對受壓承載力的影響。 7-3.試從破壞原因、破壞性質及影響承載力的主要因素來分析偏心受 壓構件的兩種破壞特征。當構件的截面、配筋及材料強度給定時，形成兩種破 壞特征的條件是什么？ 答：(1)受拉破壞大偏心受壓情況 破壞原因：由于受拉鋼筋首先到達屈服，而導致的壓區(qū)混凝土壓壞， 其承載力主要取決于受拉鋼筋。 破壞性質：塑性破壞，有明顯的預兆

19、，橫向裂縫顯著開裂，變形急劇 增大。 （2）受壓破壞小偏心受壓情況 破壞原因：由于受壓區(qū)混凝土達到其抗壓強度，距軸力較遠一側的鋼 筋，無論受拉或受壓，一般未到達屈服，其承載力主要取決于受壓區(qū)混凝土及 受壓鋼筋。 破壞性質：脆性破壞，缺乏明顯的預兆。 特征條件：Nb= 1fc bbh0+fy-fyAs 如作用在該截面的軸向設計值NNb,則為大偏心受壓情況；若NNb, 則為小偏心受壓情況 7-4.大偏心受壓和小偏心受壓的破壞特征有什么區(qū)別？截面應力狀態(tài) 有何不同？它們的分界條件是什么？ 答：兩類破壞的本質區(qū)別就在于破壞時受拉鋼筋能否達到屈服。構件 的破壞是由于受壓區(qū)混凝土達到其抗壓強度而壓碎，受拉

20、邊或壓應力較小邊的 鋼筋應力一般達不到鋼筋的屈服強度，是一個不定值，隨配筋率和偏心距而變。 其承載力主要取決于受壓混凝土和受壓鋼筋，故稱受壓破壞。這種破壞是一種 無明顯預兆的破壞，其破壞性質屬于脆性破壞，這類構件稱為小偏心受壓構件。 受拉鋼筋應力先達到屈服強度，這時中性軸上升，受壓區(qū)面積減小，壓應力增 加，最后使受壓區(qū)混凝土應力達到彎曲抗壓強度而破壞。此時受壓區(qū)的鋼筋一 般也能達到屈服強度。這種構件的破壞性質類似于受彎構件的適筋梁，具有較 大的塑性，破壞前有明顯的預兆，彎曲變形顯著，裂縫開展甚寬，這種破壞性 質稱塑性破壞，這類構件稱大偏心受壓構件。因為這種偏心受壓破壞是由于受 拉鋼筋應力首先達

21、到屈服，而導致的受壓區(qū)混凝土壓壞，其承載力主要取決于 受拉鋼筋，故稱為受拉破壞。 條件：當X= bh0 時，軸向力Nb= 1fc bbh0+fy-fyAs 7-11.條件 ei=0.3h0 可以用來判別是哪一種偏心受壓？ 答：判別小偏心受壓構件。 8-1.為什么要對混凝土結構構件的變形和裂縫進行驗算？ 答：通過驗算，可以使變形和裂縫寬度不超過規(guī)定的限值，同時還能 滿足保證正常使用及耐久性的其他要求與規(guī)定限值。 8-8.試分析減少受彎構件撓度和裂縫寬度的有效措施是什么？ 答：增大鋼筋截面面積或提高混凝土等級強度。 8-10.試分析影響混 凝土結構耐久性的主要因素。 答：（1）環(huán)境，針對不同環(huán)境，

22、采取不同的措施；（2）耐久性等級 或結構壽命等；（3）耐久性計算對設計壽命或既存結構的壽命作出預計；（4） 保證耐久性的構造措施和施工要求等。（5）混凝土的質量。 8-11.減小裂縫寬度最有效的措施是什么？ 答：（1）選擇較細直徑的變形鋼筋，(2)加大有效配筋率，（3）提高 混凝土強度等級， (4)施加預應力。 8-12.減少受彎構件撓度的措施是什么？ 答：最有效的措施是增加截面高度，當設計上構件截面尺寸不能加大 時，可考慮增加縱向受拉鋼筋截面面積或提高混凝土強度等級；對某些構件還 可以充分利用縱向受壓鋼筋對長期剛度的有利影響，在構件受壓區(qū)配置一定數(shù) 量的受壓鋼筋，此外，采用預應力混凝土構件也

23、是提高受彎構件剛度，減少受 彎構件撓度的有效措施。 普通混凝土減小裂縫的措施是什么？ 答：改變截面形式和尺寸，提高混凝土強度等級。 9-1.何謂預應力混凝土？與普通鋼筋混凝土構件相比，預應力混凝土 構件有何優(yōu)缺點. 答：在混凝土構件承受外荷載之前，對其受拉區(qū)預先施加壓應力，就 成為預應力混凝土結構。 優(yōu)點：（1）提高了構件的抗裂能力；（2）增大了構件的剛度；（3） 充分利用高強度材料；（4） 擴大了構件的應用范圍。 缺點：施工工序多，對施工技術要求高且需要張拉設備、錨夾具及勞 動力費用高等。 9-3.預應力混凝土分為哪幾類？各有何特點？ 答：（1）先張法和后張法 先張法是制作預應力混凝土構件時

24、，先張法預應力鋼筋后澆筑灌混凝 土的一種方法；而后張法是先澆灌混凝土，待混凝土達到規(guī)定強度后再張拉預 應力鋼筋的一種預加應力方法。 （2）全預應力和部分預應力 全預應力是在使用荷載作用下，構件截面混凝土不出現(xiàn)拉應力，即為 全截面受壓。部分預應力是在使用荷載作用下，構件截面混凝土允許出現(xiàn)拉應 力或開裂，即只有部分截面受壓。 （3）有粘結預應力與無粘結預應力 有粘結預應力是指沿預應力筋全長其周圍均與混凝土粘結，握裹在一 起的預應力混凝土結構。無粘結預應力是指預應力筋伸縮、滑動自由、不與周 圍混凝土粘結的預應力混凝土結構。 9-4.施加預應力的方法有哪幾種？先張法和后張法的區(qū)別何在？試簡 述它們的優(yōu)

25、缺點及應用范圍。 答：先張法和后張法。 區(qū)別：1）先張法構件時通過預應力鋼筋與混凝土之間的粘結力傳遞預 應力的。 后張法構件則不同，它是依靠其兩端的錨具錨住預應力鋼筋并傳遞預 應力的。 2）先張法構件中的預應力鋼筋可布置為直線或折線形，多為直線形。 后張法構件中的預應力鋼筋可以做成曲線開，使它基本上沿著構件工 件時內部的主拉應力跡線的方向布置，從而發(fā)揮更好的效果。 先張法適用于大批量生產以鋼絲或d16mm 鋼筋配筋的中、小型構件。 后張法主要適用于以粗鋼筋或鋼絞線鋼筋的大型預應力構件。 9-6.預應力損失有哪幾種？各種損失產生的原因是什么？計算方法 及減小措施如何？先張法、后張法各有哪幾種損失？哪些屬于第一批，哪些屬 于第二批？ 答：（1）張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失；可通過選擇 變形小錨具或增加臺座長度、少用墊板等措施減小該項預應力損失；若鋼筋較 短，一段張拉。 （2）預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失；可通過