2015級(jí)碩士高等混凝土試題及答案_第1頁(yè)
2015級(jí)碩士高等混凝土試題及答案_第2頁(yè)
2015級(jí)碩士高等混凝土試題及答案_第3頁(yè)
2015級(jí)碩士高等混凝土試題及答案_第4頁(yè)
2015級(jí)碩士高等混凝土試題及答案_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩13頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、考試科目:高等混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)理論與應(yīng)用姓名:學(xué)號(hào):專業(yè):1.簡(jiǎn)述混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的測(cè)試方法、特征,并給出其常見(jiàn)的本構(gòu)模型(3種)。 要求繪制相關(guān)曲線、標(biāo)注特征點(diǎn)、敘述規(guī)律,并評(píng)價(jià)各本構(gòu)模型的特點(diǎn)和適用范圍。答:(18-21)試驗(yàn)方法分為兩類: 應(yīng)用電液伺服閥控制的剛性試驗(yàn)機(jī)直接進(jìn)行試件等應(yīng)變速度加載; 在普通液壓試驗(yàn)機(jī)上附加剛性元件,使裝置的總體剛度超過(guò)試件下降段的最大線剛度, 就可防止混凝土的急速破壞。本構(gòu)模型:Hognestad本構(gòu)模型(見(jiàn)圖1-14)2y 2x x ,(0 x 1)表達(dá)式:x 1y 1 0.15 ,(x 1)Xu 1特點(diǎn):能較好的反映混凝土受壓時(shí)的基本特

2、征,其曲線方程形式被多國(guó)混凝土設(shè)計(jì) 規(guī)范所采用;本構(gòu)模型(見(jiàn)圖1-14)Kfc2 c0.002K Ken t- Park表達(dá)式:fc0.002Kc 0.002KfcKfc1 Zm c0.002K ; c 0.002K(其中K為考慮箍筋約束所引起的混凝土強(qiáng)度增強(qiáng)系數(shù),Zm為應(yīng)變軟化階段斜率)特點(diǎn):可以很好的描述箍筋對(duì)核心混凝土的約束作用;Rusch本構(gòu)模型(見(jiàn)圖1-14)2表達(dá)式:y 2x x;0 x 1y 1; x 1特點(diǎn):由拋物線上升段和水平段組成,比較接近于理想彈塑性模型。2. 簡(jiǎn)述混凝土重復(fù)加載下的主要現(xiàn)象和規(guī)律,包括:包絡(luò)線,裂縫和破壞過(guò)程,卸載曲 線,再加載曲線,共同點(diǎn)軌跡線,穩(wěn)定點(diǎn)

3、軌跡線。并繪制、標(biāo)注相關(guān)曲線、特征點(diǎn)。答:P37-394 0-aa-3UM Cl-2m O0e 皿件DI -245Sf:EVld試襯LI -1IX Ce0問(wèn)0z410*nt ga Z試忡F -1ra工12郭種貶貝加締載卜-的應(yīng)十應(yīng)變?nèi)啥延桑?)包絡(luò)線沿著重復(fù)荷載下混凝土應(yīng)力一應(yīng)變曲線的外輪廓描繪所得的光滑曲線稱為包絡(luò)線(圖中以EV表示)。各種重復(fù)荷載(BF)下的包絡(luò)線都與單調(diào)加載的全曲線(A)十分接近。.(2)裂縫和破壞過(guò)程相繼出現(xiàn)多條縱向短裂縫。若荷載重復(fù)加卸多次,則總 當(dāng)試什的總應(yīng)變達(dá)(3.05 )X 10-3時(shí),相鄰裂縫延在超過(guò)峰值應(yīng)力后、總應(yīng)變達(dá)(1.53.0 )X 10-3時(shí)出現(xiàn)第

4、一條可見(jiàn)裂縫。裂縫細(xì)而短, 平行于壓應(yīng)力方向。繼續(xù)加卸載, 應(yīng)變值并不增大,裂縫無(wú)明顯發(fā)展。伸并連接,形成貫通的斜向裂縫。(3)卸載曲線4 jq-3dA圖卸載和再加載曲線一般形狀從混凝土的受壓應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€或包絡(luò)線上的任一點(diǎn)卸裁至應(yīng)力為零,得完全卸載曲 線。每次卸載剛開(kāi)始時(shí),試件應(yīng)力下降降很快,順應(yīng)變恢復(fù)很少。隨著應(yīng)力值的減小,變 形的恢復(fù)才逐漸加快。當(dāng)應(yīng)力降至卸載時(shí)應(yīng)力的約20% 30%以下,變形恢復(fù)最快。這是恢復(fù)變形滯后現(xiàn)象,主要原因是試件中存在的縱向裂縫在高壓應(yīng)力下不可能恢復(fù)。故卸載時(shí)應(yīng)變?cè)酱?,裂縫開(kāi)展越充分,恢復(fù)變形滯后現(xiàn)象超嚴(yán)重。(4) 再加載曲線從應(yīng)力為零的任一應(yīng)變值(Et 0)

5、開(kāi)始再加載,直至與包絡(luò)續(xù)相切或重合(reb rei) 為再加載曲線(圖22)。再加載曲線有兩種不同的形狀:當(dāng)再加載起點(diǎn)的應(yīng)變很小(務(wù)囲Ep 1 ,即與包絡(luò)續(xù)的下降段相切。(5) 橫向應(yīng)變?cè)谥貜?fù)荷載(B)(圖左)作用下,試件橫向應(yīng)變七的變化如圖右開(kāi)始加載階段.試件的橫向 應(yīng)變很小。當(dāng)應(yīng)力接近混凝土的棱柱體強(qiáng)度時(shí),橫向應(yīng)變才加快增長(zhǎng)。卸載時(shí),縱向 應(yīng)變能恢復(fù)一部分,而橫向應(yīng)變幾乎沒(méi)有恢復(fù),保持常值。再加載時(shí),縱向應(yīng)變即時(shí) 增大,而橫向應(yīng)變?nèi)员3殖V?。只有?dāng)曲線超過(guò)共同點(diǎn)(CM共同點(diǎn)軌跡線)后,縱向應(yīng)變加速增長(zhǎng)時(shí),橫向應(yīng)變才開(kāi)始增大。這些現(xiàn)象顯然也是縱向裂縫的發(fā)展和滯后恢 復(fù)所致。(6) 共同點(diǎn)軌跡

6、線在重復(fù)荷載試驗(yàn)中,從包絡(luò)線一卜任一點(diǎn)卸載后再加載, 其交點(diǎn)稱共同點(diǎn)。將多次加卸載 所得的共同點(diǎn),用光滑曲線依次相連,即為共同點(diǎn)軌跡線。圖中CM表示分析各種重復(fù)荷載下的共同點(diǎn)軌跡線,顯然與相應(yīng)的包絡(luò)線或單調(diào)加載全曲線的形狀相 似,經(jīng)計(jì)算對(duì)比給出前者與后兩者的相似比值為Kc=0.860.93 平均為0.89(7) 穩(wěn)定點(diǎn)軌跡線重復(fù)荷載試驗(yàn)(E,F(xiàn))中,在預(yù)定應(yīng)變值下經(jīng)過(guò)多次加卸載.混凝土的應(yīng)力(承載力)不再下 降,殘余應(yīng)變不再加大,卸載一再加載曲線成為一穩(wěn)定的閉合環(huán),環(huán)的上端稱穩(wěn)定點(diǎn)。將各次循環(huán)所得的穩(wěn)定點(diǎn)連以光滑曲線,即為穩(wěn)定點(diǎn)軌跡線,圖中以ST表示。這也就是混凝土低周疲勞的極限包線。3. 分

7、別繪制高強(qiáng)混凝土、輕質(zhì)混凝土、纖維混凝土的受壓應(yīng)力 -應(yīng)變曲線,并與普通混凝 土的進(jìn)行對(duì)比分析,重點(diǎn)比較力學(xué)性能的異同。答:曲線見(jiàn)課本。(1) 高強(qiáng)混凝土:其力學(xué)主要特征是隨著強(qiáng)度的提高,混凝土的脆性增加,表現(xiàn)為: 內(nèi)部裂縫在高應(yīng)力下出現(xiàn)和發(fā)展,破壞過(guò)程急促,應(yīng)力應(yīng)變曲線峰部尖銳,吸能能力 差,極限應(yīng)變小抗拉強(qiáng)度增加幅度小。其基本性質(zhì)和普通混凝土一致,其與普通混凝 土使用同類原材料,材性本質(zhì)相同,力學(xué)性能指標(biāo)互相銜接;(2) 輕質(zhì)混凝土:力學(xué)性能總體上與普通混凝土相似,但是質(zhì)更脆,性能指標(biāo)有差別。 輕骨料混凝土與普通混凝土的基本區(qū)別在于粗骨料,普通混凝土是水泥砂漿包圍粘結(jié) 粗骨料,其粘結(jié)部位為

8、構(gòu)造薄弱部位,而輕骨料混凝土是水泥砂漿包圍粘結(jié)輕骨料, 薄弱部位為輕骨料,破壞發(fā)生的部位不同。其次,輕骨料的裂縫發(fā)展緩慢;(3) 纖維混凝土:與普通混凝土相比,抗拉和抗折強(qiáng)度增加,抗裂性能大大提高,抗壓強(qiáng)度雖然提高不多,但延性大大提高,疲勞強(qiáng)度顯著提高,動(dòng)力強(qiáng)度增大,耐磨和 沖刷性能增強(qiáng)等,其開(kāi)裂前與普通混凝土無(wú)異,最終破壞為纖維的滑移和拔出。4. 簡(jiǎn)述變形鋼筋的粘結(jié)力組成和粘結(jié)機(jī)理,分析影響粘結(jié)力的主要因素。答:(1)粘結(jié)力組成:a混凝土中水泥凝膠在鋼筋表面產(chǎn)生化學(xué)粘著力;b周?chē)炷恋哪ψ枇Γ籧鋼筋表面凹凸不平或變形產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。(2) 粘結(jié)機(jī)理:變形鋼筋受拉時(shí),其肋的凸緣擠壓混凝土形

9、成機(jī)械咬合力,抑制了混凝土產(chǎn)生可能的相對(duì)滑移,大大提高了粘結(jié)力。(3)影響因素:a混凝土強(qiáng)度;b保護(hù)層厚度;c鋼筋埋長(zhǎng);d鋼筋直徑和外形;e橫 向鋼筋;f橫向壓應(yīng)力;g其他因素。5. C30混凝土承受雙向應(yīng)力(T 1 / (T 3=0.1 /-1( (T 2=0)時(shí),確定其二軸拉-壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。(C30混凝土的單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值分別為:fc=14.3N/mm2 ,ft = 1.43N / mm2)解:計(jì)算其應(yīng)力比:r0. 10. 05用表(DE段)的公式計(jì)算得:f30. 96ft fcft(0. 048 0.96r )fc0.961.4314.31.43( 0. 0480.96( 0

10、. 1)14. 39.28N / mmf3rf 30.1( 9. 28)0. 928N / mm9.28N /mrn14.3N/ mrn,f10. 928N/mrn1.43N/ mrn可見(jiàn)混凝土的二軸拉-壓強(qiáng)度既小于單軸抗壓強(qiáng)度,又小于單軸抗拉強(qiáng)度,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予注意。6.試比較柱的方形箍筋、螺旋箍筋和鋼管混凝土約束作用的異同,并分析影響其約束性能的主要因素,計(jì)算中應(yīng)如何考慮?答:(1)方形箍筋:矩形箍筋柱在軸壓力的作用下,核芯混凝土的橫向膨脹變形使箍筋的直線段產(chǎn)生水平 彎曲。箍筋的抗彎剛度極小,它對(duì)核芯混凝土的反作用力很小。另一方面,箍筋的轉(zhuǎn)角部 剛度大,變形小,兩個(gè)垂直方向的拉力合成對(duì)核芯混凝

11、土對(duì)角線 (45)方向的強(qiáng)力約束。 故核芯混凝土承受的約束力是沿對(duì)角線的集中擠壓力和沿箍筋分布的很小的橫向力。相應(yīng)于約束混凝土極限強(qiáng)度和箍筋屈服同時(shí)達(dá)到的界限約束指標(biāo)約為 fytt tlcfc0.32,而約束混凝土的性能在此界限前后有不同的變化率:1 0.5 tt 0.32*c,cT(2)螺旋箍筋:螺旋箍筋混凝土柱與普通箍筋柱和素混凝土柱相比,承載力有所提高,特別是變形性能得到了很大的改善。從螺旋箍筋柱的受力過(guò)程(N 曲線)中看到,其極限承載力有兩個(gè)控制0.55 1.9 tt 0.32值:a、縱筋受壓屈服,全截面混凝土達(dá)棱柱體抗壓強(qiáng)度(忽略箍筋的約束作用,計(jì)算式為M fCAC fyAs。b、箍

12、筋屈服后,核芯混凝土達(dá)約束抗壓強(qiáng)度 凝土已退出工作,縱向鋼筋仍維持屈服強(qiáng)度不變,Ni)此時(shí)混凝土的橫向應(yīng)變尚小,可fc,c(N2)此時(shí)柱的應(yīng)變很大,外圍混 計(jì)算式為N2fc,cAcor fyAs。根據(jù)平衡條件,當(dāng)箍筋屈服時(shí),核芯混凝土的最大約束壓應(yīng)力為:2 fyt Ast 1 f12:二 t Tc,Sdcor2若核芯混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度按 Richart公式近似取用,則有:fc,c fc 4 21 2 t fc,N2 1 2 t Acor fyAs fc Aor 2 f yt t Acor f yAs(3)鋼管混凝土當(dāng)螺旋箍筋混凝土中橫向箍筋密集地連在一起, 且與縱筋合一,去除外圍混凝土,自

13、然地發(fā)展成鋼管混凝土。鋼管混凝土的約束指標(biāo)與方形箍筋、 螺旋箍筋相同,計(jì)算式稍有 變化:fy Asfy 4tfyt tf? AT 譏鋼管混凝土的極限抗壓強(qiáng)度(即平均的約束混凝土強(qiáng)度N 1fc,c )隨約束指標(biāo)而提高,理論值的基本計(jì)算式應(yīng)為:c,c H 丄 c AzpAs。鋼管混凝土的抗壓強(qiáng)度,在兩種極端情況下的極值如AcA3下:a、鋼管和混凝土在縱向受力,達(dá)到各自的單軸抗壓強(qiáng)度,即 鋼管的切向應(yīng)力tp 0,無(wú)約束應(yīng)力b、鋼管的切向應(yīng)力達(dá)屈服強(qiáng)度t,maxt fy / 2,故 fc,c,2fc 1 max一個(gè)已知約束指標(biāo)的鋼管混凝土,zpfy 和 cpfc,但r 0 ),故 fc,c,1fc 1

14、 t ;tpfy但zp 0,核芯混凝土的約束應(yīng)力為最大t達(dá)到極限軸力時(shí)是應(yīng)力狀態(tài)出于上述兩種極端情況之間。建立的鋼管混凝土極限強(qiáng)度計(jì)算式為:c,cfc 11.1 t o7. 在采用一定的分析假定的基礎(chǔ)上,鋼筋混凝土構(gòu)件的截面力學(xué)性能可以通過(guò)建立三類 基本方程求得截面的應(yīng)力和應(yīng)變分布、曲率等,請(qǐng)舉一個(gè)例子予以說(shuō)明。答:一鋼筋混凝土短柱,已知其截面尺寸(bx h)和配筋(As=u bh,卩為配筋率)幾何(變形)條件:柱子在軸心壓力作用下發(fā)生壓縮變形。 從試件開(kāi)始受力、直至破壞,一個(gè)平截面始終保持 平面,即截面上各點(diǎn)的應(yīng)變值相等。在受力過(guò)程中,如若鋼筋和混凝土的粘結(jié)良好,不發(fā)生相對(duì)滑移,而且鋼筋外側(cè)

15、有封閉箍 筋圍住,即使受壓屈服后也不外鼓,不崩裂混凝土保護(hù)層,那么,在任意軸力值下, 柱內(nèi)鋼筋和混凝土的應(yīng)變相等,也即構(gòu)件的應(yīng)變,故物理(本構(gòu))關(guān)系鋼材本構(gòu)模型s = fy = const混凝土受壓非線性應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系:其數(shù)值隨應(yīng)變的增大而單調(diào)減小式中入一一混凝土的受壓變形系數(shù),力學(xué)(平衡)方程軸心受力構(gòu)件只有一個(gè)內(nèi)外力平衡條件:N = Nc +汕=%力亡+耳比8. 簡(jiǎn)述鋼筋混凝土構(gòu)件常用截面剛度計(jì)算方法的基本概念和計(jì)算要點(diǎn),并分析各方法的 應(yīng)用范圍。答:(1)有效慣性矩法其主要原則是將截面上的鋼筋,通過(guò)彈性模量比值的折換,得到等效的勻質(zhì)材料換算 截面,推導(dǎo)并建立相應(yīng)的計(jì)算公式。這一原則和方法

16、,應(yīng)用在開(kāi)裂前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié) 構(gòu)、剛度分析、疲勞驗(yàn)算等。1 .mrfrt】)兒圖143(J.)赫Ai商畀裂前石的面開(kāi)型購(gòu)開(kāi)和后1)開(kāi)裂前截面慣性矩:nA,其中n=Es/E0為彈性模量比。換算截面總面積拉區(qū)鋼筋面積為As,其換算面積為A=bh+( n-1)As1 22b(h Xo)(n 1)A(hoXo)所以,Xo22h(n1)Ashobh(n1)Ab33換算截面慣性矩為I o3Xo(h Xo)開(kāi)裂前截面剛度BoEcI o2)裂縫截面的換算慣性矩(n2b受壓區(qū)高度由拉壓區(qū)對(duì)中和軸靜距相等條件確定:1 22 bxo21)A(ho Xo)裂縫受壓區(qū)高度算法同上Xcr (n22Xcrn A(hoXcr

17、)解得2n)ho裂縫截面換算剛度為Icr2Xcrn A(ho2Xcr)3)有效慣性矩eff(2)剛度解析法BcrEol3cr(晉13(制cr I o受拉u ibk-如圖a所示,軸成波浪形。裂縫截面處受壓區(qū)高度和受拉區(qū)鋼筋應(yīng)變也成波浪形1 )幾何條件頂部混凝土壓應(yīng)變cc鋼筋平均拉應(yīng)變式中,書(shū)為裂縫間受拉筋應(yīng)變的不均勻系數(shù)。2)物理關(guān)系頂部混凝土壓應(yīng)力純彎曲混凝土梁進(jìn)入裂縫穩(wěn)定發(fā)展階段后, 截面已不符合平截面假定,中和Xcr為最小值。如圖b所示:受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變cc EoEo受拉鋼筋應(yīng)力3)力學(xué)方程cbXcr h。s Ash。將上式代入該式丄pM2Es A h0故截面平均剛度B2XcrE0bh0

18、M2Es A h0MVTEs A ho(仝)ho(3)受拉剛化效應(yīng)修正法混凝土開(kāi)裂之前(MW Mcr 1 /混凝土受拉開(kāi)裂(McrMy)M匸B2EI cr2受拉鋼筋屈服后(M yVMvM)31/uy鋼筋屈服彎矩My和極限彎矩M時(shí)的曲率分別為:uhoXyXu考慮混凝土徐變收縮等因素, 構(gòu)件開(kāi)裂彎矩修正為31=1.0 (變形鋼筋)=0.5 (光圓鋼筋);專=0.8 (第一次加載)倚=0.5 (長(zhǎng)期持續(xù)重復(fù)加載)截面平均曲率的計(jì)算M cr式中,Mcr M My1考慮混凝土的受拉剛化效應(yīng)后的曲率修正值tststs2r1 M cr M1r混凝土開(kāi)裂(M=M cr)前、后的曲率分別為1rM crEI02rM crEcrE|crM cr b EIcrMEI0crM crM當(dāng) MyMMu 時(shí)M crEIcrM crE|0M cr1My2M MyM u M y(如圖示)建立鋼筋混凝土受扭構(gòu)件極限承載力的要點(diǎn)。(2)簡(jiǎn)述計(jì)算公式的推導(dǎo)方 與構(gòu)件截面達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)鋼筋屈服的關(guān)系;(3)VL_J9. 簡(jiǎn)要說(shuō)明按桁架模型要求:(1)說(shuō)明桁架模型如何確定,并在圖中標(biāo)注各桿件; 法,并說(shuō)明公式中參數(shù) 的含義以及 說(shuō)明你對(duì)這種方法的理解及看法。答:(1)鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件在純扭

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論