高等鋼筋混凝土復習材料

1、高等鋼筋混凝土理論1. 鋼筋單向拉伸應力應變曲線的金相學解釋。（有明顯流幅的鋼筋）（1）彈性變形：金屬內(nèi)部原子間距離改變。取決于晶體陣上原子間的相互作用力。（2）塑性變形：沿某些結(jié)晶面，施加的剪應力超過晶體臨界切應力，金屬晶體沿結(jié)晶面發(fā)生滑移。實際，晶體臨界切應力遠小于理論值，原因：晶體中缺陷位錯：金屬晶體中原子排列并非十分整齊，塑性變形時，滑移面不是整排原子一起移動，而是位錯移動造成晶面間相對滑動。（3）屈服上限：鋼中雜質(zhì)原子或離子處于位錯中心，起釘扎作用，增加位錯運動阻力，宏觀形成“上限”。（4）屈服下限：位錯運動后，雜質(zhì)原子滯后，位錯脫錨，發(fā)生低應力下滑動。（5）強化階段：晶面滑移時，晶

2、粒變形、位錯繁殖。位錯密度大量增加，發(fā)生交割，加大運動阻力，出現(xiàn)強化現(xiàn)象。2. 鋼筋經(jīng)冷拉和冷拔后物理力學性能有何改變？（1）冷拉：在常溫下將鋼筋拉過屈服強度、至強化階段的某一應力水平。冷拉后，鋼材產(chǎn)生形變強化，抗拉屈服強度提高，延伸率下降：1）屈服強度提高程度與鋼筋強度有關(guān)；2）屈服點隨時效時間增加，鋼種級別越高，變化越??；3）鋼筋強度高時，達控制冷拉應力，所需冷拉率小，冷拉率大將影響冷拉后的延伸率；4）冷拉后由靜力法測得的彈性模量下降，經(jīng)人工時效幾乎恢復原值。 （2）冷拔：將鋼筋拉過比其直徑小的硬質(zhì)合金模，使受側(cè)壓力，截面積減小，長度增加。1）隨冷拔拉力和橫向擠壓力的增加，鋼筋強度提高，延

3、伸率急劇下降。2）截面壓縮率小于20-30%，主要是位錯密度增加提高鋼筋強度；大于50%，不僅晶粒滑移，而且滑移面轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生各向異性，二者使抗拉、壓強度提高。3）除原材料強度外，冷拔后截面總壓縮率大，強度高，延伸率降低；總壓縮率相同時，冷拔次數(shù)對鋼絲強度影響不大，但延伸率隨冷拔次數(shù)增加而減小。3. 鋼筋的徐變與松弛及其影響因素（徐變的影響因素）（1）徐變：在高應力下，鋼筋應變隨時間增長。是塑性變形。（2）松弛：鋼筋受力后，長度保持不變，應力隨時間增長而降低。應力解除后，松弛可恢復。（3）影響因素：鋼筋的松弛發(fā)展較混凝土快得多，而且隨時間增長松弛率逐漸減小，如用時間為對數(shù)坐標時，基本為一直線關(guān)系

4、。松弛損失與鋼筋初張拉應力大小有關(guān)，張拉控制應力值低時，應力松弛損失值小。松弛也和鋼筋類型有關(guān)，一般冷拉熱軋鋼筋松弛損失較冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲和鋼絞線的低。松弛是隨溫度增加而增加的。（4）減少鋼材松弛的措施：超張拉或選用低松弛高強鋼筋、鋼絲和鋼絞線（經(jīng)過應力消除或?qū)ｉT“穩(wěn)定”處理得到低松弛的高強鋼絲和鋼絞線）。4. 鋼筋的應力腐蝕(1)應力腐蝕：鋼筋在電化學腐蝕和應力復合作用下導致斷裂的過程。(2)條件：有一定腐蝕介質(zhì)，一定的荷載，一定的材質(zhì)條件。 (3)過程：首先是拉應力造成的應變破壞了材料表面的純化膜，新鮮表面與介質(zhì)接觸發(fā)生電化學腐蝕，形成腐蝕坑，產(chǎn)生了裂紋源，產(chǎn)生應力集中，引起裂紋擴展

5、，直至斷裂。(4)影響因素：鋼筋強度：強度越高，應力腐蝕敏感性越強；預應力值；鋼筋外形和鋼種；鋼筋的組織狀態(tài)。5. 鋼筋的疲勞斷裂（1）定義：鋼筋在外力循環(huán)作用下，由于內(nèi)部缺陷導致低于極限荷載的疲勞斷裂。（2）疲勞斷裂過程：反復荷載作用下，鋼筋內(nèi)部質(zhì)量薄弱處產(chǎn)生應力集中個別點首先出現(xiàn)塑性變形，久之形成微裂紋裂紋增加、連接、發(fā)展，形成裂縫截面削弱，應力集中急速加劇，超過晶體結(jié)合力，發(fā)生斷裂。（3）影響鋼筋疲勞的原因：應力幅度、最小應力值大小、鋼筋外面幾何尺寸、鋼筋直徑、鋼筋強度、其他一些因素。（分數(shù)多要展開如下）1）應力幅值：鋼筋壓應力的循環(huán)一般不會發(fā)生疲勞破壞，而在拉應力循環(huán)或拉壓應力循環(huán)才會

6、發(fā)生疲勞破壞；其他影響因素均不變，在有限疲勞壽命區(qū)域應力值幅度與循環(huán)次數(shù)成斜線關(guān)系，在長壽命區(qū)域應力值幅度的影響很小，形成logN的平等線。2）最小應力值大小：增加了最小應力值，在有限壽命疲勞區(qū)域和長壽命區(qū)都降低了鋼筋的疲勞強度。但當最小應力值為壓應力時，可增加疲勞強度。3）鋼筋外面幾何尺寸：變形鋼筋能增強鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，但在循環(huán)荷載作用下，在鼓出的肋與鋼筋表面接交處產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，這是產(chǎn)生鋼筋疲勞裂縫的一個很重要原因。4）鋼筋直徑：隨著鋼筋直徑的增大，降低了鋼筋的疲勞強度。5）鋼筋強度：在有限疲勞壽命區(qū)，隨著鋼筋強度等級的增加，增加了鋼筋的疲勞強度。6）其他一些影響因素：焊接質(zhì)量

7、如焊縫表面粗糙度，氣泡，焊接燒傷等都會形成應力集中，因而降低了鋼筋的疲勞強度；含炭量愈高的鋼筋，由于降低了延性，焊接對鋼筋的敏感性也愈高；鋼筋彎起處將發(fā)生應力集中現(xiàn)象。6. 什么是鋼筋的包興格效應？試述其產(chǎn)生原因及工程意義。（1）定義：鋼筋經(jīng)拉伸（或壓縮）超過彈性變形后，其反向加載下的彈性極限顯著下降，荷載超過彈性極限越多，反向受力時的彈性極限降低越多。此現(xiàn)象即“包興格效應”。（2）產(chǎn)生原因：晶粒內(nèi)殘余應力的存在，施加反向荷載時，晶體大部分提早進入塑性狀態(tài)發(fā)生包興格效應的應力軟化現(xiàn)象。（3）影響因素：鋼材的原始性能影響；不同類型鋼材晶粒大?。煌嘶?、回火；加載速度；加載歷史：初始加載時塑性應力越

8、大，反向應力越低，循環(huán)次數(shù)越多，軟化影響越小。（4）工程意義：鋼材的抗壓條件流限隨冷拉率的增加而降低，當冷拉率超過3%比例極限時，條件流限降低程度的增加不太明顯。鋼材冷拉經(jīng)時效后，則抗拉條件流限有明顯的提高，而冷軋、冷扭鋼筋的包興格效應不明顯。試以混凝土中裂紋的形成和發(fā)展，說明混凝土單軸受壓應力-應變曲線的特點。7. 混凝土中裂縫的形成和發(fā)展。（1）原始微裂縫階段：加載前，由于水泥漿硬化干縮、水分蒸發(fā)等原因，在混凝土內(nèi)部形成主要分布于較大粗骨料與砂漿界面上的原始微裂縫（粘結(jié)裂縫）。（圖1）（2）穩(wěn)定裂縫產(chǎn)生階段：單軸壓應力不超過30%-50%極限抗壓強度，原始裂縫擴展并產(chǎn)生新的粘結(jié)裂縫，但裂縫

9、處于相對獨立的發(fā)展階段，應力應變關(guān)系基本為彈性。（圖2）（3）穩(wěn)定裂縫擴展階段：繼續(xù)加載，但不超過臨界應力（70%-90%極限抗壓強度），粘結(jié)裂縫向砂漿內(nèi)延伸，并在砂漿內(nèi)產(chǎn)生新裂縫，應力應變關(guān)系明顯非線性；若停止加載，裂縫擴展停止。（圖3）（4）非穩(wěn)定裂縫擴展階段：荷載超過臨界應力，出現(xiàn)大量砂漿裂縫、并急劇發(fā)展，與向砂漿內(nèi)延伸的粘結(jié)裂縫連接貫通，出現(xiàn)不穩(wěn)定裂縫，荷載不變，裂縫自行擴展。（圖4）8. 混凝土單軸受壓應力應變關(guān)系及主要影響因素。（包括混凝土強度的影響因素）（1）混凝土在荷載作用下的應力-應變關(guān)系，開始為直線變化，然后逐漸偏離直線，轉(zhuǎn)變成為曲線形變化，至應力達到最大值的極限強度而破壞

10、。應力-應變關(guān)系曲線有上升段和下降段。上升段(如圖OABC段曲線)：除有明顯收縮史的混凝土試件外，在荷載開始作用下，應力應變曲線會呈現(xiàn)上凹段外，盡管荷載前混凝土內(nèi)存在局部微裂縫，只要混凝土處于“穩(wěn)定斷裂傳播的開始(OSFP)”值以下時，混凝土仍基本處于彈性工作階段，應力-應變關(guān)系為直線，如上圖內(nèi)OA線所示。A點約為峰值應力的3050%。當混凝土應力進入“穩(wěn)定裂縫傳播”階段后，由于裂縫不斷傳播發(fā)展，應力-應變關(guān)系逐漸偏離直線，如圖AB曲線所示。當混凝土應力進入“非穩(wěn)定裂縫傳播”階段以后，由于砂漿裂縫大量出現(xiàn)，粘結(jié)裂縫向砂漿內(nèi)傳播延伸，成為可自行傳播開裂的不穩(wěn)定狀態(tài)，有些砂漿裂縫和粘結(jié)裂縫彼此連通

11、，至最大應力C點時，混凝土內(nèi)會形成若干通縫如圖所示，能量消失增大。下降段（如圖CDE段曲線）：下降段是混凝士在到達峰值壓力后，裂縫繼續(xù)開展、傳播、發(fā)展引起應力應變關(guān)系變化曲反映。在到達峰值應力以后，裂縫繼續(xù)迅速傳播發(fā)展，而且由于堅硬骨料顆粒的存在，沿裂縫面上產(chǎn)生剪摩滑移，同時并出現(xiàn)新裂縫、試件仍能支撐一定的荷載。（2）應力-應變關(guān)系影響因素：混凝土材料的品種、配合比和齡期等是重要的影響因素；有試驗表明，水泥標號、用量和水灰比以及粗骨料的性質(zhì)、含量配合比和粒徑大小等對應力-應變曲線，特別是下降段的變化，都有不同的影響。（3）影響混凝土抗壓強度的因素：組成材料品種性質(zhì)的影響；組成材料配合比的影響（

12、包括水灰比、空氣含量、水泥用量、骨料最大尺寸）；混凝土齡期的影響；試驗方法的影響（包括試件形狀和大小尺寸、加載速度）；施工養(yǎng)護條件的影響9. 混凝土復雜受力下強度的變化規(guī)律（1）雙軸受壓：破壞強度與二軸主應力比值有關(guān)，混凝土強度雖可提高，但提高的程度有限，一般只能比單軸受壓強度提高10%20%，最多也只有30%左右。 一軸受拉、一軸受壓：破壞強度的變化與混凝土標號或混凝土單軸抗拉強度的相對比值有關(guān)Rl/0，混凝土抗壓強度增加或Rl/0值減少時，相對的破壞強度即隨之減少。 雙軸同時受拉：無論二軸主應力比值如何，都大致和單軸抗拉強度相等。（2）三軸受壓：試件破壞時的實際最大主壓應力軸強度，要比雙軸

13、受壓的相應強度要高，均隨值3的增加而增大。 三軸不等號受力：試件破壞時，受壓軸能承受的主壓力值，隨受拉主拉應力的增加而降低。三軸同時受拉：混凝土的破壞強度均小于或等于其單軸抗拉強度。（3）截面同時受剪壓或剪拉：見下圖 10. 混凝土局部承壓工作機理及強度計算。局部承壓的混凝土，因為受周圍混凝土的約束作用，從而提高了局部承壓面積的混凝土強度。在靠近局部承壓荷載下的一段塊體長度內(nèi)產(chǎn)生橫向拉應力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。因此，實際上是局部承壓下混凝土開裂和強度問題。工作機理：國外采用楔椎體劈裂的破壞機理來說明條形荷載局部承壓，中心局部承壓，邊荷載的局部承壓等。我國采用混凝土套箍“強化“理論，局部擠壓區(qū)的混

14、凝土可看做同時受有側(cè)壓力作用的混凝土。當局部荷載作用增大時，擠壓邊的混凝土向外膨脹，而周圍混凝土起套箍作用阻止其橫向膨脹，因此擠壓區(qū)混凝土抗壓能力提高。對局部承壓破壞機理目前未有能解釋各種不同情況的統(tǒng)一認識。局部承壓試件破壞的3種形態(tài)（可忽略）：（1）當Ad/Ac36時，試件整體破壞前，承壓板下混凝土已局部下陷，沿承壓板周邊混凝土明顯地被剪切，外圍混凝土尚未劈裂，承載力還可增長。（2）當9Ad/Ac36時，裂縫從頂面向下發(fā)展，承壓板外圍的混凝土被劈成數(shù)塊，這種破壞很突然，屬于脆性破壞。（3）當Ad/Ac9時，在試件某一側(cè)面首先由于橫向拉應力形成裂縫，楔錐體劈裂尚未形成，當裂縫逐漸開展后形成通縫

15、而最后劈裂破壞。局部承壓強度計算，采用以實驗為基礎(chǔ)的經(jīng)驗公式：，。影響因素：1、局部加載面積與承載試件受力面積比值的影響；2、試件尺寸的影響，包括試件寬度與高度的關(guān)系；3、加載墊板幾何形狀和性質(zhì)的影響；4、配筋率的影響；5、混凝土配比和強度的影響。11. 重復荷載下混凝土的強度和變形在壓應力低于混凝土疲勞強度值情況下，卸載和隨后加載的應力-應變曲線都形成一封閉的滯回環(huán)。當重復荷載增加至某一定值Rap后，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，卸載和加載應力-應變曲線會重復成直線。在壓應力較大，高于疲勞破壞強度Rap時，循環(huán)重復加載-卸載的應力-應變曲線，開始變化情況同低應力一樣，但這是暫時現(xiàn)象，每次加載都會引起

16、混凝土內(nèi)微裂縫不斷出現(xiàn)新的開裂和發(fā)展，加載應力-應變曲線就會由凸向應力軸轉(zhuǎn)變?yōu)榘枷驊S變化，以致加載、卸載不能再形成封閉的滯回環(huán)。隨重復荷載次數(shù)增加，混凝土內(nèi)微裂縫會繼續(xù)開裂發(fā)展，應力-應變曲線傾角不斷降低，至荷載重復到某一定次數(shù)時，混凝土試件會因嚴重開裂或變形過大而破壞即疲勞破壞。疲勞破壞用疲勞強度來區(qū)別，疲勞強度定義為構(gòu)件混凝土能支承某一定重復作用次數(shù)的應力值。疲勞強度也是反復循環(huán)加載中的穩(wěn)定點極限值。12. 反復循環(huán)荷載下混凝土的變形性能在混凝土一次加載過程中，荷載以等應變速度由零增長，應力沿曲線增加，按同樣速度卸載至零，應力變?yōu)榱?，但有殘余應變。反復循環(huán)荷載作用下，混凝土的殘余變形將

17、逐漸累積，當荷載經(jīng)過多次反復以后，混凝土強度不再降低，殘余變形不再增加，應力-應變形成一穩(wěn)定的滯回環(huán)。13. 混凝土的徐變。徐變：與外荷載及時間都有關(guān)系的一種非彈性性質(zhì)變形組成：徐變由兩個部分組成，一是基本徐變或真實徐變，即在濕度平衡條件下產(chǎn)生的徐變值，主要和常值應力大小及時間長短有關(guān)；一是干縮徐變，這是受力試件與周圍環(huán)境中濕度交換的結(jié)果，隨時間而引起的變形。它區(qū)別于收縮，主要是收縮是在混凝土不受力情況下引起的體積變形。徐變+加荷時瞬時應變=卸荷時瞬時恢復應變（瞬時彈性回復）+卸載后彈性后效（滯后彈性效應）+殘余應變（屈服效應）=基本徐變（真實徐變）+干縮徐變原因：在長期荷載作用下，混凝土凝膠

18、體中的水分逐漸壓出，水泥石逐漸粘性流動，微細空隙逐漸閉合，細晶體內(nèi)部逐漸滑動，微細裂縫逐漸發(fā)生等各種因素的綜合結(jié)果。影響因素：長期荷載應力、荷載持續(xù)時間、混凝土加載齡期、混凝土的組成成分和配合比、養(yǎng)護條件及使用條件下的溫度與濕度、構(gòu)件體表比等。后果：徐變對結(jié)構(gòu)具有有利和有害的雙重性作用。既有利于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，也有利不利于結(jié)構(gòu)的變形和預應力的損失，在高應力下，甚至會導致構(gòu)件出現(xiàn)徐變破壞現(xiàn)象。14. 混凝土的膨脹和收縮（缺膨脹）收縮：是混凝土體內(nèi)水泥凝膠體中游離水分蒸發(fā)，而使本身體積縮小的一種物理化學現(xiàn)象，它是不依賴于荷載而與時間有關(guān)的一種變形。 原因：收縮大體由兩種情況引起：一種是干燥失火而

19、引起；另一種是碳化作用引起的，通常稱為碳化收縮。也就是說，收縮現(xiàn)象實質(zhì)上是混凝土內(nèi)水泥漿凝固硬化過程中的物理化學作用的效果。 影響因素：水泥的品種性質(zhì)及用量，骨料的物理性質(zhì)；骨料的最大粒徑，水質(zhì)和用量；澆制的密實度；養(yǎng)護方法和齡期；使用時所在的溫濕條件，混凝土的體積與表面積之比，即構(gòu)件的大小尺寸，和附加劑的品種性質(zhì)等。15. 構(gòu)件正截面強度計算中基本假定的作用及適用性；如何應用平截面假定判別壓彎構(gòu)件的破壞形態(tài)？（1）基本假定： A.符合平截面假定，不考慮鋼筋與混凝土的相對滑移； B.鋼筋與混凝土的應力應變關(guān)系為已知； C.不考慮混凝土收縮、徐變等時隨變形的影響。適用性：應變量測標距具有一定長度

20、，即不小于構(gòu)件裂縫平均間距或1012.5cm時，則實測的平均應變值基本與平截面變形相符，而且應變量測的標距越長，平截面假定的符合精度越好。正截面強度計算中一般都假定截面內(nèi)任意點混凝土的應力-應變關(guān)系完全與單軸受力的應力-應變關(guān)系相同，實際上，截面應變梯度對應力-應變關(guān)系是有影響的，具有側(cè)限作用的橫向鋼筋對混凝土應力-應變關(guān)系的影響則更為顯著，但是這些影響主要反映在應力-應變曲線到達臨界應力以后的部分。（2）少筋梁破壞：破壞時，受拉區(qū)混凝土一開裂受拉鋼筋應力即達到屈服強度，而且可能經(jīng)過留幅進入硬化階段，受壓區(qū)混凝土壓應變小于極限壓應變。適筋梁破壞：受拉鋼筋屈服而且受壓區(qū)混凝土邊緣達到極限壓應變。

21、 超筋梁破壞：受壓區(qū)混凝土被壓碎達到極限壓應變而受拉鋼筋應力很小。 大偏心受壓破壞：受拉區(qū)鋼筋先達到屈服，應變增長較大而使得受壓區(qū)高度減少，撓度顯著增大，導致壓區(qū)混凝土被壓碎。 小偏心受壓破壞：構(gòu)件受壓較大一側(cè)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫被壓碎，受力較小的另一側(cè)鋼筋中應力無論受壓或受拉均未達屈服強度。 失穩(wěn)破壞：（長柱）在最大荷載下實測的鋼筋和混凝土的應變都小于材料破壞應有的極限值。 側(cè)向變形過大破壞：（長柱）在荷載未達到最大值以前，因撓度過大而不能再使用。16. 試述受彎構(gòu)件斜截面剪切破壞類型和機理；繪出各破壞類型的荷載變形曲線，箍筋對梁抗剪的作用。（1）A剪切破壞縱筋未屈服：斜拉破壞：斜向的主拉應力

22、值達到和超過混凝土的抗拉強度時混凝土開裂而發(fā)展成為彎剪裂縫，荷載加大后其中一條裂縫急劇發(fā)展成臨界斜裂縫把梁劈成兩半。m3 剪壓破壞：臨界斜裂縫延伸到荷載作用截面時，受荷載墊板下面垂直壓應力的約束而被限制發(fā)展到梁頂。梁內(nèi)的主要內(nèi)力是通過臨界斜裂縫上方的混凝土拱體I傳遞，還有部分內(nèi)力是通過臨界斜裂縫下方的混凝土拱體II傳遞。小拱體II承受的內(nèi)力通過銷栓作用和骨料咬合作用傳遞給基本拱體I。在基本拱體I的剪壓面的混凝土承受正應力、垂直壓應力和剪應力的共同作用下達到混凝土的極限強度而破壞。1m3斜壓破壞：正應力不大而剪應力很高，梁腹中部出現(xiàn)斜裂縫。隨著荷載加大裂縫向下延伸到支座，向上開展到荷載墊板而形成

23、臨界斜裂縫。隨變形的加大裂縫間骨料咬合作用不斷地破壞，抗力逐漸下降，最后短柱范圍內(nèi)的混凝土全被壓碎。m1 。當m1時，為純剪破壞。B彎剪破壞和斜彎破壞：宏觀破壞形態(tài)同剪切破壞，但實際承載力由縱筋屈服強度決定，不屬于真正的剪切破壞。斜彎破壞與斜裂縫相交處的縱筋達到屈服強度，縱筋屈服強后斜裂縫開展造成斜裂縫頂端壓區(qū)混凝土在正應力和剪應力共同作用而發(fā)生的斜截面彎曲破壞。彎剪破壞，是跨中彎矩最大截面的縱筋屈服后，由于裂縫的開展壓區(qū)混凝土的面積逐漸減少，在荷載不再增加的情況下，壓區(qū)混凝土所受的正應力和剪應力還在不斷加大，當應力值達到混凝土的強度極限時發(fā)生剪切破壞。屬于彎曲破壞和剪切破壞共存的情況。特點是

24、縱筋屈服決定了梁的承載能力而壓區(qū)混凝土剪斷決定了梁的最大變形能力。 （2）箍筋對梁抗剪的作用： 直接承受剪力，有效地抑制斜裂縫的開展和延伸，提高了裂縫兩側(cè)骨料的咬合作用、剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力：發(fā)揮縱筋的銷栓力。17. 什么是受彎構(gòu)件的剪切強度控制區(qū)？箍筋和剪跨比對剪切強度控制區(qū)的有何影響？根據(jù)剪切破壞總是集中地出現(xiàn)在一個特定區(qū)域的特點，采用剪切破壞區(qū)的下包絡(luò)線作為剪切強度的下限值，以彎曲強度線作為上限值，來保證在各種剪跨比條件下不會發(fā)生剪切破壞，上下限所包圍的區(qū)域即剪切強度控制區(qū)。影響因素：（1）隨配筋量的加大剪切強度的下限值在提高;（2）剪跨比不同，剪切破壞區(qū)也不同；當1m3時，隨剪跨比的

25、減小剪切強度下限值在提高；（3）縱筋含鋼特征值p/Ru不同，剪切破壞區(qū)也不同；（4）縱筋的強度高時抗彎強度也高，所以與剪切破壞強度線的交點較低，相應剪切強度控制區(qū)擴大。18. T形截面梁的抗剪性能（厚腹、薄腹梁：破壞形態(tài)、傳力途徑）。（1）當梁腹稍寬于翼緣寬時，它的受力情況與梁腹和翼緣等寬的矩形梁相似。應力最大的位置還是在荷載墊板附近臨界斜裂縫頂部。這位置還是處于翼緣部分，所以它們的抗剪強度是一樣的。厚腹T形梁的傳力模型還是一個拱形桁架，箍筋的作用與矩形梁相同，箍筋把受壓腹桿所承擔的壓力“懸吊”到基本拱體上去，而斜裂縫未跨越過的箍筋受力很小。（2）當腹板厚度減薄到一定程度時，強度薄弱的部位發(fā)生

26、變化。這時腹板所受的應力最大，成為整個梁的薄弱環(huán)節(jié)。薄腹T形梁的傳力模型是一個梯形桁架，箍筋將靠近荷載點的受壓斜腹桿傳來的壓力“懸吊”到更接近支座的斜腹桿上去，依次遞推直到支座，所以在整個剪跨范圍內(nèi)箍筋承受的拉力基本相同。箍筋應力隨梁腹減薄而加大。（3）翼緣寬為腹厚2倍時抗剪強度比矩形梁高20%左右，當再加大寬度，強度基本不再提高。由于翼緣的存在發(fā)生彎壓破壞的強度要比矩形梁高得多，所以抗剪強度的上限值加大。矩形梁的抗剪強度控制區(qū)下包線同樣適用于T形梁。19. 復雜荷載、均布荷載下簡支梁的抗剪性能。（1）復雜荷載作用簡支梁往往是在最大荷載點位置出現(xiàn)剪切破壞，并不是在剪力最大值。因為在最大集中荷載

27、作用處，一般彎矩和剪力都很大，垂直裂縫的出現(xiàn)，使剪力主要部分由受壓區(qū)混凝土承受。這里的砼單元體上作用的剪應力很大。最大集中荷載作用處界面的抗剪強度可近似取截面的彎剪比作為截面的剪跨比進行計算。（2）均布荷載作用下的簡支梁的受力特點是跨中彎矩最大，支座剪力最大，因此剪切破壞往往發(fā)生在跨中和支座之間的某個荷載作用截面。多點荷載作用簡支梁的抗剪強度和跨高比的大小密切相關(guān)。跨高比較小時，破壞位置接近跨中，跨高比大時，破壞位置接近支座，且破壞點的廣義剪跨比接近3。20. 反向彎矩、塑性鉸和軸向力對壓彎構(gòu)件抗剪承載力的影響。（缺反向彎矩）（1）反向彎矩：（2）塑性鉸：連續(xù)梁跨中出現(xiàn)塑性鉸發(fā)生內(nèi)力重分布，中

28、間支座塑性鉸發(fā)生剪切破壞，它的抗剪強度并不因縱筋屈服而降低。形成機構(gòu)釩塑性鉸區(qū)的出現(xiàn)并不影響梁的抗剪強度，但它使剪切強度控制區(qū)加大了。加大的程度和反彎點移動的距離有關(guān)，它取決于內(nèi)力重分布的幅度、縱筋含量和加載方式等因素，所以出現(xiàn)塑性鉸的連續(xù)梁，它的剪切強度下包線比不允許出現(xiàn)塑性鉸的要低些。（3）軸向力：軸力對破壞形態(tài)和抗剪強度影響頗大。軸力由拉到壓變化時其破壞形態(tài)分別經(jīng)歷了偏壓、拉剪、剪切、壓剪和小偏壓五種類型，而剪切強度控制區(qū)在中部，軸力過大時不發(fā)生剪切破壞。軸力能提高構(gòu)件的抗剪強度，但它使構(gòu)件的延性降低很多，軸拉力降低了構(gòu)件的抗剪強度，經(jīng)常出現(xiàn)脆性的斜拉破壞。軸拉力較大時常發(fā)生斜拉破壞，剪

29、切強度很低；軸拉力較小時多為剪壓破壞，剪切強度降低較少。斜裂縫寬度較大，分布較廣，傾角也大，壓區(qū)混凝土高度減小，縱筋拉應力增加。軸壓力對構(gòu)件受力性能影響更為復雜。A無軸壓力時發(fā)生剪壓破壞；B軸壓力不大時變成斜壓破壞，抗剪強度提高；C軸壓增大到一定程度時發(fā)生兼有斜壓破壞和小偏壓破壞特征的過渡類型破壞，稱壓剪破壞，其抗剪強度增長趨勢停滯；D軸壓力再增大則發(fā)生小偏壓破壞，強度隨軸壓力加大而急劇降低；最后發(fā)生軸壓破壞。其抗剪強度隨軸壓的變化作用相對坐標表示于下圖：21. 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的種類、成因與裂縫控制。1.塑性混凝土裂縫（1）塑性沉降裂縫成因：固體顆粒下沉、水上移過程中，由于鋼筋阻礙下沉而產(chǎn)

30、生的裂縫，沿鋼筋分布，深度至鋼筋表面；控制措施：改善混凝土組成配比，減少泌水，加強養(yǎng)護，增加保護層厚度，減少坍落度和鋼筋直徑。（2）塑性收縮裂縫成因：混凝土在養(yǎng)護過程中，表面干燥速度大于泌水速度時發(fā)生,分布形狀無規(guī)則； 控制措施：加強養(yǎng)護，減少蒸發(fā)2.溫度、收縮裂縫成因：1）溫度裂縫：從澆筑至使用階段都可能出現(xiàn)。共時溫差、歷時溫差。2）結(jié)硬后混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫：一般在澆注后1-2年出現(xiàn)。控制措施：選擇合理混凝土配合比、減少水和水泥用量，加強養(yǎng)護。3.荷載、不均勻沉降等產(chǎn)生的裂縫成因：荷載、不均勻沉降等產(chǎn)生的拉應力大于混凝土抗拉強度時發(fā)生，裂縫寬度幾乎與鋼筋應力成正比?？刂拼胧褐饕ㄟ^設(shè)計、

31、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。1）設(shè)計：在構(gòu)件截面配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越小、間距越小，對預防開裂越有利。2）施工：選擇合適的配合比，盡量避免炎熱天氣和晝夜溫差大的氣候。4）養(yǎng)護：設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。22. 長期荷載對裂縫寬度的影響。在長期荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度隨時間而增長。前6個月增長速度較快，以后增長較緩，2年以后增長很少且趨于穩(wěn)定。影響長期荷載下裂縫寬度增長的因素很多，如混凝土的組成、養(yǎng)護、環(huán)境的溫濕度、加荷的應力水平、構(gòu)件尺寸以及梁中受壓鋼筋的配置等。長期荷載下構(gòu)件表面裂縫寬度的增長有兩個方面

32、的因素：受拉鋼筋平均應變的增長以及裂縫間混凝土壓縮應變的增長。長期荷載下受拉鋼筋平均應變的增長是幾種因素的綜合結(jié)果：（1）由于壓區(qū)混凝土的徐變和收縮，使中和軸下降，力臂減小，鋼筋應力增大（2）長期荷栽作用下，粘結(jié)徐變的發(fā)展，對于光圓鋼筋主要為相對滑動的增大，對于變形鋼筋則是肋處斜裂縫的持續(xù)開展。(3)如前所述，裂縫穩(wěn)定后，混凝土中最大拉應變并不在構(gòu)件的表面，而是位于鋼筋處。構(gòu)件表面裂縫間混凝土壓縮應變增長的原因是：（1）在荷載長期作用下，新的內(nèi)裂縫的出現(xiàn)和開展，使裂縫間混凝土截面的歪曲增大，即出平面的應變梯度增大，表面混凝土產(chǎn)生壓縮應變，使裂縫寬度增大，（2）裂縫間表面混凝土的收縮與近鋼筋處混

33、凝土的收縮不同，也使截面歪曲增大，使構(gòu)件表面的混凝土的壓縮應變增大。23. 腐蝕對裂縫寬度的影響1、裂縫寬度與腐蝕的關(guān)系，可以用鋼筋腐蝕的電化學機理來說明，鋼筋開始腐蝕是由于表面鈍化膜被破壞，裂縫的存在使二氧化碳，水分以及腐蝕性介質(zhì)很快進入混凝土，達到鋼筋表面形成小面積的脫鈍腐蝕穴，鋼筋開始腐蝕。2、鋼筋腐蝕后，鋼筋產(chǎn)生鈍化，在鋼筋-混凝土交界面產(chǎn)生微裂縫，應力條件下產(chǎn)生集中應力，促使裂紋擴展，增大裂縫寬度。3、混凝土越密實性，保護層越厚，鋼筋就越不容易腐蝕，腐蝕發(fā)展很慢。當平均裂縫寬度在0.1mm-0.4mm時，裂縫寬度與銹蝕量不存在有明顯的依賴關(guān)系。裂縫寬度與腐蝕速度之間并不存在某種必然的

34、關(guān)系。24. 三種裂縫計算理論的假設(shè)及特點。（1）.粘結(jié)滑動理論 以鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑動為控制裂縫的機理，認為裂縫間距取決于鋼筋與混凝土間粘結(jié)應力的分布，影響裂縫間距的主要變量為鋼筋直徑與截面配筋率的比值。（2）.無滑動理論 假定鋼筋與混凝土充分粘結(jié)，則鋼筋表面裂寬為零，距離鋼筋表面最遠的混凝土表面裂寬最大，影響裂寬的主要因素是混凝土保護層厚度。（3）.一般裂縫理論 建立在上述兩種理論的基礎(chǔ)上，既考慮混凝土保護層中應變梯度的影響，又考慮鋼筋可能的粘結(jié)滑動。 25. 受彎構(gòu)件在短期、長期、重復荷載下的變形特點與計算方法。 （1）單調(diào)加荷短期荷載下受彎構(gòu)件的變形 當荷載小于開裂荷載時，構(gòu)件變形基

35、本處于彈性階段，撓度與荷載大致成線性關(guān)系；當構(gòu)件開裂后，抗彎剛度逐漸變小，主要原因在于材料的物理關(guān)系并非完全彈性以及截面開裂導致抗彎慣性矩減小。主要計算有：A 不考慮拉區(qū)混凝土影響的變形計算理論將受拉區(qū)各個截面看成全部開裂，忽略裂縫之間受拉區(qū)混凝土的作用。B 解析剛度法分析受拉區(qū)的裂縫和受壓區(qū)的混凝土的非彈性變形的影響。以鋼筋和受壓邊緣混凝土平均應變表示剛度。C 有效慣性矩法從試驗資料的統(tǒng)計分析，得出帶裂縫階段的剛度經(jīng)驗表達式。D 等效拉力法計算變形和剛度時考慮裂縫向混凝土受拉的影響。（2）長期荷載下受彎構(gòu)件的變形 由于混凝土徐變的影響，受彎構(gòu)件的變形隨時間而逐漸增大，當只考慮壓區(qū)混凝土的徐變

36、而忽略拉區(qū)應變時隨性質(zhì)時的因素解析法叫時隨系數(shù)法；當同時考慮壓區(qū)和拉區(qū)長期變形的影響的因素解析法稱為長期變形剛度參數(shù)修正法。還有過去的通用簡略方法，即按變彈性模量計算長期變形。主要方法有：A 時隨系數(shù)法長期荷載下受彎構(gòu)件的變形增長主要是由于受壓區(qū)混凝土的徐變，一般計算說隨變形考慮收縮與徐變的相互影響。在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，兩者的相互影響可以忽略。B 按受荷階段計算時隨變形C 長期變形系數(shù)法D 按變彈性模量計算長期變形考慮混凝土彈性模量隨時間的改變是引起時隨變形唯一的主要因素。有效慣性矩采用開裂截面慣性矩。（3）重復荷載下受彎構(gòu)件的變形 在重復荷載作用下，A.粘結(jié)應力退化，相對滑動增長；B。產(chǎn)

37、生新的次裂縫。再隨荷載循環(huán)這兩種因素相互作用使鋼筋應變（裂縫截面應變和平均應變）增大，因此使構(gòu)件的殘余變形增大。在重復荷載不超過使用荷載時，可以用短期荷載剛度值計算變形，即不考慮重復荷載殘余變形累計的影響。26. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性的概念、表達方式及延性設(shè)計的意義（舉例子） 。1延性的概念 結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞之前，所具有的非彈性變形能力。 2延性的表達方式以“力變形關(guān)系”綜合反映延性。（1）單調(diào)荷載：力變形曲線（2）反復交變荷載：滯回環(huán)骨架曲線1.延性系數(shù) 延性比：曲率延性比、轉(zhuǎn)角延性比、位移延性比能量表示（1）單調(diào)荷載：力變形曲線下面積（2）反復交變荷載：滯回環(huán)所圍面積延性設(shè)計的意義：1.在地震力作用下

38、，從截面屈服至承載力有限下降，有一較長的變形過程耗散地震能；2.塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力，以使結(jié)構(gòu)能形成足夠多的塑性鉸，形成機動體系，完成內(nèi)力重分布；3.作為偶然事件發(fā)生時結(jié)構(gòu)的安全儲備；4.結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞之前有明顯預兆。 27. 單調(diào)荷載下構(gòu)件延性的計算方法。（一）曲率延性比1.簡化計算假定：（1）截面應變符合平截面假定；（2）不計剪切影響；（3）已知混凝土受壓應力應變關(guān)系，假定受拉鋼筋剛達屈服時，壓區(qū)混凝土應力為線性分布；（4）不計混凝土抗拉作用；（5）受拉鋼筋應力應變關(guān)系考慮強化段；（6）受壓鋼筋在截面達到強度極限狀態(tài)時已屈服并保持常值。 2. 曲率延性比的計算 由平衡條件、變形協(xié)調(diào)條件，得

39、到u、y的表達式（以cu、Es、fy等表達），=u/y即為曲率延性比。（二）轉(zhuǎn)角、位移延性比 由構(gòu)件曲率分布規(guī)律，積分求構(gòu)件轉(zhuǎn)角、位移，得到轉(zhuǎn)角、位移延性比。28. 鋼筋混凝土構(gòu)件延性的影響因素及提高構(gòu)件延性的措施。（提高構(gòu)件延性的措施）1材料性能：（1）混凝土材料品質(zhì)和力學性質(zhì)；（2）受拉受壓鋼筋的品種和力學；（3）橫向鋼筋或鋼箍的力學性能（4）鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用2幾何特征：（1）截面形狀和尺寸；（2）受拉鋼筋和受壓鋼筋的配筋率；（3）橫向鋼筋或鋼箍的配筋率；（4）保護層厚度3荷載或受力因素：（1）荷載持續(xù)時間；（2）有無軸向力；（3）單調(diào)、重復或交變荷載以及加載歷史；（4）有無預應力影響截面曲率的因素必然也是影響構(gòu)件延性的主要因素，除上述因素外，影響構(gòu)件延性的因素還有：（1）荷載分布性質(zhì)：分布或集中荷載；（2）彎矩的大小和分布；（3）剪力的大小和分布；（4）荷載支座和臨界截面的相對位置提高構(gòu)件延性措施：1）減小