混凝土思考題答案

1、第1章 緒論混凝土結(jié)構(gòu)：包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：由配置受力的普通鋼筋，鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成結(jié)構(gòu)。配筋的作用與要求。作用：在混凝土中配置適量的受力鋼筋，并使得混凝土主要承受壓力，鋼筋主要承受拉力，就能充分起到利用材料，提高結(jié)構(gòu)承載力和變形能力的作用。要求：在混凝土中設(shè)置受力鋼筋構(gòu)成鋼筋混凝土，這就要求受力鋼筋與混凝土之間必須可靠地粘結(jié)在一起，以保證兩者共同變形，共同受力。鋼筋和混凝土為什么能有效地在一起共同工作？1. 鋼筋混凝土有哪些主要優(yōu)點(diǎn)和主要缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：取材容易，合理用材，耐久性較好，耐火性好，可模性好，整體性好。缺點(diǎn)：自重較大。（對大跨

2、度，高層結(jié)構(gòu)抗震不利。也給運(yùn)輸帶來困難） 抗裂性較差，施工復(fù)雜，工序多，隔熱和隔聲性能較差。2. 結(jié)構(gòu)有哪些功能要求？建筑結(jié)構(gòu)的功能包括安全性，適用性和耐久性三個方面。簡述承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的概念？承載力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或變形達(dá)到不適用繼續(xù)承載的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k是根據(jù)以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在(20±3)的溫度和相對濕度為90以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95保證率的立方體抗壓強(qiáng)度確

3、定的。混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck是根據(jù)以150mm×150mm×300mm的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在與立方體標(biāo)準(zhǔn)試件相同的養(yǎng)護(hù)條件下，按照棱柱體試件試驗(yàn)測得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度確定的?；炷恋妮S心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk是采用直接軸心抗拉試驗(yàn)直接測試或通過圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)間接測試，測得的具有95保證率的軸心抗拉強(qiáng)度。注：混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用直接受拉的實(shí)驗(yàn)方法來測定。強(qiáng)度設(shè)計值：材料的強(qiáng)度設(shè)計值等于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)。混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀和特征是混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的力學(xué)標(biāo)志。混凝土單軸向受壓應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系曲線的數(shù)學(xué)模型：美國E.Ho

4、gnestad建議模型 德國Rusch模型。我國的和德國類似。17頁?；炷恋淖冃文Ａ浚焊罹€混凝土的彈性模量（原點(diǎn)模量）：原點(diǎn)切線混凝土的切線模量：切線。圖2-14徐變：結(jié)構(gòu)或材料承受的應(yīng)力不變，而應(yīng)變隨著時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變對混泥土影響：作性能有很大影響，它會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布的現(xiàn)象，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力損失。影響徐變因素：加載時混凝土的齡期越早，徐變越大；水泥用量越多，徐變越大；水灰比越大，徐變越大；骨料越堅硬，徐變越?。火B(yǎng)護(hù)時溫度高，適度大，水泥水化作用越充分，徐變越??；受到荷載作用后所處的環(huán)境溫度越高，濕度越低，則徐變越大；大尺寸試件

5、內(nèi)部失水受到限制，徐變越小。鋼筋的存在對徐變也有影響。如何減小徐變：減少徐變的方法有：1）減小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用較堅硬的骨料；3）養(yǎng)護(hù)時盡量保持高溫高濕，使水泥水化作用充分；4）受到荷載作用后所處的環(huán)境盡量溫度低、濕度高混凝土的疲勞：是在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生的，混凝土在重復(fù)荷載的作用下的破壞稱為疲勞破壞。混凝土強(qiáng)度等級是根據(jù)什么確定的？混凝土的強(qiáng)度等級是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。我國新規(guī)范規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14個等級。一般把強(qiáng)度等級為C60及其以上的混凝土稱

6、為高強(qiáng)混凝土，C100強(qiáng)度等級以上的混凝土稱為超高強(qiáng)混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30.單向受力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度和哪些因素有關(guān)？單向受力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級、水灰比有很大關(guān)系，骨料的性質(zhì)、混凝土的級配、混凝土成型方法、硬化時的環(huán)境條件及混凝土的齡期也不同程度地影響混凝土的強(qiáng)度。常用的表示混凝土單軸向受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有兩種：第一種為美國E.Hognestad建議的模型：上升段為二次拋物線，下降段為斜直線；第二種為德國Rusch建議的模型：上升段采用二次拋物線，下降段采用水平直線。17頁混凝土的變形模量和彈性模量是怎么樣確定的？連接

7、混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的原點(diǎn)至曲線任一點(diǎn)處割線的斜率，即為混凝土的變形模量。在混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線，其斜率即為混凝土的彈性模量。圖2-14混凝土的疲勞破壞：混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。混凝土收縮對鋼筋混凝土構(gòu)件有何影響？收縮與哪些因素有關(guān)？如何減小收縮？（1） 養(yǎng)護(hù)不好以及混凝土構(gòu)件的四周受約束從而阻止混凝土收縮時，會使混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)收縮裂縫；當(dāng)混凝土構(gòu)件處于完全自由狀態(tài)時，它產(chǎn)生的收縮只會引起構(gòu)件的縮短而不會產(chǎn)生裂縫。（2） 水泥的品種，用量，骨料的性質(zhì)，養(yǎng)護(hù)條件?；炷林谱鞣椒?，使用環(huán)境。（3） 采用低強(qiáng)度水泥，控制水灰比，采用較堅硬骨料，在混凝土結(jié)硬

8、過程中及使用環(huán)境下盡量保持高溫高濕；澆筑混凝土?xí)r盡量保證混凝土澆搗密實(shí)；增大構(gòu)件體表比?；炷两Y(jié)構(gòu)中采用的鋼筋有柔性鋼筋和勁性鋼筋兩種。柔性鋼筋：線形的普通鋼筋稱為柔性鋼筋，其外形有光圓和帶肋兩類。勁性鋼筋：是指配置在混凝土中的各種型鋼，或者用鋼板焊成的鋼骨和鋼架，剛度大，常用語高層的建筑的框架梁，柱以及剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)中。軟鋼的應(yīng)力和硬鋼的應(yīng)力，應(yīng)變曲線有何不同？二者的強(qiáng)度取值有何不同？我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中將熱軋鋼筋強(qiáng)度分為幾級？鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有哪些數(shù)學(xué)模型？（1） 軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線有明顯的屈服點(diǎn)和流幅，而硬鋼則沒有。（2） 對于軟鋼，取屈服下限作為鋼筋的屈服強(qiáng)度；對于硬鋼，取極

9、限抗拉強(qiáng)度b的85作為條件屈服點(diǎn)，取條件屈服點(diǎn)作為鋼筋的屈服強(qiáng)度。（3） 熱軋鋼筋按強(qiáng)度可分為HPB235級（級，符號）、HRB335級（級，符號）、HRB400級（級，符號）和RRB400級（余熱處理級，符號R）四種類型。（4） 常用的鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有以下三種：描述完全彈塑性的雙直線模型；圖2-23a。適用于流幅較長的低強(qiáng)度鋼材。描述完全彈塑性加硬化的三折線模型；圖2-23b適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后發(fā)生應(yīng)變硬化，并能正確地估計高出屈服應(yīng)力后的應(yīng)力。描述彈塑性的雙斜線模型。圖2-23c描述沒有明顯流幅的高強(qiáng)度鋼筋或鋼絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。2.11鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋

10、性能的要求如下：1）鋼筋的強(qiáng)度必須能保證安全使用；2）鋼筋具有一定的塑性；3）鋼筋的可焊性較好；4）鋼筋的耐火性能較好；5）鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力。其他答案：鋼筋的強(qiáng)度；鋼筋的延性；鋼筋的可焊性；機(jī)械連接性能；施工適應(yīng)性；鋼筋與混凝土的粘結(jié)力?；炷僚c鋼筋的粘結(jié)：是指鋼筋與周圍混凝土之間的相互作用，主要包括沿鋼筋長度的粘結(jié)和鋼筋端部的錨固兩種情況。光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理。光圓鋼筋的粘結(jié)力主要來自粘結(jié)力和摩阻力，而變形鋼筋的粘結(jié)力主要來自機(jī)械的咬合作用。粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系。31頁受拉鋼筋的錨固長度計算公式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，板常用的混凝土強(qiáng)度等級是C25，C30一般不超過C

11、40，這是防止混凝土收縮過大。第三章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力1.混凝土彎曲受壓時的極限壓應(yīng)變?nèi)槎嗌?？混凝土彎曲受壓時的極限壓應(yīng)變的取值如下：混凝土彎曲受壓時的極限壓應(yīng)變的取值如下：當(dāng)正截面處于非均勻受壓時，的取值隨混凝土強(qiáng)度等級的不同而不同，即0.00330.5(fcu,k50)×10-5，且當(dāng)計算的值大于0.0033時，取為0.0033；當(dāng)正截面處于軸心均勻受壓時，取為0.002。2. 什么叫“界限破壞”？所謂“界限破壞”，是指正截面上的受拉鋼筋的應(yīng)變達(dá)到屈服的同時，受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應(yīng)變也正好達(dá)到混凝土極限壓應(yīng)變時所發(fā)生的破壞。此時，受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應(yīng)變0.003

12、30.5(fcu,k50)×10-5，受拉鋼筋的應(yīng)變fyEs。3. 適筋梁的受彎全過程經(jīng)歷了哪幾個階段？各階段的主要特點(diǎn)是什么？與計算或驗(yàn)算有何聯(lián)系？ 1)第一階段截面開裂前的未裂階段。當(dāng)荷載很小時，截面上的內(nèi)力很小，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，截面的應(yīng)力分布為直線，這種受力階段稱為第1階段。當(dāng)荷載不斷增大時，截面上的內(nèi)力也不斷增大，由于受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)塑性變形，受拉區(qū)的應(yīng)力圖形呈曲線。當(dāng)荷載增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣的混凝土可達(dá)其實(shí)際的抗拉強(qiáng)度和抗拉極限應(yīng)變值。截面處在開裂前的臨界狀態(tài)，這種受力狀態(tài)稱為第a階段。 2)第二階段帶裂縫工作階段。梁在各受力階段的應(yīng)力、應(yīng)變圖截面受力達(dá)a階段后，

13、荷載只要稍許增加，截面立即開裂，截面上應(yīng)力發(fā)生重分布，裂縫處混凝土不再承受拉應(yīng)力，鋼筋的拉應(yīng)力突然增大，受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)明顯的塑性變形，應(yīng)力圖形呈曲線，這種受力階段稱為第階段。荷載繼續(xù)增加，裂縫進(jìn)一步開展，鋼筋和混凝土的應(yīng)力不斷增大。當(dāng)荷載增加到某一數(shù)值時，受拉區(qū)縱向受力鋼筋開始屈服，鋼筋應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度，這種特定的受力狀態(tài)稱為a階段。 3)第三階段破壞階段。受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服后，截面的承載力無明顯的增加，但塑性變形急速發(fā)展，裂縫迅速開展，并向受壓區(qū)延伸，受壓區(qū)面積減小，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力迅速增大，這是截面受力的第階段。在荷載幾乎保持不變的情況下，裂縫進(jìn)一步急劇開展，受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)縱向

14、裂縫，混凝土被完全壓碎，截面發(fā)生破壞，這種特定的受力狀態(tài)稱為第a階段。進(jìn)行受彎構(gòu)件截面受力工作階段的分析，不但可以了解截面受力的全過程，而且為裂縫、變形以及承載力的計算提供了依據(jù)。截面抗裂驗(yàn)算是建立在第a階段的基礎(chǔ)之上，構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度驗(yàn)算是建立在第階段的基礎(chǔ)之上，而截面的承載力計算則是建立在第a階段的基礎(chǔ)之上的4. 正截面承載力計算的基本假定有哪些？截面應(yīng)變保持平面；不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度；混凝土受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線的假定縱向受拉鋼筋的極限應(yīng)變?nèi)?.01；縱向鋼筋的應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但其值應(yīng)符合下列要求：單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力的計算圖是怎樣的，

15、它是怎樣得到的？5.什么叫少筋梁，適筋梁和超筋梁？在建筑工程中為什么避免采用少筋梁和超筋梁。當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率滿足時發(fā)生適筋破壞形態(tài)；當(dāng)時發(fā)生少筋破壞形態(tài)；當(dāng)時發(fā)生超筋破壞形態(tài)。與這三種破壞形態(tài)相對應(yīng)的梁分別稱為適筋梁、少筋梁和超筋梁。由于少筋梁在滿足承載力需要時的截面尺寸過大，造成不經(jīng)濟(jì)，且它的承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，屬于脆性破壞類型，故在實(shí)際工程中不允許采用。由于超筋梁破壞時受拉鋼筋應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度，使得配置過多的受拉鋼筋不能充分發(fā)揮作用，造成鋼材的浪費(fèi)，且它是在沒有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞，屬于脆性破壞類型，故在實(shí)際工程中不允許采用。6.什么事縱向受拉鋼筋

16、配筋率？它對梁的正截面受彎的破壞形態(tài)和承載力有何影響？的物理意義是什么，是怎么求得的？縱向受拉鋼筋總截面面積As與正截面的有效面積bh0的比值，稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，簡稱配筋率，用表示。從理論上分析，其他條件均相同(包括混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等級與截面尺寸)而縱向受拉鋼筋的配筋率不同的梁將發(fā)生不同的破壞形態(tài)，顯然破壞形態(tài)不同的梁其正截面受彎承載力也不同，通常是超筋梁的正截面受彎承載力最大，適筋梁次之，少筋梁最小，但超筋梁與少筋梁的破壞均屬于脆性破壞類型，不允許采用，而適筋梁具有較好的延性，提倡使用。另外，對于適筋梁，縱向受拉鋼筋的配筋率越大，截面抵抗矩系數(shù)將越大，則由M可知，截面所能承擔(dān)的

17、彎矩也越大，即正截面受彎承載力越大。7.單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的計算分為哪兩類問題，計算步驟各是怎樣的？其最大值Mu,max與哪些因素有關(guān)？單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的最大值Mu,max，由此式分析可知，Mu,max與混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋強(qiáng)度等級及梁截面尺寸有關(guān)。8.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件中，受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值是如何確定的？在雙筋梁計算中，縱向受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值采用其屈服強(qiáng)度，但其先決條件是：或，即要求受壓鋼筋位置不低于矩形受壓應(yīng)力圖形的重心。9.在什么情況下可采用雙筋截面梁，雙筋梁的基本計算公式為什么要有適用條件 的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下？這時應(yīng)當(dāng)如何計算？雙筋截面

18、梁只適用于以下兩種情況：1) 彎矩很大，按單筋矩形截面計算所得的又大于，而梁截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級又不能提高時；2) 在不同荷載組合情況下，梁截面承受異號彎矩時。應(yīng)用雙筋梁的基本計算公式時，必須滿足xh0和 x2這兩個適用條件，第一個適用條件是為了防止梁發(fā)生脆性破壞；第二個適用條件是為了保證受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時達(dá)到屈服強(qiáng)度。x2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時達(dá)到屈服強(qiáng)度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算；x2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時不能達(dá)到其屈服強(qiáng)度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算。10. T形截面梁的受彎承載力計算公式與單筋矩形截面及雙筋矩形截面梁的

19、受彎承載力計算公式有何異同點(diǎn)？T形截面梁有兩種類型，第一種類型為中和軸在翼緣內(nèi)，即x，這種類型的T形梁的受彎承載力計算公式與截面尺寸為×h的單筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式完全相同；第二種類型為中和軸在梁肋內(nèi)，即x，這種類型的T形梁的受彎承載力計算公式與截面尺寸為b×h，2，As1(As1滿足公式)的雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式完全相同。11. 在正截面受彎承載力計算中，對于混凝土強(qiáng)度等級小于C50的構(gòu)件和混凝土強(qiáng)度等級大于C50的構(gòu)件，其計算有何區(qū)別？在正截面受彎承載力計算中，對于混凝土強(qiáng)度等級等于及小于C50的構(gòu)件，值取為1.0；對于混凝土強(qiáng)度等級等于及大于C8

20、0的構(gòu)件，值取為0.94；而對于混凝土強(qiáng)度等級在C50C80之間的構(gòu)件，值由直線內(nèi)插法確定，其余的計算均相同。第4章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力1.試著解釋剪跨比的概念及其對無腹筋梁斜截面受剪破壞形態(tài)的影響？集中力到臨近支座的距離a稱為剪跨，剪跨a與梁截面有效高度h0的比值，稱為計算剪跨比，用表示，即ah0。但從廣義上來講，剪跨比反映了截面上所受彎矩與剪力的相對比值，因此稱MVh0為廣義剪跨比，當(dāng)梁承受集中荷載時，廣義剪跨比MVh0ah0；當(dāng)梁承受均勻荷載時，廣義剪跨比可表達(dá)為跨高比lh0的函數(shù)。剪跨比的大小對梁的斜截面受剪破壞形態(tài)有著極為重要的影響。對于無腹筋梁，通常當(dāng)1時發(fā)生斜壓破壞；當(dāng)13時

21、常發(fā)生剪壓破壞；當(dāng)3時常發(fā)生斜拉破壞。對于有腹筋梁，剪跨比的大小及箍筋配置數(shù)量的多少均對斜截面破壞形態(tài)有重要影響，從而使得有腹筋梁的受剪破壞形態(tài)與無腹筋梁一樣，也有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種。2.梁的斜裂縫是怎么形成的？它發(fā)生在梁的什么區(qū)段內(nèi)？鋼筋混凝土梁在其剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi)，將發(fā)生斜裂縫。在剪彎區(qū)段內(nèi)，由于截面上同時作用有彎矩M和剪力V，在梁的下部剪拉區(qū)，因彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成了斜向的主拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足時，則開裂，并逐漸形成與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。3.斜裂縫有幾種類型？有何特點(diǎn)？斜裂縫主要有兩種類型：腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫。腹剪斜裂縫

22、是沿主壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生于梁腹部的斜裂縫，這種裂縫中間寬兩頭細(xì)，呈棗核形，常見于薄腹梁中。而在剪彎區(qū)段截面的下邊緣，由較短的垂直裂縫延伸并向集中荷載作用點(diǎn)發(fā)展的斜裂縫，稱為剪彎斜裂縫，這種裂縫上細(xì)下寬，是最常見的。4.試著說梁斜截面受剪破壞的三種形態(tài)及其破壞特征？梁斜截面受剪破壞主要有三種形態(tài)：斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞。斜壓破壞的特征是，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞，破壞是突然發(fā)生的。剪壓破壞的特征通常是，在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸

23、，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。斜拉破壞的特征是當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失，破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形亦小，具有很明顯的脆性。5.試著說明簡支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型？簡支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型主要有三種。第一種是帶拉桿的梳形拱模型，適用于無腹筋梁，這種力學(xué)模型把梁的下部看成是被斜裂縫和垂直裂縫分割成一個個具有自由端的梳狀齒，梁的上部與縱向受拉鋼筋則形成帶有拉桿的變截面兩鉸拱。第二種是拱形桁架模型，適用于有腹筋梁，這種力學(xué)模型把開裂后的有腹筋梁看作為拱形桁架，其中拱體是上弦

24、桿，裂縫間的齒塊是受壓的斜腹桿，箍筋則是受拉腹桿。第三種是桁架模型，也適用于有腹筋梁，這種力學(xué)模型把有斜裂縫的鋼筋混凝土梁比擬為一個鉸接桁架，壓區(qū)混凝土為上弦桿，受拉縱筋為下弦桿，腹筋為豎向拉桿，斜裂縫間的混凝土則為斜壓桿。后兩種力學(xué)模型與第一種力學(xué)模型的主要區(qū)別在于：1)考慮了箍筋的受拉作用；2)考慮了斜裂縫間混凝土的受壓作用。6.影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些？影響斜截面受剪性能的主要因素有：1)剪跨比；2)混凝土強(qiáng)度；3)箍筋配箍率；4)縱筋配筋率；5)斜截面上的骨料咬合力；6)截面尺寸和形狀。7. 在設(shè)計中采取什么措施來防止梁的斜壓和斜拉破壞？梁的斜壓和斜拉破壞在工程設(shè)計時都應(yīng)設(shè)法

25、避免。為避免發(fā)生斜壓破壞，設(shè)計時，箍筋的用量不能太多，也就是必須對構(gòu)件的截面尺寸加以驗(yàn)算，控制截面尺寸不能太小。為避免發(fā)生斜拉破壞，設(shè)計時，對有腹筋梁，箍筋的用量不能太少，即箍筋的配箍率必須不小于規(guī)定的最小配箍率；對無腹筋板，則必須用專門公式加以驗(yàn)算。8.寫出矩形、T形，I形梁斜截面受剪承載力計算公式？（1）在均勻荷載作用下(即包括作用有多種荷載，但其中集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值小于總剪力值的75的情況)，矩形、T形和I形截面的簡支梁的斜截面受剪承載力的計算公式為：式中 Vcs構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計值，VcsVcVs；Vsb與斜裂縫相交的彎起鋼筋的受剪承載力設(shè)

26、計值；ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；fy彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；Asv配置在同一截面內(nèi)的各肢箍筋的全部截面面積，AsvnAsv1，其中n為在同一截面內(nèi)的箍筋肢數(shù)，Asv1為單肢箍筋的截面面積；s沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距；Asb與斜裂縫相交的配置在同一彎起平面內(nèi)的彎起鋼筋截面面積；彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角；b矩形截面的寬度，T形或I形截面的腹板寬度；h0構(gòu)件截面的有效高度。(2) 在集中荷載作用下(即包括作用有各種荷載，且集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75以上的情況)，矩形、T形和I形截面的獨(dú)立簡支梁的截面受剪承載力的計算公式為： 計算剪跨

27、比，可取ah0，a為集中荷載作用點(diǎn)至支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離，當(dāng)1.5時，取1.5；當(dāng)3時，取3。9. 計算梁斜截面受剪承載力時應(yīng)取哪些計算截面？計算梁斜截面受剪承載力時應(yīng)選取以下計算截面：1) 支座邊緣處斜截面；2)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的斜截面；3) 箍筋數(shù)量和間距改變處的斜截面；4)腹板寬度改變處的斜截面。10. 試述梁斜截面受剪承載力計算的步驟。11. 什么是正截面受彎承載力圖，如何繪制？為什么要繪制？由鋼筋和混凝土共同作用，對梁各個正截面產(chǎn)生的受彎承載力設(shè)計值Mu所繪制的圖形，稱為材料抵抗彎矩圖MR。因此，繪制材料抵抗彎矩圖MR的目的是為了確定梁內(nèi)每根縱向受力鋼筋的充分利用截面和不需要截面

28、，從而確定它們的彎起點(diǎn)和截斷點(diǎn)。12. 為了保證梁斜截面受彎承載力，對縱筋的彎起、錨固、截斷以及箍筋的間距，有哪些是主要的構(gòu)造要求？為了保證梁的斜截面受彎承載力，縱筋的彎起、錨固、截斷以及箍筋的間距應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求：1)縱筋的彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充分利用截面以外大于或等于0.5h0處，彎終點(diǎn)到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)之間的距離，都不應(yīng)大于箍筋的最大間距。2)鋼筋混凝土簡支端的下部縱向受拉鋼筋伸入支座范圍內(nèi)的錨固長度las應(yīng)符合以下條件：當(dāng)V0.7ftbh0時，las5d；當(dāng)V0.7ftbh0時，帶肋鋼筋las12d，光面鋼筋las15d，d為錨固鋼筋直徑。如las不能符合上述規(guī)定時，應(yīng)采取

29、有效的附加錨固措施來加強(qiáng)縱向鋼筋的端部。3)梁支座截面負(fù)彎矩區(qū)段內(nèi)的縱向受拉鋼筋在截斷時必須符合以下規(guī)定：當(dāng)V0.7ftbh0時，應(yīng)在該鋼筋的不需要截面以外不小于20d處截斷，且從該鋼筋的充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于1.2la；當(dāng)V0.7ftbh0時，應(yīng)在該鋼筋的不需要截面以外不小于h0且不小于20d處截斷，且從該鋼筋的充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于1.2lah0；當(dāng)按上述規(guī)定的截斷點(diǎn)仍位于負(fù)彎矩受拉區(qū)內(nèi)，則應(yīng)在該鋼筋的不需要截面以外不小于1.3h0且不小于20d處截斷，且從該鋼筋的充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于1.2la1.7h0。4)箍筋的間距除按計算要求確定外，其最大間距應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定

30、要求。箍筋的間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d，同時不應(yīng)大于400mm。當(dāng)梁中綁扎骨架內(nèi)縱向鋼筋為非焊接搭接時，在搭接長度內(nèi)，箍筋的間距應(yīng)符合以下規(guī)定：受拉時，間距不應(yīng)大于5d，且不應(yīng)大于100mm；受壓時，間距不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm，d為搭接箍筋中的最小直徑。采用機(jī)械錨固措施時，箍筋的間距不應(yīng)大于縱向箍筋直徑的5倍。13. 梁中正鋼筋為什么不能截斷只能彎起？負(fù)鋼筋為什么要滿足伸出長度和延伸長度的要求？通常，正彎矩區(qū)段內(nèi)梁底的縱向受拉鋼筋都是采用彎曲支座的方式來減少其多余的數(shù)量，而不采用截斷。因?yàn)榱旱恼龔澗貓D形的范圍比較大，受拉區(qū)幾乎覆蓋整個跨度，故梁底縱筋不宜截斷。對于在支座附近的

31、負(fù)彎矩區(qū)段內(nèi)梁頂?shù)目v向受拉鋼筋，因?yàn)樨?fù)彎矩區(qū)段的范圍不大，故往往采用截斷的方式來減少縱筋的數(shù)量。因?yàn)椴糠重?fù)鋼筋截斷后，必須保證剩下的負(fù)鋼筋在截斷點(diǎn)處的斜截面受彎承載力不低于該處的正截面的受彎承載力，也就是，必須延伸一定的長度，才能使斜截面受彎承載力不需要它。第5章 受壓構(gòu)件的截面承載力1. 軸心受壓普通箍筋短柱和長柱的破壞形態(tài)有何不同？軸心受壓長柱的穩(wěn)定系數(shù)如何確定的？軸心受壓普通箍筋短柱的破壞形態(tài)是隨著荷載的增加，柱中開始出現(xiàn)微細(xì)裂縫，在臨近破壞荷載時，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋間的縱筋發(fā)生壓屈，向外凸出，混凝土被壓碎，柱子即告破壞。而長柱破壞時，首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎

32、，縱筋被壓屈向外凸出；凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫，側(cè)向撓度急劇增大，柱子破壞?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)來表示長柱承載力的降低程度，即，和分別為長柱和短柱的承載力。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)理統(tǒng)計可得的經(jīng)驗(yàn)計算公式：當(dāng)l0b834時，1.1770.021l0b；當(dāng)l0b3550時，0.870.012l0b。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，對于長細(xì)比l0b較大的構(gòu)件，考慮到荷載初始偏心和長期荷載作用對構(gòu)件承載力的不利影響較大，的取值比按經(jīng)驗(yàn)公式所得到的值還要降低一些，以保證安全。對于長細(xì)比l0b小于20的構(gòu)件，考慮到過去使用經(jīng)驗(yàn)，的取值略微抬高一些，以使計算用鋼量不致增加過多。2.軸心受壓普通箍筋柱

33、的正截面受壓承載力計算公式為： （1）軸心受壓螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計算公式為： （2）公式（2）中考慮了螺旋箍筋對柱的受壓承載力的有利影響，并引入螺旋箍筋對混凝土約束的折減系數(shù)。在應(yīng)用公式（2）計算螺旋箍筋柱的受壓承載力時，要注意以下問題：1）按式（2）計算所得的構(gòu)件承載力不應(yīng)比按式（1）算得的大50；2）凡屬下列情況之一者，均不考慮螺旋箍筋的影響而按式（1）計算構(gòu)件的承載力：a.當(dāng)l0d12時；b.當(dāng)按式（2）算得的受壓承載力小于按式（1）算得的受壓承載力時；c.當(dāng)螺旋箍筋的換算截面面積Asso小于縱筋全部截面面積的25時。4.簡述偏心受壓短柱的破壞形態(tài)，偏心受壓是如何分類的？鋼筋混

34、凝土偏心受壓短柱的破壞形態(tài)有受拉破壞和受壓破壞兩種情況。受拉破壞形態(tài)又稱大偏心受壓破壞，它發(fā)生于軸向力N的相對偏心距較大，且受拉鋼筋配置得不太多時。隨著荷載的增加，首先在受拉區(qū)產(chǎn)生橫向裂縫；荷載再增加，拉區(qū)的裂縫隨之不斷地開裂，在破壞前主裂縫逐漸明顯，受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，進(jìn)入流幅階段，受拉變形的發(fā)展大于受壓變形，中和軸上升，使混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值，出現(xiàn)縱向裂縫而混凝土被壓碎，構(gòu)件即告破壞，破壞時壓區(qū)的縱筋也能達(dá)到受壓屈服強(qiáng)度，這種破壞屬于延性破壞類型，其特點(diǎn)是受拉鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致壓區(qū)混凝土壓碎。受壓破壞形態(tài)又稱小偏心受壓破壞，截面破壞是從受

35、壓區(qū)開始的，發(fā)生于軸向壓力的相對偏心距較小或偏心距雖然較大，但配置了較多的受拉鋼筋的情況，此時構(gòu)件截面全部受壓或大部分受壓。破壞時，受壓應(yīng)力較大一側(cè)的混凝土被壓碎，達(dá)到極限應(yīng)變值，同側(cè)受壓鋼筋的應(yīng)力也達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度，而遠(yuǎn)測鋼筋可能受拉可能受壓，但都達(dá)不到屈服。破壞時無明顯預(yù)兆，壓碎區(qū)段較大，混凝土強(qiáng)度越高，破壞越帶突然性，這種破壞屬于脆性破壞類型，其特點(diǎn)是混凝土先被壓碎，遠(yuǎn)測鋼筋可能受拉也可能受壓，但都不屈服。偏心受壓構(gòu)件按受力情況可分為單向偏心受壓構(gòu)件和雙向偏心受壓構(gòu)件；按破壞形態(tài)可分為大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件；按長細(xì)比可分為短柱、長柱和細(xì)長柱。偏心受壓長柱的正截面受壓破壞有兩種形態(tài)

36、，當(dāng)柱長細(xì)比很大時，構(gòu)件的破壞不是由于材料引起的，而是由于構(gòu)件縱向彎曲失去平衡引起的，稱為“失穩(wěn)破壞”，它不同于短柱所發(fā)生的“材料破壞”；當(dāng)柱長細(xì)比在一定范圍內(nèi)時，雖然在承受偏心受壓荷載后，偏心距由ei增加到eif，使柱的承載能力比同樣截面的短柱減小，但就其破壞本質(zhì)來講，與短柱破壞相同，均屬于“材料破壞”，即為截面材料強(qiáng)度耗盡的破壞。軸心受壓長柱所承受的軸向壓力N與其縱向彎曲后產(chǎn)生的側(cè)向最大撓度值f的乘積就是偏心受壓長柱由縱向彎曲引起的最大的二階彎矩，簡稱二階彎矩。7. 怎樣區(qū)分大、小偏心受壓破壞的界限。大、小偏心受壓破壞的界限破壞形態(tài)即稱為“界限破壞”，其主要特征是：受拉縱筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度

37、的同時，受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到了極限壓應(yīng)變。相應(yīng)于界限破壞形態(tài)的相對受壓區(qū)高度設(shè)為，則當(dāng)時屬大偏心受壓破壞形態(tài)，當(dāng)時屬小偏心受壓破壞形態(tài)。矩形截面非對稱配筋大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力。1fcNu大偏心受壓破壞的截面等效計算圖形如圖10所示。則矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面的受壓承載力計算公式如下：fyAs1fcbxexfyAs式中 Nu受壓承載力設(shè)計值；圖10混凝土受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)；e軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離；eeih/2as，eie0+ea偏心距增大系數(shù)，ei初始偏心距；ea附加偏心距，取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的較大值；x受壓區(qū)計算高度。適用條件為：1

38、）xxb；2）x2。式中xb為界限破壞時的受壓區(qū) 計算高度，xbh0。1fc1fc小偏心受壓破壞的截面等效計算圖形如圖11所示。xsAs1fcbxfyAseNuesAs1fcbxfyAsNuee圖11則矩形截面小偏心受壓構(gòu)件正截面的受壓承載力計算公式如下：或 式中 x受壓區(qū)混計算高度，當(dāng)xh，在計算時，取xh；鋼筋A(yù)s的應(yīng)力值，可近似取：，要求滿足：；、分別為相對受壓區(qū)計算高度和界限相對受壓區(qū)計算高度；e、分別為軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)和受壓鋼筋合力點(diǎn)之間的距離；，另外，為了避免發(fā)生“反向破壞”，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于小偏心受壓構(gòu)件除按以上公式計算外，還應(yīng)滿足下列條件：式中 鋼筋

39、合力點(diǎn)至離縱向力較遠(yuǎn)一側(cè)邊緣的距離，即has。（1）不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計：類型一 已知：b×h， fc，fy，l0/h，N，M，求As及。1） 計算ei和 2） 初步判別構(gòu)件的偏心類型當(dāng)時，先按大偏心受壓情況計算；當(dāng)時，先按小偏心受壓情況計算。3） 求As及 若屬于大偏心受壓情況，則取代入大偏壓基本公式得： 若，則取，然后按已知的情況重新計算。若，則取。按軸心受壓構(gòu)件公式驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，即驗(yàn)算：，若，則需要對構(gòu)件重新設(shè)計(重新選擇截面尺寸或材料強(qiáng)度)。 若屬于小偏心受壓情況，則按如下實(shí)用方法計算：令，由小偏壓基本公式：和聯(lián)立求解得。a 若，則按大

40、偏心受壓情況計算，轉(zhuǎn)至。b 若，則由小偏壓基本公式(2)求得。c 若，則取，由小偏壓基本公式聯(lián)立求解As和。d 若，則取，由小偏壓基本公式聯(lián)立求解As和。對于c、d兩種情況，均應(yīng)再復(fù)核反向破壞的承載力，即As必須滿足下式：最后，As取按c、d計算所得的值與按上式計算所得的值中的較大值。e 驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。(以上所有計算求得的As和均應(yīng)滿足最小配筋率的要求)類型二 已知：b×h， fc，fy，l0/h，N，M，求As。1） 初步判別大、小偏壓(求)；2） 用大、小偏壓基本公式的第二式求算x值；3） 若，屬于大偏壓，則由其基本公式(1)得：4） 若，取，則對受壓鋼筋合

41、力點(diǎn)取矩，得：再按不考慮的情況(即0)利用大偏壓基本公式計算As 值，與按上式求得的As 值比較，取其中較小值配筋。5） 若，屬于小偏壓，則由其基本公式(1)得：其中 （），且當(dāng)xh時取xh計算。復(fù)核反向破壞的承載力，As必須滿足下式：As取按上兩式計算所得的較大值。除此之外，也可加大構(gòu)件截面尺寸，或按未知的情況來重新計算，使其滿足的條件。6） 按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力。（2）不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面復(fù)核：類型三 已知：b×h， fc，fy，l0/h，As，e0，求Nu。1） 暫取，求出；2） 先按大偏心受壓破壞的計算簡圖對N作用點(diǎn)取矩試求x值，即：

42、求x；3） 若，屬于大偏壓，則由其基本公式(1)得：4）若，取，則對受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩，得：5）若，屬于小偏壓，則由其基本公式(1)得：其中 （）且當(dāng)xh時取xh計算。驗(yàn)算反向破壞時的承載力： 驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的承載力，求得Nu。小偏壓的Nu取以上三個Nu中的最小值。6）重算，若與暫取的相符，則Nu即為所求；若不相符，轉(zhuǎn)到1)中，以新的再次循環(huán)。類型四 已知：b×h， fc，fy，l0/h，As，N，求Mu。法1：1） 先求出界限破壞狀態(tài)下的受壓承載力設(shè)計值Nb，即：2） 若，屬于大偏壓，則由其基本公式聯(lián)立求解得x，e，再求出e0，則MuN e0；3） 若，屬于小偏壓，則由其基

43、本公式聯(lián)立求解得x，e，再求出e0，則MuN e0；4） 驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的承載力。 法2：1） 先用大偏壓基本公式(1)試求x值，即：2） 若，屬于大偏壓，則由其基本公式(2)求得e，再求出e0，則MuN e0；3） 若，取，則: 再求出e0，則MuN e0；4） 若，屬于小偏壓，則由其基本公式聯(lián)立求解得x，e（其中，當(dāng)xh時取xh計算），再求出e0，則MuN e0。5） 驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的承載力。6.1 對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件界限破壞時的軸力，當(dāng)時，為大偏心受壓；當(dāng)時，為小偏心受壓。6.2 （1）對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計：類型五 已知：b×h， fc

44、，fy，l0/h，N，M，求As()。1） 初步判別大、小偏壓(求)；2） 用對稱配筋的大偏壓基本公式(1)試求x值，即；3） 若，屬于大偏壓，則由其基本公式(2)求得：4） 若，取，則對受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩，得：5） 若，屬于小偏壓，則采用近似公式法進(jìn)行簡化計算，即：于是求得：6） 驗(yàn)算垂直于彎矩作用方向的承載力。（2）對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面復(fù)核：步驟同不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件的截面復(fù)核“類型三”和“類型四”，但此時取As，fy。偏心受壓構(gòu)件正截面承載力NuMu的相關(guān)曲線是指偏心受壓構(gòu)件正截面的受壓承載力設(shè)計值Nu與正截面的受彎承載力設(shè)計值Mu之間的關(guān)系曲線。整個曲線分為大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩個曲線段，其特點(diǎn)是：1）Mu0時，Nu最大；Nu0時，