混凝土思考題fcu

1、2.1 混凝土的立方體抗壓強度fcu,k,軸心抗壓強度標準值fck和抗拉強度標準值ftk是如何確定的？為什么fck低于fcu,k有何關系？Fck與fcu,k有何關系？ （1） 混凝土的立方體抗壓強度標準值fcu,k是根據以邊長為150mm的立方體為標準試件，在(20±3)的溫度和相對濕度為90以上的潮濕空氣中養(yǎng)護28d，按照標準試驗方法測得的具有95保證率的立方體抗壓強度確定的?；炷恋妮S心抗壓強度標準值fck是根據以150mm×150mm×300mm的棱柱體為標準試件，在與立方體標準試件相同的養(yǎng)護條件下，按照棱柱體試件試驗測得的具有95保證率的抗壓強度確定的。

2、（2）由于棱柱體標準試件比立方體標準試件的高度大，試驗機壓板與試件之間的摩擦力對棱柱體試件高度中部的橫向變形的約束影響比對立方體試件的小，所以棱柱體試件的抗壓強度比立方體的強度值小，故fck低于fcu,k。 （3）軸心抗壓強度標準值fck與立方體抗壓強度標準值fcu,k之間的關系為：。2.2 混凝土的強度等級是根據什么確定的？我國“混凝雨結構設計規(guī)范”規(guī)定的混凝土強度等級有哪些？什么樣的混凝土強度等級屬于高強混凝土范疇？ （1） 混凝土的強度等級是根據立方體抗壓強度標準值確定的。（2） 我國新規(guī)范規(guī)定的混凝土強度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C6

3、0、C65、C70、C75和C80，共14個等級。（3） C50C80為高強度混凝土。2.7什么是混凝土的徐變？徐變對混凝土構件有何影響？通常認為影響徐變的主要因素有哪些？如何減小徐變？ （1） 結構或材料承受的荷載或應力不變，而應變或變形隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。 （2）徐變對混凝土結構和構件的工作性能有很大影響，它會使構件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應力重分布的現(xiàn)象，在預應力混凝土結構中會造成預應力損失。 （3）影響混凝土徐變的主要因素有：1）時間參數(shù)；2）混凝土的應力大??；3）加載時混凝土的齡期；4）混凝土的組成成分；5）混凝土的制作方法及養(yǎng)護條件；6）構件的形狀及尺寸；7）鋼筋的

4、存在等。 （4）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。2.8混凝土收縮對鋼筋混凝土構件有何影響？收縮與哪些因素有關？如何減小收縮？ （1）當養(yǎng)護不好以及混凝土構件的四周受約束從而阻止混凝土收縮時，會使混凝土構件表面出現(xiàn)收縮裂縫；當混凝土構件處于完全自由狀態(tài)時，它產生的收縮只會引起構件的縮短而不會產生裂縫。 （2） 影響混凝土收縮的主要因素有：1）水泥的品種；2）水泥的用量；3）骨料的性質；4）養(yǎng)護條件；5）混凝土制作方法；6）使用環(huán)境；7）構件的體積與表面積的比值

5、。 （3）減少收縮的方法有：1）采用低強度水泥；2）控制水泥用量和水灰比；3）采用較堅硬的骨料；4）在混凝土結硬過程中及使用環(huán)境下盡量保持高溫高濕；5）澆筑混凝土時盡量保證混凝土澆搗密實；6）增大構件體表比。2.13受拉鋼筋的基本錨固長度是指什么？它是怎樣確定的？受拉鋼筋的錨固長度是怎樣計算的？ （1）受力鋼筋依靠其表面與混凝土的粘結作用或端部構造的擠壓作用而達到設計承受應力所需的最小的理論長度為受拉鋼筋的基本錨固長度。（2） 工程中實際的錨固長度La為鋼筋基本錨固長度Lab乘錨固長度修正系數(shù)后的值。（3） 錨固鋼筋的外形系數(shù)乘普通鋼筋抗拉強度設計值被混凝土軸心抗拉強度設計值除，再乘錨固鋼筋的

6、直徑。受拉鋼筋的錨固長度應按下列公式計算：La=a(fy/ft)d3.1混凝土彎曲受壓時的極限壓應變取為多少？ 混凝土彎曲受壓時的極限壓應變的取值如下：當正截面處于非均勻受壓時，的取值隨混凝土強度等級的不同而不同，即0.00330.5(fcu,k50)×10-5，且當計算的值大于0.0033時，取為0.0033；當正截面處于軸心均勻受壓時，取為0.002。3.2什么叫界限破壞？界限破壞時的s和cu各等于多少？ （1）“界限破壞”就是正截面上鋼筋應力達到屈服的同時，受壓區(qū)邊緣纖維應變也恰好達到混凝土受彎時的極限壓應變值 （2）此時，受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應變0.00330.5(fcu,

7、k50)×10-5，受拉鋼筋的應變fyEs。3.3適筋梁的受彎全過程經歷了哪幾個階段？各階段的主要特點是什么？與計算或驗算有何聯(lián)系？ 答：（1）適筋梁的受彎全過程經歷了未裂階段、裂縫階段以及破壞階段；（2）未裂階段：混凝土沒有開裂；受壓區(qū)混凝土的應力圖形是直線，受拉區(qū)混凝土的應力圖形在第I階段前期是直線，后期是曲線；彎矩與截面曲率基本上是直線關系；裂縫階段：在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工作，拉力主要由縱向受拉鋼筋承擔，但鋼筋沒有屈服；受壓區(qū)混凝土已有塑性變形，但不充分，壓應力圖形為只有上升段的曲線；彎矩與截面曲率是曲線關系，截面曲率與撓度的增長加快；破壞階段：縱向受拉鋼筋屈服

8、，拉力保持為常值；裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土已經退出工作，受壓區(qū)混凝土壓應力曲線圖形比較豐滿，有上升段曲線，也有下降段曲線；由于受壓區(qū)混凝土合壓力作用點外移使內力臂增大，故彎矩還略有增加；受壓區(qū)邊緣混凝土壓應變達到其極限壓應變實驗值?cu時，混凝土被壓碎，截面破壞；彎矩和截面曲率關系為接近水平的曲線；（3）未裂階段可作為受彎構件抗裂度的計算依據；裂縫階段可作為正常使用階段驗算變形和裂縫開展寬度的依據；破壞階段可作為正截面受彎承載力計算的依據。 3.4正截面承載力計算的基本假定有哪些？單筋矩形截面受彎構件的正截面受彎承載力計算簡圖是怎樣的，它是怎樣得到的？（1） 截面應變保持平面，即平均應變

9、平截面假定；不考慮混凝土的抗拉強度；混凝土受壓的應力與應變關系曲線按下列規(guī)定取用縱向受拉鋼筋的極限拉應變取為0.01；縱向鋼筋的應力取鋼筋應變與其彈性模量的乘積，但其值應符合下列要求：（2）單筋矩形截面受彎構件的正截面受彎承載力計算簡圖如下圖所示P50（3）其中受壓區(qū)應力分布取等效矩形應力圖來代換受壓區(qū)混凝土理論應力圖形，兩個圖形的等效條件是：混凝土壓應力的合力C大小相等；兩圖形中受壓區(qū)合力C的作用點不變。3.6什么是縱向受拉鋼筋的配筋率？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，b是怎樣求得的？ （1）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

10、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，截面所能承擔的彎矩也越大，即正截面受彎承載力越大。3.8雙筋矩形截面受彎構件中，受壓鋼筋的抗壓強度設計值是如何確定的？答：當受壓區(qū)高度滿足 時，則受壓鋼筋能屈服，這是受

11、壓鋼筋的抗壓強度設計值取其屈服強度設計值，然后求解Mu或者As；當不滿足上述條件時，可以利用平截面假定計算受壓鋼筋所在位置的應變大小，然后根據s?s計 3.9在什么情況下科采用雙筋截面梁，雙筋梁的基本計算公式為什么要有適用條件x2as?x2as的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下？這時應該如何計算？ 雙筋截面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

12、鋼筋在構件破壞時達到屈服強度。x2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構件破壞時達到屈服強度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算；x2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構件破壞時不能達到其屈服強度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算。4.1試簡述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，當梁承受集中荷載時，廣義剪跨比MVh0ah0；當梁承受均勻荷載時，廣義剪跨比可表達為跨高比lh0的函數(shù)。 剪跨比的大小對

13、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1時發(fā)生斜壓破壞；當13時常發(fā)生剪壓破壞；當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。4.2梁的斜裂縫是怎樣形成的？它發(fā)生在梁的什么區(qū)段內？ 鋼筋混凝土梁在其剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內，將發(fā)生斜裂縫。在剪彎區(qū)段內，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)，因彎矩產生的拉應力和因剪力產生的剪應力形成了斜向的主拉應力，當混凝土的抗拉強度不足時，則開裂，并逐漸形成與主拉應力相垂直的斜向裂

14、縫。4.6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。4.10試述梁斜截面受剪承載力計算的步驟。 (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)點邊緣所產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構件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設計值，VcsVcVs；Vsb與斜裂縫相交的彎起鋼筋的受剪承載力設計值；ft混凝土軸心抗拉強度設計值；fyv箍筋抗拉強度設計值；fy彎起鋼

15、筋的抗拉強度設計值；Asv配置在同一截面內的各肢箍筋的全部截面面積，AsvnAsv1，其中n為在同一截面內的箍筋肢數(shù)，Asv1為單肢箍筋的截面面積；s沿構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的彎起鋼筋截面面積；彎起鋼筋與構件縱向軸線的夾角；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)點邊緣所產生的剪力值占總剪力值的75以上的情況)，矩形、T形和I形截面的獨立簡支梁的截面受剪承載力的計算公式為：式中 計算剪跨比，可取ah0，a為集中荷載作用點至支座截面或節(jié)點邊緣的距離，當1

16、.5時，取1.5；當3時，取3。5.13什么是偏心受壓構件正截面承載力Nu-Mu的相關曲線？ 偏心受壓構件正截面承載力NuMu的相關曲線是指偏心受壓構件正截面的受壓承載力設計值Nu與正截面的受彎承載力設計值Mu之間的關系曲線。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，其特點是：1）Mu0時，Nu最大；Nu0時，Mu不是最大；界限破壞時，Mu最大。2）小偏心受壓時，Nu隨Mu的增大而減?。淮笃氖軌簳r，Nu隨Mu的增大而增大。3）對稱配筋時，如果截面形狀和尺寸相同，混凝土強度等級和鋼筋級別也相同，但配筋數(shù)量不同，則在界限破壞時，它們的Nu是相同的（因為Nu），因此各條NuMu曲線的界

17、限破壞點在同一水平處。應用NuMu相關曲線，可以對一些特定的截面尺寸、特定的混凝土強度等級和特定的鋼筋類別的偏心受壓構件，通過計算機預先繪制出一系列圖表，設計時可直接查表求得所需的配筋面積，以簡化計算，節(jié)省大量的計算工作。5.14 怎樣計算偏心受壓構件的斜截面受剪承載力？ 偏心受拉構件的斜截面受剪承載力Vu等于混凝土和箍筋承擔的剪力Vcs扣掉軸向拉力的不利作用，而偏心受壓構件的斜截面承載力Vu等于混凝土和箍筋承擔的剪力Vcs加上軸向壓力的有利作用。這是因為軸向拉力的存在有時會使斜裂縫貫穿全截面，導致偏心受拉構件的斜截面受剪承載力比無軸向拉力時要降低一些。而軸向壓力的存在則能推遲垂直裂縫的出現(xiàn)，

18、并使裂縫寬度減小，從而使得偏心受壓構件的斜截面受剪承載力比無軸向壓力時要高一些，但有一定限度，當軸壓比N/fcbh0.30.5時，再增加軸向壓力就將轉變?yōu)閹в行绷芽p的小偏心受壓的破壞情況，斜截面受剪承載力達到最大值，因此，在計算偏心受壓構件的斜截面受剪承載力時，注意當軸向壓力N>0.3fcA時，取N0.3fcA，A為構件的截面面積。11.1現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋中的主梁按連續(xù)梁進行內力分析的前提條件是什么？1） 次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墻是主梁的支座。 2）支座為鉸支座-但應注意：支承在商品混凝土柱上的主梁，若梁柱線剛度比<3，將按框架梁計算。板、次梁均按鉸接處理。由此引起的誤差在計算荷載和內力時調整。 3）不考慮薄膜效應對板內力的影響。4）在傳力時，可分別忽略板、次梁的連續(xù)性，按簡支構件計算反力。5）大于五跨的連續(xù)梁、板，當各跨荷載相同，且跨度相差大10%時，可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計算。11.2計算板傳給次梁的荷載時，可按次梁的負荷范圍確定，隱含著什么假定？ 假定板，次梁非連續(xù)，并且僅短向傳力11.3為什么連續(xù)梁內力按彈性計算方法與按塑性計算方法時，梁計算跨度的最值是不同的？ 兩者計算跨度的取值是不同的,以中間跨為例,按考慮塑性內力重分布計算連續(xù)梁內力時其計算跨度是取塑性鉸截面之間的距離,