結構設計原理材料的力學性能習題集與答案解析

第一章材料的力學性能一、填空題1鋼筋混凝土及預應力混凝土中所用的鋼筋可分為兩類：有明顯屈服點的鋼筋和無明顯屈服點的鋼筋，通常分別稱它們?yōu)?TOC\o"1-5"\h\z和 。2、對無明顯屈服點的鋼筋，通常取相當于殘余應變?yōu)?時的應力作為假定的屈服點，即 o3、碳素鋼可分為 、 和 。隨著含碳量的增加，鋼筋的強度 、塑性 o在低碳鋼中加入少量錳、硅、鈦、鉻等合金元素,變成為 o4、鋼筋混凝土結構對鋼筋性能的要求主要是 、 、5、鋼筋和混凝土是不同的材料，兩者能夠共同工作是因為 6光面鋼筋的粘結力由 、 、 三個部分組成。7、鋼筋在混凝土中應有足夠的錨固長度，鋼筋的強度越 、直徑越 、混凝土強度越 ，則鋼筋的錨固長度就越長。8、混凝土的極限壓應變包括 和 兩部分。 部分越大，表明變形能力越 ， 越好。9、混凝土的延性隨強度等級的提高而 o同一強度等級的混凝土，隨著加荷速度的減小，延性有所 ，最大壓應力值隨加荷速度的減小而 o10鋼筋混凝土軸心受壓構件，混凝土收縮，則混凝土的應力 ，鋼筋TOC\o"1-5"\h\z的應力 。11混凝土軸心受拉構件，混凝土徐變，則混凝土的應力 ，鋼筋的應力 。12、混凝土軸心受拉構件，混凝土收縮，則混凝土的應力 ，鋼筋的應力 。二、判斷題1、 混凝土強度等級是由一組立方體試塊抗壓后的平均強度確定的。2、 采用邊長為100mm的非標準立方體試塊做抗壓試驗時，其換算系數(shù)是0.95。3、 混凝土雙向受壓時強度比其單向受壓時強度降低。4、 線性徐變是指徐變與荷載持續(xù)時間之間為線性關系。5、 對無明顯屈服點的鋼筋，設計時其強度標準值取值依據(jù)是條件屈服強度。6強度與應力的概念完全一樣。7、 含碳量越高的鋼筋，屈服臺階越短、伸長率越小、塑性性能越差。8、 鋼筋應力應變曲線下降段的應力是此階段拉力除以實際頸縮的斷面積。9、 有明顯流幅鋼筋的屈服強度是以屈服下限為依據(jù)的。10鋼筋極限應變值與屈服點所對應的應變值之差反映了鋼筋的延性。11鋼筋的彈性模量與鋼筋級別、品種無關。12、鋼筋的彈性模量指的是應力應變曲線上任何一點切線傾角的正切。13硬鋼在應力達到假定屈服點時，塑性應變?yōu)?0.002。14冷拉與冷拔一樣，可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強度。15冷拔低碳鋼絲本身是硬鋼，其母材為軟鋼16冷拔鋼絲的冷拔次數(shù)越多則延性越差。17、邊長200mm的混凝土立方體抗壓強度為18MPa,則標準立方體強度為18.9MPa。18若混凝土立方強度與的試驗方法由在試塊表面不涂油改為涂油， 三種邊長尺寸100mm150mm、200mm的試塊強度是相同的。19高寬比為3的棱柱體抗壓強度可以代替高寬比為5的棱柱體抗壓強度。20、混凝土軸心抗壓強度隨高寬比增大而變小， 主要原因是試塊的加載墊板與試塊的接觸面的摩摖阻力隨高寬比增大而逐漸對破壞失去影響。21、 混凝土的軸心抗壓強度更接近于實際結構的混凝土抗壓強度。22、 有三種混凝土受力狀態(tài)：A一向受壓、一向受拉；B單項受壓；C雙向受壓，則它的抗壓強度的關系為：B>A>C。23、 稱混凝土是彈塑性材料是因為混凝土在應力作用下所產生的變形包括兩種變形：彈性變形和塑性變形。24、 混凝土強度等級越高，其應力峰值所對應的應變越小。25、 變形模量隨應力增大而增大。26、 混凝土彈性模量僅僅與混凝土強度有關。27、 受拉時的彈性模量小于受壓時的彈性模量。28、 混凝土強度等級越高其延性越好。29、 徐變變形不包括加荷時所產生的瞬時變形。30、 產生徐變變形的同時也產生收縮變形。選擇題1鋼筋的冷加工有兩種方法（冷拉、冷拔）A、二者都可提高鋼筋的抗拉和抗壓強度；B、冷拉時鋼筋的冷拉應力應低于鋼筋的屈服點； C、冷拔后的鋼筋沒有明顯的屈服點；D、冷加工（冷拉、冷拔）后對塑性沒有影響。2、HRB400級鋼筋的抗拉強度設計值fy=360N/mm2。冷拉III級鋼筋的抗拉強度設計值fy=420N/mm2，則冷拉III級鋼筋的抗壓強度設計值fy=A、310N/mm2；B、340N/mm2；C、400N/mm2；D、420N/mm23、鋼筋經(jīng)冷拉后，A、可提高fy和fy；B、可提高fy和伸長率；C、可提高fy和Es；D、可提高fy，但不能提高fy。4、對鋼筋冷加工的目的是：A、提高屈服強度；B、增加鋼材的塑性；C、提高鋼筋與混凝土的粘結強度；D、調直、除銹。5、對無明顯屈服點的鋼筋，《規(guī)范》取用的條件屈服強度為：A、應變?yōu)?.2%時所對應的應力；B、應變?yōu)?%時所對應的應力；C、極限抗拉強度的0.8倍;D、極限抗拉強度的0.85倍。&混凝土強度等級C30表示：A、混凝土的立方強度紹0N/mm2；B、混凝土的棱柱體抗壓強度設計值fc紹0N/mm2；C、混凝土的軸心抗壓強度標準值fck爲0N/mm2；D、混凝土的立方強度達30N/mm2的概率不小于95%。7、混凝土收縮變形 A、與混凝土所受的應力大小有關；B、隨水泥用量的增加而減??；C、隨水灰比的增加而增大。8、在下列關于混凝土收縮的概念中，正確的是：A、配置鋼筋限制收縮裂縫寬度，但不能使收縮裂縫不出現(xiàn)；B、為減小收縮應力，應提高混凝土強度等級；C、為減小收縮應力，應多配分布鋼筋；D、設變形縫，可防止混凝土收縮。9、混凝土的變形模量E「A、隨混凝土應力增加而降低；B、與混凝土彈性系數(shù)有關，彈性系數(shù)越小，其值越大；C、與混凝土強度等級有關、強度等級越高，其值越??；D、與混凝土彈性模量有關，彈性模量越大，其值越小。10鋼筋和混凝土之間的粘結強度，A、當外荷大時，其粘結強度大；B、當鋼埋入混凝土中長度長時，其粘結強度大；C、混凝土強度等級高時，其粘結強度大；D、鋼筋級別低時，其粘結強度大。11在下列關于混凝土徐變的概念中，正確的是A、周圍環(huán)境越潮濕，混凝土徐變越大；B、水泥用量越多，混凝土徐變越小；C、水灰比越大，混凝土徐變越??；D、初始壓應力越大，混凝土徐變越小。12、混凝土的極限壓應變A、包括彈性應變和塑性應變、塑性部分越大、延性越好；B、包括彈性應變和塑性應變，彈性部分越大，延性越好；C、是二；曲線上最大壓應力所對應的應變值。13在混凝土受拉開裂之前的瞬間A、混凝土內鋼筋受拉應力達到屈服應力；B、混凝土內鋼筋受拉應力仍很低；C、混凝土變形與鋼筋變形不一致；D、混凝土與鋼筋之間的粘結力已破壞。14在I、II級鋼筋周圍混凝土受壓破壞之前的瞬間 A、鋼筋受壓力達400N/mm2;B、鋼筋受壓應力仍很低；C、受壓鋼筋已達屈服。15混凝土的變形特點是：A、應力和應變成正比例，即-c=￡cEc；B、均勻受壓時亦ax大，非均勻受壓時Ecmax??；C、當乞一Emax時，匚c—二c,max；D、低強度等級混凝土的Emax比高強度等級混凝土的Emax大。四、簡答題1、鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土結構中所用的鋼筋可分為哪兩類？分別繪制它們的應力-應變曲線，并標明它們各自的強度指標。2、 什么是條件屈服強度？3、 檢驗鋼筋的質量主要有哪幾項指標？4、 什么是鋼筋的屈強比？它反映了什么問題？5、 什么叫鋼筋的冷拔？冷拉和冷拔對鋼筋的性能的改變有何不同？6需要焊接的鋼筋為什么要先焊接后冷拉？7、 建筑工程中所用鋼筋有哪幾種？8、 如何確定混凝土的立方體抗壓強度標準值？它與試塊尺寸的關系如何？9、確定混凝土的軸心抗壓強度時，為何要用h/b>3（h為棱柱體的高，b為棱柱體的寬）的棱柱體當試件？10為什么要有混凝土棱柱體抗壓強度這個力學指標？它與混凝土立方體抗壓強度有什么關系？11繪制混凝土在一次短期荷載下的應力-應變關系曲線，并標明fc、；。、■:cu等特征值。12、什么是混凝土的極限壓應變；cu？13什么是混凝土的徐變、線性徐變、非線性徐變？14徐變和塑性變形有什么不同？15為什么伸入支座的鋼筋要有一定的錨固長度？鋼筋在綁扎搭接時，為什么要有足夠的搭接長度？16在鋼筋混凝土結構中，鋼筋和混凝土能夠共同工作的基礎是什么？17影響混凝土抗壓強度的因素是什么？18什么是混凝土的疲勞強度?19若混凝土試塊以低于疲勞強度的應力值，在百萬次以上重復作用后，是否會發(fā)生疲勞破壞？20、 影響混凝土徐變的因素有哪些？21、 什么是混凝土的收縮？22、 當荷載不變長期作用時，受壓柱中鋼筋和混凝土的壓應力是否隨時間變化？第一章材料的力學性能答案一、填空題1、（軟鋼硬鋼）2、（0.2%條件屈服強度） 3、（低碳鋼中碳鋼高碳鋼提高降低普通低合金鋼） 4、（強度塑性焊接性能粘結力）5、（兩者之間良好的粘結力兩者相近的線膨脹系數(shù)混凝土包裹鋼筋避免鋼筋銹6（膠結力摩擦力擠壓力）7、（高粗低）8、（彈性應變塑性應變塑性應變大延性）9、（降低增加減?。?0（減小增大）11（減小增大）12、（增大減?。⑴袛囝}1、X2、V 3、X 4、" 5、" 6、X 7、" 8、X 9、“ 10. V11X12、X13V14X15、V16V17V18V19V20、V21、V22、X23、V24、X25、X26、X27、X28、X29、V30、V 三＞＞選擇題1、C2、B3、D4、A5、D6、D7、C8、A9、A10C11C12、A13B14C15D四、簡答題1、 答：有明顯屈服點的鋼筋（即軟鋼）和無明顯屈服點的鋼筋（即硬鋼）。應力-應變曲線略）2、 答：硬鋼的極限強度很高，變形很小，沒有明顯屈服點，通常取相應于殘余應變￡=0.2°^的應力二0.2作為名義屈服點，稱為條件屈服強度。3、 答：對軟鋼有屈服強度、極限強度、伸長率、冷彎性能。對硬鋼有極限強度、伸長率、冷彎性能。4、 答：屈強比為鋼筋的屈服強度與極限強度的比值。它反映結構可靠性的潛力及材料的利用率。5、 答：冷拔是將鋼筋用強力拔過比其直徑小的硬質合金拔絲膜。冷拉可以提高鋼筋的抗拉強度但不能提高鋼筋的抗壓強度。冷拔可以同時提高鋼筋的抗拉強度和抗壓強度。&答：因為焊接時產生的高溫會使鋼筋軟化，即強度降低，塑性增加。7、答：分熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋及熱處理鋼筋。8、答：按標準方法制作、養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體在28天齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。試件尺寸越小，抗壓強度值越9、答：混凝土的抗壓強度隨試件高寬比的大小而變化，但當 h/b>3時，混凝土的棱柱體抗壓強度趨于穩(wěn)定。10答：鋼筋混凝土受壓構件中棱柱體多于立方體，所以棱柱體抗壓強度比立方體抗壓強度能更好地反映受壓構件中混凝土的實際強度。 混凝土的棱柱體抗壓強度低于混凝土的立方體抗壓強度。11答：略（見教材）12、答：混凝土的極限壓應變是指混凝土棱柱體受壓破壞時的最大壓應變。13答：徐變：混凝土在長期不變荷載作用下，應變隨時間繼續(xù)增長的現(xiàn)象。線性徐變：當混凝土應力較小時（％<0.5仁）時，徐變變形與初應力成正比，這種徐變即線性徐變。14答：（1徐變主要為水泥凝膠體的黏性流動。塑性變形主要為混凝土內微裂縫的發(fā)展。（2）徐變可部分恢復。塑性變形不可恢復。（3）有應力（不論大?。┘从行熳儭Ｋ苄宰冃沃辉趹^大時發(fā)生。15答：設錨固長度的目的是通過該長度上黏結應力的積累，使鋼筋在支座中錨固可靠，不會被拔出。鋼筋綁扎搭接時，只有在搭接長度足夠長時，才能通過鋼筋與混凝土之間的黏結力來傳遞鋼筋與鋼筋之間的內力。16答：（1鋼岡筋與混凝土之間的粘結力；（2）鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)接近（鋼為1.2X10-5;混凝土為1.0X10-5?1.5X10-5）;（3）鋼筋與構件邊緣之間的混凝土保護層，保護鋼筋不易發(fā)生銹蝕，不致因火災使鋼筋軟化。17、答：（1組成混凝土的材料品種；（2）組成材料的