混凝土答案简洁
思 考 题
1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是：受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，破坏前变形较大，有明显预兆，属于延性破坏类型。在钢筋混凝土结构中，利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱，钢筋的抗拉能力很强的特点，用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力，钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力，即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载，直到受拉钢筋达到屈服强度以后，荷载再略有增加，受压区混凝土被压碎，梁才破坏。由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力，且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结，从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2 钢筋混凝土结构的优点有：1）经济性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，维护费用低；
4）整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性；5）刚度大，阻尼大；6）就地取材。缺点有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承载力有限；4）施工复杂；5）加固困难。
1.3 本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论，属于专业基础课内容；后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。学习本课程要注意以下问题：1）加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面；
2）突出重点，并注意难点的学习；3）深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。
第2章 混凝土结构材料的物理力学性能
思 考 题
2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。③混凝土的轴心抗拉强度标准值f t k 是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试，测得的具有95％保证率的轴心抗拉强度。④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小，故f c k 低于f c u,k 。⑤轴心抗拉强度标准值f t k 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：245.055.0k cu,tk )645.11(395.088.0αδ?-?=f f 。⑥轴心抗压强度标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：k cu,21ck 88.0f f αα=。
2.2 混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值确定的。我国新《规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。
2.3 根据约束原理，要提高混凝土的抗压强度，就要对混凝土的横向变形加以约束，从而限制混凝土内部微裂缝的发展。因此，工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设臵密排矩形箍筋的方法来约束混凝土，然后沿柱四周支模板，浇筑混凝土保护层，以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能，达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。
2.4 单向受力状态下，混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大关系，骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期也不同程度地影响混凝土的强度。混凝土轴心受压应力—应变曲线包括上升段和下降段两个部分。上升段可分为三段，从加载至比例极限点A 为第1阶段，此时，混凝土的变形主要是弹性变形，应力—应变关系接近直线；超过A 点进入第2阶段，至临界点B ，此阶段为混凝土裂缝稳定扩展阶段；此后直至峰点C 为第3阶段，此阶段为裂缝快速发展的不稳定阶段，峰点C 相应的峰值应力通常作为混凝土棱柱体的抗压强度f c ，相应的峰值应变0ε一般在0.0015～0.0025之间波动，通常取
0.002。下降段亦可分为三段，在峰点C以后，裂缝迅速发展，内部结构的整体受到愈来愈严重的破坏，应力—应变曲线向下弯曲，直到凹向发生改变，曲线出现拐点D；超过“拐点”，随着变形的增加，曲线逐渐凸向应变轴方向发展，此段曲线中曲率最大的一点称为收敛点E；从“收敛点”开始以后直至F点的曲线称为收敛段，这时贯通的主裂缝已很宽，混凝土最终被破坏。常用的表示混凝土单轴向受压应力—应变曲线的数学模型有两种，第一种为美国E.Hognestad建议的模型：上升段为二次抛物线，下降段为斜直线；第二种为德国Rusch建议的模型：上升段采用二次抛物线，下降段采用水平直线。
2.5连接混凝土受压应力—应变曲线的原点至曲线任一点处割线的斜率，即为混凝土的变形模量。在混凝土受压应力—应变曲线的原点作一切线，其斜率即为混凝土的弹性模量。
2.6混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。当混凝土试件的加载应力小于混凝土疲劳强度f
f时，其加载卸载
c
应力—应变曲线形成一个环形，在多次加载卸载作用下，应力—应变环越来越密合，经过多次重复，这个曲线就密合成一条直线。
当混凝土试件的加载应力大于混凝土疲劳强度f
f时，混凝土应力—应变曲线开始凸向应力轴，在重复荷载过程中逐渐变成直线，
c
再经过多次重复加卸载后，其应力—应变曲线由凸向应力轴而逐渐凸向应变轴，以致加卸载不能形成封闭环，且应力—应变曲线倾角不断减小。
2.7结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响，它会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象，在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有：1）时间参数；2）混凝土的应力大小；3）加载时混凝土的龄期；4）混凝土的组成成分；5）混凝土的制作方法及养护条件；6）构件的形状及尺寸；7）钢筋的存在等。减少徐变的方法有：1）减小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用较坚硬的骨料；3）养护时尽量保持高温高湿，使水泥水化作用充分；4）受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。
2.8当养护不好以及混凝土构件的四周受约束从而阻止混凝土收缩时，会使混凝土构件表面出现收缩裂缝；当混凝土构件处于完全自由状态时，它产生的收缩只会引起构件的缩短而不会产生裂缝。影响混凝土收缩的主要因素有：1）水泥的品种；2）水泥的用量；3）骨料的性质；4）养护条件；5）混凝土制作方法；6）使用环境；7）构件的体积与表面积的比值。减少收缩的方法有：
拉可提高钢筋的抗拉强度，但冷拉后钢筋的塑性有所降低。冷拔可同时提高钢筋的抗拉及抗压强度，但塑性降低很多。
2.11钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求如下：1）钢筋的强度必须能保证安全使用；2）钢筋具有一定的塑性；3）钢筋的可焊性较好；4）钢筋的耐火性能较好；5）钢筋与混凝土之间有足够的粘结力。
2.12钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力，通常把这种剪应力称为钢筋和混凝土之间的粘结力。影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素有：混凝土强度、保护层厚度及钢筋净间距、横向配筋及侧向压应力、钢筋表面形状以及浇筑混凝土时钢筋的位臵等。保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有：1）对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3）在钢筋的搭
接接头范围内应加密箍筋；4）为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。此外，对高度较大的混凝土构件应分层浇注或二次浇捣，另外，对于锈蚀钢筋，一般除重锈钢筋外，可不必除锈。
第3章 按近似概率理论的极限状态设计法
思 考 题
3.1 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性。它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求；结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。
3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用，荷载则为“作用”中的一种，属于直接作用，其特点是以力的形式出现的。影响结构可靠性的因素有：1）设计使用年限；2）设计、施工、使用及维护的条件；3）完成预定功能的能力。结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差，使得结构构件的抗力具有不确定的性质，所以抗力是一个随机变量。
3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态可分为两类，一类是承载能力极限状态，即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。另一类是正常使用极限状态，即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。
3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定，业主可提出要求，经主管部门批准，也可按业主的要求确定。结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用，只是其完成预定功能的能力越来越差了。
3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。μ越大，表示曲线离纵轴越远；σ越大，表示数据越分散，曲线扁而平；反之，则数据越集中，曲线高而窄。正态分布概率密度曲线的主要特点是曲线呈钟形，并以x =μ为对称轴呈对称分布，峰点横座标为平均值μ，峰点两侧μ±σ处各有一个反弯点，且曲线以x 轴为渐近线。
3.6
P(x ＞x 0)=1－P(x ≤x 0)=1－?∞-0)(x dx x f 。 3.7 保证结构可靠的概率称为保证率，如95%、97.73%。结构的可靠度就是结构可靠性的概率度量。结构的可靠指标β＝μz /σz ，它和失效概率一样可作为衡量结构可靠度的一个指标。我国《建筑结构设计统一标准》定义结构可靠度是结构在设计工作寿命内，在正常条件下，完成预定功能的概率。
3.8 设R 表示结构构件抗力，S 表示荷载效应，Z ＝R －S 就是结构的功能函数。整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态就是该功能的极限状态。Z ＞0表示结构处于可靠状态；Z ＜0表示结构处于失效(破坏)状态；Z ＝0表示结构达到极限状态。
3.9 Z ＝R －S ＜0(即构件失效)出现的概率即为失效概率p f ，可靠概率p s ＝1－p f ，目标可靠指标就是使结构在按承载能力极限状态设计时其完成预定功能的概率不低于某一允许的水平时的可靠指标。可靠指标β与失效概率p f 之间有一一对应的关系，它们都可以用来衡量结构可靠度。可靠指标β可按公式β＝μz ／σz ＝(μR －μS )／2
S 2R σσ+确定。我国“规范”采用的概率极限状态设计法是一种近似方法，因为其中用到的概率统计特征值只有平均值和均方差，并非实际的概率分布，并且在分离导出分项系数时还作了一些假定，运算中采用了一些近似的处理方法，因而计算结果是近似的，所以只能称为近似概率设计法。
3.10 我国“规范”承载力极限状态设计表达式如下：
1) 对由可变荷载效应控制的组合，其表达式一般形式为：
...),,(...),/,/()(k C S k C Ck S Sk 2
ik Ci Qi Qi 1k Q1Q1k G G 0a f f R a f f R Q C Q C G C n
i =≤++∑=γγψγγγγ
2) 对由永久荷载效应控制的组合，其表达式一般形式为：
...),,(...),/,/()(k C S k C Ck S Sk 1
ik Ci Qi Qi k G G 0a f f R a f f R Q C G C n
i =≤+∑=γγψγγγ
式中，0γ——结构构件的重要性系数，与安全等级对应，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数；
G k ——永久荷载标准值；
Q 1k ——最大的一个可变荷载的标准值；
Q ik ——其余可变荷载的标准值；
G γ、Q1γ、Qi γ——永久荷载、可变荷载的分项系数，当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合一般G γ取1.2；对由永久荷载效应控制的组合一般G γ取1.35，当永久荷载效应对结构有利时，取G γ＝1.0；可变荷载的分项系数Q1γ、Qi γ一般取1.4；
C G 、C Q 1、C Qi ——分别为永久荷载、第一种可变荷载、其他可变荷载的荷载效应系数，即由荷载求出荷载效应(如荷载引出的弯矩、剪力、轴力和变形等)须乘的系数；
Ci ψ——可变荷载组合值系数。
不等式右侧为结构承载力，用承载力函数R (…)表示，表明其为混凝土和钢筋强度标准值(f Ck 、f S k )、分项系数(C γ、S γ)、几何尺寸标准值(a k )以及其他参数的函数。式中可靠指标体现在了承载力分项系数C γ、S γ及荷载分项系数G γ、Q γ中。
3.11 荷载标准值是荷载的基本代表值。它是根据大量荷载统计资料，运用数理统计的方法确定具有一定保证率的统计特征值，这样确定的荷载是具有一定概率的最大荷载值，称为荷载标准值。可变荷载的频遇值系数乘以可变荷载标准值所得乘积称为荷载的频遇值，可变荷载的准永久值系数乘以可变荷载标准值所得乘积称为荷载的准永久值。考虑到两个或两个以上可变荷载同时出现的可能性较小，引入荷载组合值系数对基本标准值进行折减，即可变荷载的组合值系数乘以可变荷载标准值所得乘积即为荷载的组合值。因为根据实际设计的需要，常须区分荷载的短期作用(标准组合、频遇组合)和荷载的长期作用(准永久组合)下构件的变形大小和裂缝宽度计算，所以，对正常使用极限状态验算，要按不同的设计目的，区分荷载的标准组合和荷载的准永久组合。按荷载的标准组合时，荷载效应组合的设计值S 取为永久荷载及第一个可变荷载的标准值与其他可变荷载的组合值之和。按荷载的准永久组合时，荷载效应组合的设计值S 取为永久荷载的标准值与可变荷载的准永久值之和。
3.12 根据《建筑结构设计统一标准》规定混凝土强度标准值取混凝土强度平均值减1.645倍的标准差。混凝土材料强度分项系数是根据轴心受压构件按照目标可靠指标经过可靠度分析而确定的，混凝土强度的分项系数C γ规定取为1.4。混凝土强度标准值除以混凝土强度的分项系数，即得到混凝土强度设计值。
3.13 《混凝土结构设计规范》中取国家冶金局标准规定的钢筋废品限值作为钢筋的强度标准值。钢筋强度标准值除以钢筋强度的分项系数即得到钢筋强度设计值。混凝土的材料强度标准值是取其强度平均值减1.645倍的标准差所得，其强度设计值则是取强度标准值除以混凝土材料强度的分项系数；钢筋的材料强度标准值是取其强度平均值减2倍的标准差所得，其强度设计值则是取强度标准值除以钢筋材料强度的分项系数。
第4章 受弯构件的正截面受弯承载力
思 考 题
4.1 混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下：当正截面处于非均匀受压时，cu ε的取值随混凝土强度等级的不同
而不同，即cu ε＝0.0033－0.5(f cu,k －50)×10-5，且当计算的cu ε值大于0.0033时，取为0.0033；当正截面处于轴心均匀受压时，cu ε取为0.002。
4.2 所谓“界限破坏”，是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时，受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。此时，受压区混凝土边缘纤维的应变c ε＝cu ε＝0.0033－0.5(f c u,k －50)×10-5，受拉钢筋的应变s ε＝y ε＝f y ／E s 。
4.3 因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据；第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。
4.4 当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b m in ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态；当min ρρ<时发生少筋破坏形态；当b ρρ>时发生超筋破坏形态。与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大，造成不经济，且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度，使得配臵过多的受拉钢筋不能充分发挥作用，造成钢材的浪费，且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。
4.5 纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋百分率，简称配筋率，用ρ表示。从理论上分析，其他条件均相同(包括混凝土和钢筋的强度等级与截面尺寸)而纵向受拉钢筋的配筋率不同的梁将发生不同的破坏形态，显然破坏形态不同的梁其正截面受弯承载力也不同，通常是超筋梁的正截面受弯承载力最大，适筋梁次之，少筋梁最小，但超筋梁与少筋梁的破坏均属于脆性破坏类型，不允许采用，而适筋梁具有较好的延性，提倡使用。另外，对于适筋梁，纵向受拉钢筋的配筋率ρ越大，截面抵抗矩系数s α将越大，则由M ＝2
0c 1s bh f αα可知，截面所能承担的弯矩也越大，即正截面受弯承载力越大。
4.6 单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的最大值M u,max ＝)
5.01(b b 20c 1ξξα-bh f ，由此式分析可知，M u,max 与混凝土强度等级、钢筋强度等级及梁截面尺寸有关。
4.7 在双筋梁计算中，纵向受压钢筋的抗压强度设计值采用其屈服强度'y f ，但其先决条件是：'s 2a x ≥或's 0a h z -≤，即要求受压钢筋位臵不低于矩形受压应力图形的重心。
4.8 双筋截面梁只适用于以下两种情况：1)弯矩很大，按单筋矩形截面计算所得的ξ又大于b ξ，而梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不能提高时；2)在不同荷载组合情况下，梁截面承受异号弯矩时。应用双筋梁的基本计算公式时，必须满足x ≤b ξh 0和 x ≥2's a 这两个适用条件，第一个适用条件是为了防止梁发生脆性破坏；第二个适用条件是为了保证受压钢筋在构件破坏时达到
屈服强度。x ≥2's a 的双筋梁出现在受压钢筋在构件破坏时达到屈服强度'y f 的情况下，此时正截面受弯承载力按公式：
)()2/('s 0's 'y 0c 1u a h A f x h bx f M -+-=α计算；x ＜2's a 的双筋梁出现在受压钢筋在构件破坏时不能达到其屈服强度'y f 的
情况下，此时正截面受弯承载力按公式：)('s 0s y u
a h A f M -=计算。
4.9 T 形截面梁有两种类型，第一种类型为中和轴在翼缘内，即x ≤'f h ，这种类型的T 形梁的受弯承载力计算公式与截面
尺寸为'f b ×h 的单筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式完全相同；第二种类型为中和轴在梁肋内，即x ＞'f h ，这种类型的T 形梁的
受弯承载力计算公式与截面尺寸为b ×h ，'s a ＝'f h ／2，'s A ＝A s1(A s1满足公式'f 'f c 1s1y )(h b b f A f -=α)的双筋矩形截面梁的受
弯承载力计算公式完全相同。
4.10 在正截面受弯承载力计算中，对于混凝土强度等级等于及小于C50的构件，1α值取为1.0；对于混凝土强度等级等于及大于C80的构件，1α值取为0.94；而对于混凝土强度等级在C50～C80之间的构件，1α值由直线内插法确定，其余的计算均相同。
第5章 受弯构件的斜截面承载力
思 考 题
5.1 ①集中力到临近支座的距离a 称为剪跨，剪跨a 与梁截面有效高度h 0的比值，称为计算剪跨比，用λ表示，即λ＝a ／h 0。但从广义上来讲，剪跨比λ反映了截面上所受弯矩与剪力的相对比值，因此称λ＝M ／Vh 0为广义剪跨比，当梁承受集中荷载时，广义剪跨比λ＝M ／Vh 0＝a ／h 0；当梁承受均匀荷载时，广义剪跨比λ可表达为跨高比l ／h 0的函数。
②剪跨比λ的大小对梁的斜截面受剪破坏形态有着极为重要的影响。对于无腹筋梁，通常当λ＜1时发生斜压破坏；当1＜λ＜3时常发生剪压破坏；当λ＞3时常发生斜拉破坏。对于有腹筋梁，剪跨比λ的大小及箍筋配臵数量的多少均对斜截面破坏形态有重要影响，从而使得有腹筋梁的受剪破坏形态与无腹筋梁一样，也有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种。
5.2 钢筋混凝土梁在其剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将发生斜裂缝。在剪弯区段内，由于截面上同时作用有弯矩M 和剪力V ，在梁的下部剪拉区，因弯矩产生的拉应力和因剪力产生的剪应力形成了斜向的主拉应力，当混凝土的抗拉强度不足时，则开裂，并逐渐形成与主拉应力相垂直的斜向裂缝。
5.3 斜裂缝主要有两种类型：腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。腹剪斜裂缝是沿主压应力迹线产生于梁腹部的斜裂缝，这种裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。而在剪弯区段截面的下边缘，由较短的垂直裂缝延伸并向集中荷载作用点发展的斜裂缝，称为剪弯斜裂缝，这种裂缝上细下宽，是最常见的。
5.4 梁斜截面受剪破坏主要有三种形态：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。斜压破坏的特征是，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，破坏是突然发生的。剪压破坏的特征通常是，在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。斜拉破坏的特征是当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形亦小，具有很明显的脆性。
5.5 简支梁斜截面受剪机理的力学模型主要有三种。第一种是带拉杆的梳形拱模型，适用于无腹筋梁，这种力学模型把梁的下部看成是被斜裂缝和垂直裂缝分割成一个个具有自由端的梳状齿，梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变截面两铰拱。第二种是拱形桁架模型，适用于有腹筋梁，这种力学模型把开裂后的有腹筋梁看作为拱形桁架，其中拱体是上弦杆，裂缝间的齿块是受压的斜腹杆，箍筋则是受拉腹杆。第三种是桁架模型，也适用于有腹筋梁，这种力学模型把有斜裂缝的钢筋混凝土梁比拟为一个铰接桁架，压区混凝土为上弦杆，受拉纵筋为下弦杆，腹筋为竖向拉杆，斜裂缝间的混凝土则为斜压杆。后两种力学模型与第一种力学模型的主要区别在于：1)考虑了箍筋的受拉作用；2)考虑了斜裂缝间混凝土的受压作用。
5.6 影响斜截面受剪性能的主要因素有：1)剪跨比；2)混凝土强度；3)箍筋配箍率；4)纵筋配筋率；5)斜截面上的骨料咬合力；6)截面尺寸和形状。
5.7 梁的斜压和斜拉破坏在工程设计时都应设法避免。为避免发生斜压破坏，设计时，箍筋的用量不能太多，也就是必须对构件的截面尺寸加以验算，控制截面尺寸不能太小。为避免发生斜拉破坏，设计时，对有腹筋梁，箍筋的用量不能太少，即箍筋的配箍率必须不小于规定的最小配箍率；对无腹筋板，则必须用专门公式加以验算。
5.8 (1) 在均匀荷载作用下(即包括作用有多种荷载，但其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值小于总剪力值的75％的情况)，矩形、T 形和I 形截面的简支梁的斜截面受剪承载力的计算公式为：
s sb y 0sv yv 0t sb cs u sin 8.025.17.0αA f h s A f bh f V V V +??
+=+=
式中 V cs ——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值，
V cs ＝V c ＋V s ；
V sb ——与斜裂缝相交的弯起钢筋的受剪承载力设计值；
f t ——混凝土轴心抗拉强度设计值；
f yv ——箍筋抗拉强度设计值；
f y ——弯起钢筋的抗拉强度设计值； A sv ——配臵在同一截面内的各肢箍筋的全部截面面积，A sv ＝n ?A sv1，其中n 为在同一截面内的箍筋肢数，A sv1为单肢箍筋的截面面积；
s ——沿构件长度方向的箍筋间距；
A sb ——与斜裂缝相交的配臵在同一弯起平面内的弯起钢筋截面面积；
s α——弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角；
b ——矩形截面的宽度，T 形或I 形截面的腹板宽度；
h 0——构件截面的有效高度。
(2) 在集中荷载作用下(即包括作用有各种荷载，且集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的情况)，矩形、T 形和I 形截面的独立简支梁的截面受剪承载力的计算公式为：
s sb y 0sv
yv 0t sb cs u sin 8.00.10.175
.1αλA f h s A f bh f V V V +??++=+=
式中 λ——计算剪跨比，可取λ＝a ／h 0，a 为集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离，当λ＜1.5时，取λ＝1.5；当λ＞3时，取λ＝3。
5.9 连续梁与简支梁的区别在于，前者在支座截面附近有负弯矩，在梁的剪跨段中有反弯点，因此连续梁斜截面的破坏形态受弯矩比+-=ΦM M /的影响很大。对于受集中荷载的连续梁，在弯矩和剪力的作用下，由于剪跨段内存在有正负两向弯矩，
因而会出现两条临界斜裂缝。并且在沿纵筋水平位臵混凝土上会出现一些断断续续的粘结裂缝。临近破坏时，上下粘结裂缝分别穿过反弯点向压区延伸，使原先受压纵筋变成受拉，造成在两条临界斜裂缝之间的纵筋都处于受拉状态，梁截面只剩中间部分承受压力和剪力，这就相应提高了截面的压应力和剪应力，降低了连续梁的受剪承载力，因而，与相同广义剪跨比的简支梁相比，其受剪能力要低。对于受均布荷载的连续梁，当弯矩比Φ＜1.0时，临界斜裂缝将出现于跨中正弯矩区段内，连续梁的抗剪能力随Φ的加大而提高；当Φ＞1.0时，临界斜裂缝的位臵将移到跨中负弯矩区内，连续梁的抗剪能力随Φ的加大而降低。另外，由于梁顶的均布荷载对混凝土保护层起着侧向约束作用，因而，负弯矩区段内不会有严重的粘结裂缝，即使在正弯矩区段内存在有粘结破坏，但也不严重。试验表明，均布荷载作用下连续梁的受剪承载力不低于相同条件下的简支梁的受剪承载力。由于连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比，仅在受集中荷载时偏低于简支梁，而在受均布荷载时承载力是相当的。不过，在集中荷载时，连续梁与简支梁的这种对比，用的是广义剪跨比，如果改用计算剪跨比来对比，由于连续梁的计算剪跨比大于广义剪跨比，连续梁的受剪承载力将反
而略高于同跨度的简支梁的受剪承载力。据此，为了简化计算，连续梁可以采用于简支梁相同的受剪承载力计算公式，但式中的λ应为计算剪跨比，而使用条件及其他的截面限制条件和最小配箍率等均与简支梁相同。
5.10 计算梁斜截面受剪承载力时应选取以下计算截面：1)支座边缘处斜截面；2)弯起钢筋弯起点处的斜截面；3)箍筋数量和间距改变处的斜截面；4)腹板宽度改变处的斜截面。
5.11 由钢筋和混凝土共同作用，对梁各个正截面产生的受弯承载力设计值M u 所绘制的图形，称为材料抵抗弯矩图M R 。以确定纵筋的弯起点来绘制M R 图为例，首先绘制出梁在荷载作用下的M 图和矩形M R 图，将每根纵筋所能抵抗的弯矩M Ri 用水平线示于M R 图上，并将用于弯起的纵筋画在M R 图的外侧，然后，确定每根纵筋的M Ri 水平线与M 图的交点，找到用于弯起的纵筋的充分利用截面和不需要截面，则纵筋的弯起点应在该纵筋充分利用截面以外大于或等于0.5h 0处，且必须同时满足在其不需要截面的外侧。该弯起纵筋与梁截面高度中心线的交点及其弯起点分别垂直对应于M R 图中的两点，用斜直线连接这两点，这样绘制而成的M R 图，能完全包住M 图，这样既能保证梁的正截面和斜截面的受弯承载力不致于破坏，又能将部分纵筋弯起，利用其受剪，达到经济的效果。同理，也可以利用M R 图来确定纵筋的截断点。因此，绘制材料抵抗弯矩图M R 的目的是为了确定梁内每根纵向受力钢筋的充分利用截面和不需要截面，从而确定它们的弯起点和截断点。
5.12 为了保证梁的斜截面受弯承载力，纵筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距应满足以下构造要求：1)纵筋的弯起点应在该钢筋充分利用截面以外大于或等于0.5h 0处，弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋的最大间距。
2)钢筋混凝土简支端的下部纵向受拉钢筋伸入支座范围内的锚固长度l as 应符合以下条件：当V ≤0.7f t bh 0时，l a s ≥5d ；当V ＞0.7f t bh 0时，带肋钢筋l as ≥12d ，光面钢筋l as ≥15d ，d 为锚固钢筋直径。如l as 不能符合上述规定时，应采取有效的附加锚固措施来加强纵向钢筋的端部。3)梁支座截面负弯矩区段内的纵向受拉钢筋在截断时必须符合以下规定：当V ≤0.7f t bh 0时，应在该钢筋的不需要截面以外不小于20d 处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2l a ；当V ＞0.7f t bh 0时，应在该钢筋的不需要截面以外不小于h 0且不小于20d 处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2l a ＋h 0；当按上述规定的截断点仍位于负弯矩受拉区内，则应在该钢筋的不需要截面以外不小于1.3h 0且不小于20d 处截断，且从该钢筋的充分利用截面伸出的长度不应小于1.2l a ＋1.7h 0。
4)箍筋的间距除按计算要求确定外，其最大间距应满足《规范》规定要求。箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于15d ，同时不应大于400mm 。当梁中绑扎骨架内纵向钢筋为非焊接搭接时，在搭接长度内，箍筋的间距应符合以下规定：受拉时，间距不应大于5d ，且不应大于100mm ；受压时，间距不应大于10d ，且不应大于200mm ，d 为搭接箍筋中的最小直径。采用机械锚固措施时，箍筋的间距不应大于纵向箍筋直径的5倍。
第6章 受压构件的截面承载力
思 考 题
6.1 轴心受压普通箍筋短柱的破坏形态是随着荷载的增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。而长柱破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。
《混凝土结构设计规范》采用稳定系数?来表示长柱承载力的降低程度，即?＝s l N N u u /，l
N u 和s
N u 分别为长柱和短柱的
承载力。根据试验结果及数理统计可得?的经验计算公式：当l 0／b ＝8～34时，?＝1.177－0.021l 0／b ；当l 0／b ＝35～50时，
?＝0.87－0.012l 0／b 。《混凝土结构设计规范》中，对于长细比l 0／b 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大，?的取值比按经验公式所得到的?值还要降低一些，以保证安全。对于长细比l 0／b 小于20的构件，考虑到过去使用经验，?的取值略微抬高一些，以使计算用钢量不致增加过多。
6.2 轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算公式为：
)(9.0'
s 'y c u A f A f N +=? （1）
轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式为： )2(9.0's 'y sso y cor c u A f A f A f N ++=α （2）
公式（2）中考虑了螺旋箍筋对柱的受压承载力的有利影响，并引入螺旋箍筋对混凝土约束的折减系数α。在应用公式（2）计算螺旋箍筋柱的受压承载力时，要注意以下问题：1）按式（2）计算所得的构件承载力不应比按式（1）算得的大50％；2）凡属下列情况之一者，均不考虑螺旋箍筋的影响而按式（1）计算构件的承载力：a .当l 0／d ＞12时；b.当按式（2）算得的受压承载力小于按式（1）算得的受压承载力时；c .当螺旋箍筋的换算截面面积A sso 小于纵筋全部截面面积的25％时。
6.3 钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。受拉破坏形态又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N 的相对偏心距较大，且受拉钢筋配臵得不太多时。随着荷载的增加，首先在受拉区产生横向裂缝；荷载再增加，拉区的裂缝随之不断地开裂，在破坏前主裂缝逐渐明显，受拉钢筋的应力达到屈服强度，进入流幅阶段，受拉变形的发展大于受压变形，中和轴上升，使混凝土压区高度迅速减小，最后压区边缘混凝土达到极限压应变值，出现纵向裂缝而混凝土被压碎，构件即告破坏，破坏时压区的纵筋也能达到受压屈服强度，这种破坏属于延性破坏类型，其特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎。受压破坏形态又称小偏心受压破坏，截面破坏是从受压区开始的，发生于轴向压力的相对偏心距较小或偏心距虽然较大，但配臵了较多的受拉钢筋的情况，此时构件截面全部受压或大部分受压。破坏时，受压应力较大一侧的混凝土被压碎，达到极限应变值，同侧受压钢筋的应力也达到抗压屈服强度，而远测钢筋可能受拉可能受压，但都达不到屈服。破坏时无明显预兆，压碎区段较大，混凝土强度越高，破坏越带突然性，这种破坏属于脆性破坏类型，其特点是混凝土先被压碎，远测钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服。偏心受压构件按受力情况可分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件；按破坏形态可分为大偏心受压构件和小偏心受压构件；按长细比可分为短柱、长柱和细长柱。
6.4 偏心受压长柱的正截面受压破坏有两种形态，当柱长细比很大时，构件的破坏不是由于材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为“失稳破坏”，它不同于短柱所发生的“材料破坏”；当柱长细比在一定范围内时，虽然在承受偏心受压荷载后，偏心距由e i 增加到e i ＋f ，使柱的承载能力比同样截面的短柱减小，但就其破坏本质来讲，与短柱破坏相同，均属于“材料破坏”，即为截面材料强度耗尽的破坏。轴心受压长柱所承受的轴向压力N 与其纵向弯曲后产生的侧向最大挠度值f 的乘积就是偏心受压长柱由纵向弯曲引起的最大的二阶弯矩，简称二阶弯矩。
6.5 偏心受压构件的偏心距增大系数η的推导如下：首先，对于两端铰接柱的侧向挠度曲线可近似假定符合正弦曲线，由此推得侧向挠度y 与截面曲率φ的关系式。接着，由平截面假定可得曲率的计算式，将界限破坏时混凝土和钢筋的应变值打入此式即为界限破坏时的曲率。然后，将界限破坏时的曲率代入侧向挠度公式中得到界限破坏时柱中点的最大侧向挠度值f 。最后，引进两个截面曲率的修正系数1ζ和2ζ，以考虑偏心距和长细比对截面曲率的修正，依据关系式：η＝1＋f ／e i ，将界限破坏时的最大侧向挠度f 及1ζ和2ζ代入，并取h ＝1.1h 0，即推得η的计算公式如下：
212
00)(14001
1ζζηh l h e i
+= 6.6 大、小偏心受压破坏的界限破坏形态即称为“界限破坏”，其主要特征是：受拉纵筋应力达到屈服强度的同时，受压区边缘混凝土达到了极限压应变。相应于界限破坏形态的相对受压区高度设为b ξ，则当ξ≤b ξ时属大偏心受压破坏形态，当ξ＞b ξ时属小偏心受压破坏形态。
第7章 受拉构件的截面承载力
思 考 题
7.1
当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时，其正截面的受拉承载力N u 等于各根钢筋的抗拉强度设计值与其截面面积的乘积之和。
7.2
偏心受拉构件按纵向拉力N 的位臵不同，分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：当纵向拉力N 作用在钢筋A s 合力点及's A 合力点范围以外时，属于大偏心受拉情况；当纵向拉力N 作用在A s 合力点及's A 合力点范围以内时，属于小偏心受拉情况。
7.3 小偏心受拉构件在临破坏前，一般情况是截面全部裂通，拉力完全由钢筋承担。计算时，可假定构件破坏时钢筋A s 及's
A 的应力都达到屈服强度，根据内外力分别对钢筋A s 及's A 的合力点取矩的平衡条件，即得到小偏心受拉构件的正截面承载力计算公
式，依次公式即可计算出所需的钢筋A s 及's A 的截面面积。
7.4 由于大偏心受拉构件的截面受力情况与双筋矩形截面受弯构件的受力情况非常接近(除了大偏心受拉构件截面上作用的是一个偏心拉力N ，而受弯构件截面上作用的是一个弯矩M 之外)，二者的破坏特征相类似，且大偏心受拉构件在界限破坏时也是受拉钢筋应力达到屈服强度f y 的同时受压区边缘混凝土达到极限压应变cu ε，与受弯构件的界限破坏情形完全相同。因此，大偏心受拉构件的界限相对受压区高度b ξ也可按受弯构件的界限相对受压区高度公式：cu s y
1b 1εβξ?+=
E f （有明显屈服点的钢筋）和
cu s y cu 1b 002
.01εεβξ?++=
E f （无明显屈服点的钢筋）
来计算，故大偏心受拉构件的x b 取与受弯构件相同。
7.5 偏心受拉构件的斜截面受剪承载力V u 等于混凝土和箍筋承担的剪力V cs 扣掉轴向拉力的不利作用，而偏心受压构件的斜截面承载力V u 等于混凝土和箍筋承担的剪力V cs 加上轴向压力的有利作用。这是因为轴向拉力的存在有时会使斜裂缝贯穿全截面，导致偏心受拉构件的斜截面受剪承载力比无轴向拉力时要降低一些。而轴向压力的存在则能推迟垂直裂缝的出现，并使裂缝宽度减小，从而使得偏心受压构件的斜截面受剪承载力比无轴向压力时要高一些，但有一定限度，当轴压比N /f c bh ＝0.3～0.5时，再增加轴向压力就将转变为带有斜裂缝的小偏心受压的破坏情况，斜截面受剪承载力达到最大值，因此，在计算偏心受压构件的斜截面受剪承载力时，注意当轴向压力N >0.3f c A 时，取N ＝0.3f c A ，A 为构件的截面面积。
第8章 受扭构件的扭曲截面承载力
第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性
思 考 题
9.1 构件截面的弯曲刚度就是使截面产生单位曲率需要施加的弯矩值，即B =M /φ。它是度量截面抵抗弯曲变形能力的重要指标。当梁的截面形状尺寸和材料已知时，材料力学中梁的截面弯曲刚度EI 是一个常数，因此，弯矩与曲率之间都是始终不变的正比例关系。钢筋混凝土受弯构件的截面弯曲刚度B 不是常数而是变化的，即使在纯弯段内，沿构件跨度各个截面承受的弯矩相同，但曲率也即截面弯曲刚度却不相同。且它不仅随荷载增大而减小，还将随荷载作用时间的增长而减小。受弯构件刚度计算公式的建
立过程为：首先，由纯弯段内的平均曲率导得短期刚度B s 的计算公式，式中的各系数根据试验研究推导得出。由于受弯构件挠度计算采用的刚度B ，是在短期刚度B s 的基础上，用荷载效应的准永久组合对挠度增大的影响系数θ来考虑荷载效应的准永久组合作用的影响，即荷载长期作用部分的影响，因此令B l M S B l M S B l M M S f 20k s 20q s 20
q k )(=+-=θ
即得到受弯构件刚度B 的计算公式：s k q k
)1(B M
M M B +-=θ。 其中，当'ρ＝0时，θ＝2.0；当'ρ＝ρ时，θ＝1.6；当'ρ为中间数值时，θ按直线内插法取值。'ρ和ρ分别为受拉及
受压钢筋的配筋率。
9.2 “最小刚度原则”就是在受弯构件全跨长范围内，可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度，亦即按最小的截面弯曲刚度，用材料力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。当构件上存在正、负弯矩时，可分别取同号弯矩区段内|M max |处截面的最小刚度计算挠度。
试验分析表明，虽然按最小截面弯曲刚度B min 计算的挠度值偏大，但由于受弯构件剪跨段内的剪切变形会使梁的挠度增大，而这在计算中是没有考虑的，这两方面的影响大致可以相互抵消，因此，采用“最小刚度原则”是合理的，可以满足实际工程要求。
9.3 参数ψ是裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，其物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度，当ψ＝1时表明此时裂缝间受拉混凝土全部退出工作。参数te ρ是有效纵向受拉钢筋配筋率，其物理意义是反映参加工作的受拉混凝土的截面面积(即有效受拉混凝土截面面积)对纵向受拉钢筋应变的影响程度。
9.4 当钢筋混凝土受弯构件受拉区外边缘混凝土在最薄弱的截面处达到其极限拉应变值0
ct ε后，就会出现第一批裂缝。当裂缝出现瞬间，裂缝处的受拉混凝土退出工作，应力降至零，于是钢筋承担的拉力突然增加。混凝土一开裂，张紧的混凝土就像剪断了的橡皮筋那样向裂缝两侧回缩，但这种回缩受到了钢筋的约束，直到被阻止。在回缩的那一段长度l 中，混凝土与钢筋之间有相对滑移，产生粘结应力τ，通过粘结应力的作用，随着离裂缝截面距离的增大，钢筋拉应力逐渐传递给混凝土而减小，混凝土拉应力由裂缝处的零逐渐增大，达到l 后，粘结应力消失，混凝土和钢筋又具有相同的拉伸应变，各自的应力又趋于均匀分布。第一批裂缝出现后，在粘结应力继续增大时，就有可能在离裂缝截面≥l 的另一薄弱截面处出现新裂缝。按此规律，随着弯矩的增大，裂缝将逐条出现，当截面弯矩达到0.50
u M ～0.70
u M 时，裂缝将基本“出齐”，即裂缝的分布处于稳定状态。此时，在两条裂缝之间，混凝
土拉应力ct σ将小于实际混凝土抗拉强度，即不足以产生新的裂缝。因此，从理论上讲，裂缝间距在l ～2l 范围内，裂缝间距即趋于稳定，故平均裂缝间距应为1.5l 。由以上试验分析可见，裂缝的开展是由于混凝土的回缩，钢筋的伸长，导致混凝土与钢筋之间不断产生相对滑移的结果。
9.5 最大裂缝宽度计算公式的建立过程为：首先，由理论分析推导出平均裂缝间距表达式和平均裂缝宽度表达式；然后，最大裂缝宽度由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”得到，即在荷载的标准组合作用下的最大裂缝宽度max s,ω由平均裂缝宽度m ω乘以扩大系数τ，在荷载长期作用下的最大裂缝宽度max ω(也就是验算时的最大裂缝宽度)再由max s,ω乘以荷载长期作用下的扩大系数l τ得到，即max
ω＝l τ?max s,ω＝l τ?τ?m ω
最后，根据试验结果，将平均裂缝宽度的表达式代入及将相关的各种系数归并后，得到《混凝土结构设计规范》中规定的最大裂缝宽度计算公式。
由于影响结构耐久性和建筑观感的是裂缝的最大开展宽度，而不是裂缝宽度的平均值，因此，应将前者作为评价指标，要求最大裂缝宽度的计算值不超过《规范》规定的允许值。但注意，由《规范》给出的最大裂缝宽度公式计算出的值，并不就是绝对最大值，而是具有95％保证率的相对最大裂缝宽度。
9.6 在适筋范围内，当梁的尺寸和材料性能给定时，配筋率越高，受弯构件正截面承载力越大，最大裂缝宽度值越小，但配筋率的提高对减小挠度的效果不明显。受弯构件在满足了正截面承载力要求的前提下，还必须满足挠度验算要求和裂缝宽度验算要求。若此时不满足挠度验算要求，不能盲目地用增大配筋率的方法来解决，可以采用增大截面有效高度h 0或施加预应力或采用T 形或I 形截面的方法来处理挠度不满足的问题。若满足了挠度验算的要求，而不满足裂缝宽度验算的要求，则可采用施加预应力或在保证配筋率变化不大的情况下减小钢筋直径和采用变形钢筋的方法来解决，必要时可适当增加配筋率。
9.7 在挠度验算公式中，受弯构件挠度计算采用的刚度B ，是在短期刚度B s 的基础上，用荷载效应的准永久组合对挠度增大的影响系数θ来考虑荷载效应的准永久组合作用的影响，即荷载长期作用部分的影响。且短期刚度B s 又是采用荷载效应的标准组合值计算的，因此，最后所得的刚度B 即为按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚度。
在裂缝验算公式中，最大裂缝宽度值max ω是由平均裂缝宽度m ω乘以荷载标准组合下的扩大系数τ和荷载长期作用下的扩大系数l τ得到的。其中，扩大系数τ考虑了在一定荷载标准组合下裂缝宽度的不均匀性的情况，而扩大系数l τ则考虑了在荷载长期作用下，裂缝宽度随时间而增大的情况。且平均裂缝宽度m ω又是采用荷载效应的标准组合值计算的，因此，最后所得的长期荷载作用下的最大裂缝宽度max ω即为按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响的最大裂缝宽度值。
9.8 混凝土结构、构件或截面的延性是指从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。延性通常是用延性系数来表达，受弯构件截面曲率延性系数表达式为：
a 0y cu y u φ)1(x h k -?==
εεφφμ
式中cu ε——受压区边缘混凝土极限压应变； y ε——钢筋开始屈服时的钢筋应变，y ε＝f y ／E s ；
k ——钢筋开始屈服时的受压区高度系数；
x a ——达到截面最大承载力时混凝土受压区的压应变高度。
影响受弯构件的截面曲率延性系数的主要因素是纵向钢筋配筋率、混凝土极限压应变、钢筋屈服强度及混凝土强度等，这些影响因素可以归纳为两个综合因素，即极限压应变cu ε以及受压区高度kh 0和x a 。影响偏心受压构件截面曲率延性系数的两个综合因素是和受弯构件相同的，除此之外，偏心受压构件的轴压比和配箍率对其截面曲率延性系数的影响较大。
9.9 影响混凝土结构耐久性的因素主要有内部和外部两个方面。内部因素主要有混凝土的强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等；外部因素则主要是环境条件，包括温度、湿度、CO 2含量、侵蚀性介质等。出现耐久性能下降的问题，往往是内、外部因素综合作用的结果。此外，设计不同、施工质量差或使用中维修不当等也会影响耐久性能。
耐久性概念设计的目的是在规定的设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合于使用，满足既定功能的要求。设计的基本原则是根据结构的环境类别和设计使用年限进行设计。因此，为保证混凝土结构的耐久性，应根据环境类别和设计使用年限，针对影响耐久性的主要因素，从结构设计、对混凝土材料的要求、施工要求及混凝土保护层最小厚度等方面提出技术措施，并采取有效的构造措施。
9.10确定混凝土保护层最小厚度时，主要考虑保证钢筋与混凝土共同工作，满足对受力钢筋的有效锚固以及保证耐久性的要求等因素。对于处于一类环境中的构件，混凝土保护层最小厚度主要是从保证有效锚固及耐火性的要求加以确定；对于处于二、三类环境中的构件，则主要是按设计使用年限混凝土保护层完全碳化确定的，它与混凝土等级有关。确定混凝土结构构件变形限值时，主要考虑以下四个因素：1）保证建筑的使用功能要求；2）防止对结构构件产生不良影响；3）防止对非结构构件产生不良影响；4）保证人们的感觉在可接受长度以内。确定混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值时，主要考虑两个方面的理由，一是外观要求；二是耐久性要求，并以后者为主。而耐久性所要求的裂缝宽度限值，则着重考虑环境条件及结构构件的工作条件两个因素。
第10章 预应力混凝土构件
思 考 题
10.1 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，避免因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构，也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可以采用对构件施加预应力的方法来解决，即设法在结构构件受荷载作用前，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件的拉应力不大，甚至处于受压状态。
预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，并取得节约钢筋，减轻自重的效果，克服了钢筋混凝土的主要缺点。其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性也差些。
10.2 预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土，因为强度高的混凝土对采用先张法的构件，可提高钢筋预混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。预应力混凝土构件的钢筋（或钢丝）也要求由较高的强度，因为混凝土预压应力的大小，取决于预应力钢筋张拉应力的大小，考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失，因此需要采用较高的张拉应力，也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。
10.3 张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以con
σ表示。张拉控制应力的取值不能太高也不能太低。如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。如果张拉控制应力取值过高，则可能引起以下问题：1）在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏；2）构件出现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近，使构件在破坏前无明显的预兆，构件的延性较差；3）为了减小预应力损失，有时需进行超张拉，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。对于相同的钢种，先张法的张拉控制应力的取值高于后张法，这是由于先张法和后张法建立预应力的方式是不同的。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力con
σ。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力。为此，后张法构件的con σ
值应适当低于先张法。
10.4 预应力损失主要有以下六项：1）预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ；2）预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失2l σ；3）混凝土加热养护时受张拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失3l σ；4）预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失4l σ；5）混凝土收缩、徐变的预应力损失5l σ、'5
l σ；6）用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失6l σ。第一种预应力损失1l σ是当预应力直线钢筋张拉到con σ后，锚固在台座或构件上时，由于锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，以及由于钢筋和锲块在锚具内的滑移，使得被拉紧的钢筋内缩所引起的。减少1
l σ损失的措施有：1）选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板；3）增加台座长度。第二种预应力损失2l σ是采用后张法张拉直线预应力钢筋时，由于预应力钢筋的表面形状，孔道成型质量情况，预应力钢筋的焊接
外形质量情况，预应力钢筋与孔道摩擦程度等原因，使钢筋在张拉过程中与孔壁接触产生摩擦阻力而引起的。减少2l σ损失的措施有：1）对于较长的构件可在两端进行张拉，但这个措施将引起1l σ的增加，应用时需加以注意；2）采用超张拉，如张拉程序为：
1.1con σ 停2min 0.85con σ 停2min con σ。第三种预应力损失3l σ是在采用先张法浇灌混凝土后由于采用蒸汽养护的办法加速混凝土的硬结，使得升温时钢筋受热自由膨胀所引起的。减小3l σ损失的措施有：1）采用两次升温养护。先在常温下养护，待混凝土达到一定强度等级，再逐渐升温至规定的养护温度；2）在钢模上张拉预应力钢筋。第四种预应力损失4l σ是由于钢筋的松弛和徐变所引起的。减小4l σ损失的措施有：进行超张拉。先控制张拉应力达1.05con σ
～1.1con σ，持荷2～5min ，然后卸载再施加张拉应力至con σ。第五种预应力损失5l σ、'
5l σ是由于混凝土发生收缩和徐变，使得构件的长度缩短，造成预应力钢筋随之内缩
而引起的。减小5l σ损失的措施有：1）采用高标号水泥，减少水利用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；2）采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性；3）加强养护，以减少混凝土的收缩。第六种预应力损失6l σ是采用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件时，由于预应力钢筋对混凝土的挤压，使环形构件的直径有所减小，预应力钢筋缩短而引起的。
10.5 因为六项预应力损失值有的只发生在先张法构件中，有的只发生在后张法构件中，有的两种构件均有，而且是分批产生的，因此，为了便于分析和计算，《规范》按混凝土预压前和混凝土预压后将预应力损失值分为第一批损失Ⅰl σ和第二批损失Ⅱl σ。先张法构件的预应力损失值的组合：第一批损失为1l σ＋2l σ＋3l σ＋4l σ，第二批损失为5l σ；后张法构件的预应力损失值的组合：第一批损失为1l σ＋2l σ，第二批损失为4l σ＋5l σ＋6l σ。
10.6 （1）先张法预应力轴心受拉构件
在施工阶段：1）张拉预应力钢筋时，预应力钢筋应力张拉至con σ，非预应力钢筋部承受任何应力；2）在混凝土受到预压应力之前，完成第一批损失，此时预应力钢筋的拉应力由con σ降低到pe σ＝con σ－Ⅰl σ，混凝土应力pc σ＝0，非预应力钢筋应力s σ＝0；3）放松预应力钢筋时，混凝土获得的预压应力为Ⅰpc σ＝p E s E c p
con )(A A A A l αασσ++-Ⅰ＝p E n p A A N α+Ⅰ=0p A N Ⅰ，预
应力钢筋应力s σ相应减小了E αⅠpc σ，即Ⅰpe σ＝con σ－Ⅰl σ－E αⅠpc σ，同时，非预应力钢筋也得到预压应力Ⅰs σ＝
E αⅠpc σ；4）混凝土受到预压应力，完成第二批损失之后，混凝土所受的预压应力由Ⅰpc σ降低至Ⅱpc σ＝p E s E c s
5p con )(A A A A A l l αασσσ++-－=0s 5p A A N l σ-Ⅱ，预应力钢筋的拉应力也由Ⅰpe σ降低至Ⅱpe σ＝con σ－l σ－
E αⅡpc σ，非预应力钢筋的压应力降至Ⅱs σ＝E αⅡpc σ＋5l σ。
在使用阶段：1）加载至混凝土应力为零时，混凝土的应力值变为零，预应力钢筋的拉应力0p σ是在Ⅱpe σ的基础上又增加E αⅡpc σ，即0p σ＝con
σ－l σ，非预应力钢筋的压应力s σ是在原来压应力Ⅱs σ的基础上增加了一个拉应力E αⅡpc σ，即s σ＝Ⅱs σ－E αⅡpc σ＝5l σ；2）加载至裂缝即将出现时，混凝土的拉应力即为混凝土轴心抗拉强度标准值f t k ，预应力钢筋
的拉应力cr p σ是在0p σ的基础上再增加E αf tk ，即cr p σ＝con σ－l σ＋E αf tk ，非预应力钢筋的应力s σ由压应力转为拉应
力，其值为s σ＝E αf tk －5l σ；3）加载至破坏时，混凝土开裂，不再承受应力，预应力钢筋及非预应力钢筋的应力分别达到抗拉强度设计值f py 和f y 。
（2）后张法预应力轴心受拉构件
在施工阶段：1）浇灌混凝土后，养护至钢筋张拉前，截面中不产生任何应力；2）张拉预应力钢筋时，混凝土所获得的预压应力c p σ＝s E c p
2con )(A A A l ασσ+-＝n p 2con )(A A l σσ-，预应力钢筋的拉应力e p σ＝con σ－2l σ，非预应力钢筋的压应力为
E αc p σ；3）混凝土受到预压应力之前，完成第一批损失，混凝土的预压应力变为Ⅰpc σ＝
s E c p con )(A A A l ασσ+-Ⅰ＝n p A N Ⅰ，预应力钢筋的拉应力由e p σ降低至Ⅰpe σ＝con σ－Ⅰl σ，非预应力钢筋的压应力变为Ⅰs σ＝E αⅠpc σ；4）混凝土受到预压应
力，完成第二批损失，混凝土所获得的预压应力变为Ⅱpc σ＝s E c s 5p con )(A A A A l l ασσσ+-－=n
s
5p con )(A A A l l σσσ--，预应力钢筋的拉应力由Ⅰpe σ降低至Ⅱpe σ＝con σ－l σ，非预应力钢筋中的压应力为Ⅱs σ＝E αⅡpc σ＋5l σ。
在使用阶段：1）加载至混凝土应力为零时，预应力钢筋的拉应力是在0p σ是在Ⅱpe σ的基础上增加E αⅡpc σ，即0p σ＝con σ－l σ＋E αⅡpc σ，非预应力钢筋的应力s σ在原来的压应力Ⅱs σ的基础上，增加了一个拉应力E αⅡpc σ，即s σ＝
Ⅱs σ－E αⅡpc σ＝5l σ；2）加载至裂缝即将出现时，混凝土的拉应力达到f tk ，预应力钢筋的拉应力cr
p σ是在0p σ的基础上再增加E αf tk ，即cr p σ＝con σ－l σ＋E αⅡpc σ＋E αf tk ，非预应力钢筋的应力s σ由压应力5l σ转为拉应力，其值为s σ＝E αf tk －5l σ；3）加载至破坏时，混凝土不再承受应力，预应力钢筋及非预应力钢筋的应力分别达到f py 和f y 。
10.7 由于预应力混凝土轴心受拉先张法构件，产生弹性回缩时已张拉完毕，混凝土、普通钢筋和预应力钢筋一同回缩，故计算pc σ时用A 0；而后张法构件是在张拉钢筋的过程中产生弹性回缩的，此时只有混凝土和普通钢筋一同回缩，故计算pc
σ时用A n 。但在使用阶段，由于在轴心拉力作用下，无论先张法还是后张法，混凝土、普通钢筋和预应力钢筋都是一同受拉的，故先张法构件和后张法构件都采用A 0计算轴力。先张法的A 0计算如下：A 0＝A c ＋s E
A α＋p E A α，后张法的A n 计算如下：A n ＝A c ＋s E A α。 10.8 对于预应力混凝土轴向受拉构件，如采用相同的控制应力con σ，预应力损失值也相同，则当加载至混凝土预压应力c p σ＝0，即截面处于消压状态时，先张法与后张法两种构件中钢筋的应力p σ不相同，前者p σ＝con σ－l σ，后者p σ＝con σ－l σ＋E αⅡpc σ，所以后张法构件的p σ较大。
10.9 在构件混凝土构件的最大裂缝宽度计算公式中，sk σ是指按荷载效应的标准组合计算的混凝土构件裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力，即此时混凝土不承受任何应力，因此，对钢筋混凝土轴心受拉构件：sk σ
＝s k /A N 。而对于预应力混凝土轴心受拉构件，由于施工阶段使得混凝土产生了有效预压应力Ⅱpc σ，因此，必须先消掉混凝土的法向Ⅱpc σ，使混凝土的应力等于零，即需给预应力混凝土轴心受拉构件施加一个消压轴向拉力N 0＝Ⅱpc σA 0，然后，在此基础上，在轴向力N k 的作用下，求得的纵向受拉钢筋（包括预应力纵筋和非预应力纵筋）的应力才等效于钢筋混凝土构件最大裂缝宽度计算公式中的sk σ。故在预应力混凝土轴心受拉构件的最大裂缝宽度计算公式中，sk σ意为按荷载效应的标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力，其值为：sk σ＝s p P0
k A A N N +-
10.10 对于先张法预应力混凝土构件，当放松钢筋时，钢筋发生内缩或滑移的现象，在构件端面以内，钢筋的内缩受到周围混凝土的阻止，使得钢筋受拉，产生了预拉应力p σ，随离构件端部距离x 的增大，由于粘结力的积累，预应力钢筋的预拉应力p σ将随之增大，当x 达到一定长度l t r 时，在l t r 长度内的粘结力与预拉力p σA p 平衡，自l tr 长度以外，预应力钢筋将建立起稳定的预拉应
力pe σ，此时，长度l tr 即称为先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度。先张法预应力混凝土构件的预压应力是靠构件两端一定距离内钢筋和混凝土之间的粘结力来传递的，其传递并不能在构件的端部集中一点完成，而必须通过一定的传递长度进行。由于在先张法构件预应力钢筋的传递长度l tr 范围内的预应力值较小，所以对先张法预应力混凝土构件端部进行斜截面受剪承载力计算以及正截面、斜截面抗裂验算时，应考虑预应力钢筋在其传递长度l tr 范围内实际应力值的变化。因此，我们有必要分析预应力的传递长度l tr 。
预应力钢筋的预应力传递长度l tr 可按下式计算：d f l 'tk pe tr σα=
式中 p e σ——放张时预应力钢筋的有效预应力值；
d ——预应力钢筋的公称直径；
α——预应力钢筋的外形系数；
'tk f ——与张拉时混凝土立方体抗亚强度'cu f 相应的轴心抗拉强度标准值。
10.11 后张法构件的预应力是通过锚具经垫板传递给混凝土的。由于预压力很大时，而锚具下的垫板与混凝土的张力接触面积往往很小，锚具下的混凝土将承受较大的局部压力，在局部压力的作用下，当混凝土强度或变形的能力不足时，构件端部会产生裂缝，甚至会发生局部受压破坏。为此，《混凝土结构设计规范》规定，设计时既要保证在张拉钢筋时锚具下锚固区的混凝土不开裂和不产生过大的变形，又要求计算锚具下所需配臵的间接钢筋以满足局部受压承载力的要求。因此，为了满足构件端部局部受压区的抗裂要求，防止该区段混凝土由于施加预应力而出现沿构件长度方向的裂缝，对配臵间接钢筋的混凝土结构构件，应控制局部受压区的截面尺寸符合一定要求；为了有效地提高锚固区段的局部受压强度，防止局部受压破坏，应在锚固区段配臵间接钢筋。
10.12 对受弯构件的纵向受拉钢筋施加预应力后，其正截面受弯承载力不会提高，斜截面受剪承载力将有所增加。这是因为预应力混凝土受弯构件破坏时正截面上的应力状态与钢筋混凝土受弯构件的应力状态相类似，即破坏时截面上受拉区的预应力钢筋先达到屈服强度，而后受压区混凝土被压碎使截面破坏，其正截面受弯承载力计算值与相同材料强度等级及相同截面尺寸和配筋的钢筋混凝土受弯构件的正截面受弯承载力计算值完全相同。但对于斜截面受剪承载力，由于预应力抑制了斜裂缝的出现和发展，增加了混凝土剪压区高度，从而提高了混凝土剪压区的受剪承载力，故预应力混凝土受弯构件的斜截面受剪承载力比钢筋混凝土受弯构件的大些。
10.15 因为预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段张拉或放松预应力钢筋时，混凝土有可能会因为承载力不够而被压碎，且后张法构件端部锚具下的混凝土也可能由于承受较大的局部压力而产生裂缝，甚至发生局部受压破坏，因此，必须对预应力混凝土轴心受拉构件进行施工阶段的验算。而预应力混凝土受弯构件由于在制作时，截面上受到了偏心压力，截面下边缘受压，上边缘受拉，而在运输、安装时，搁臵点或吊点通常离梁端有一段距离，两端悬臂部分因自重引起负弯矩，与偏心预压力引起的负弯矩是相叠加的。在截面上边缘，如果混凝土的拉应力超过了混凝土的抗拉强度时，预拉区将出现裂缝，并随时间的增长裂缝不断开展。在截面下边缘，如果混凝土的压应力过大，也会产生纵向裂缝。试验表明，预拉区的裂缝虽可在使用荷载下闭合，对构件的影响不大，但会使构件在使用阶段的正截面抗裂度和刚度降低。因此，必须对预应力混凝土受弯构件的制作、运输及安装等施工阶段进行相关验算。预应力混凝土轴心受拉构件与预应力混凝土受弯构件的正截面承载力均是依据构件破坏状态时的受力情况计算的，不过前者是正截面受拉承载力N u ，后者是正截面受弯承载力M u ，验算公式分别为：N ≤N u 和M ≤M u 。两者的抗裂度验算都是按照一级和二级两个裂缝控制等级进行的，且验算公式形式完全一样，但两者的验算公式中ck σ、cq σ及Ⅱpc σ的计算方法不同。轴心受拉构件
ck
σ＝N k ／A 0，cq σ＝N q ／A 0，Ⅱpc σ按预应力混凝土轴心受拉构件的公式计算；而受弯构件ck σ＝M k ／W 0，cq σ＝M q ／W 0，Ⅱpc σ按预应力混凝土受弯构件的公式计算。
10.16 由于预应力混凝土受弯构件有预加应力的作用，所以它的变形必须要考虑预加应力的反拱作用。因此，预应力混凝土受弯构件的挠度由两部分叠加而成：一部分是由荷载产生的挠度f 1l ，另一部分是预加应力产生的反拱f 2l ，则预应力受弯构件的挠度f ＝f 1l －f 2l 。而钢筋混凝土受弯构件的变形仅由荷载所引起，所以它的挠度仅为由荷载产生的挠度。
10.17 预应力混凝土构件的主要构造要求有：1）对截面形式和尺寸的要求；2）对预应力纵向钢筋及端部附加竖向钢筋的布臵的要求；3）对非预应力纵向钢筋的布臵的要求；4）对钢筋、钢丝、钢绞线的净间距的要求；5）对预应力钢筋的预留孔道的要求；
6）对锚具的要求；7）对端部混凝土的局部加强的要求。
钢筋混凝土模拟试题及答案
模拟试题 一、判断题 1.采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为0.95。 2.钢材的含碳量越大，钢材的强度越高，因此在建筑结构选钢材时，应选用含碳量较高的钢筋。 3.在进行构件承载力计算时，荷载应取设计值。 4.活载的分项系数是不变的，永远取1.4。 5.承载能力极限状态和正常使用极限状态都应采用荷载设计值进行计算，这样偏于安全。 6.在偏心受压构件截面设计时，当时，可判别为大偏心受压。 7.配筋率低于最小配筋率的梁称为少筋梁，这种梁一旦开裂，即标志着破坏。尽管开裂后仍保留有一定的承载力，但梁已经发生严重的开裂下垂，这部分承载力实际上是不能利用的。 8.结构设计的适用性要求是结构在正常使用荷载作用下具有良好的工作性能。 9. 对于一类环境中，设计使用年限为100年的结构应尽可能使用非碱性骨料。 10.一些建筑物在有微小裂缝的情况下仍能正常使用，因此不必控制钢筋混凝土结构的小裂缝裂缝。 11.混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 12.对任何类型钢筋，其抗压强度设计值。 13.在进行构件变形和裂缝宽度验算时，荷载应取设计值。 14.以活载作用效应为主时，恒载的分项系数取1.35 。 15.结构的可靠指标越大，失效概率就越大，越小，失效概率就越小。 16.在偏心受压破坏时，随偏心距的增加，构件的受压承载力与受弯承载力都减少。 17.超筋梁的挠度曲线或曲率曲线没有明显的转折点。
18.结构在预定的使用年限内，应能承受正常施工、正常使用时可能出现的各种荷载、强迫变形、约束变形等作用，不考虑偶然荷载的作用。 19.对于一类环境，设计使用年限为100年的结构中混凝土的最大氯离子含量为0.06%。 20.钢筋混混凝土受弯、受剪以及受扭构件同样存在承载力上限和最小配筋率的要求。 21.钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。 22.适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。 23. 实际工程中没有真正的轴心受压构件. 24.正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。 25.梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。 26.小偏心受压破坏的的特点是，混凝土先被压碎，远端钢筋没有受拉屈服。 27.当计算最大裂缝宽度超过允许值不大时，可以通过增加保护层厚度的方法来解决。 28.结构在正常使用和正常维护条件下，在规定的环境中在预定的使用年限内应有足够的耐久性。 29.对于一类环境中，设计使用年限为100年的钢筋混混凝土结构和预应力混凝土结构的最低混凝土强度等级分别为C10和C20. 30.对于钢筋混凝土结构，在掌握钢筋混凝土构件的性能、分析和设计，必须注意决定构件破坏特征及计算公式使用范围的某些配筋率的数量界限问题。 二、单项选择题题 1.与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力(B)。 A 相同 B 提高许多 C 有所提高D不确定
混凝土思考题
混凝土思考题 1、混凝土的坍落度试验中，如何判定拌合物的和易性、粘聚性、保水性抗离析性？ 2、写出试验室拌制混凝土时各种材料的称量偏差要求 3、简述混凝土立方体抗压强度试验、强度值的确定方法 4、总结混凝土各性能指标结果的确定（平均值、中间值。。。。） 5、拌和站和试验室原材料的称量偏差的要求 6、简述混凝土静压弹性模量的试验过程以及影响弹性模量的因素 7、影响混凝土和易性的主要因素有哪些 8、怎样完整地记录和描述混凝土坍落度试验结果 9、为确保含气量试验结果的准确性，试验中应注意哪些问题？ 10、混凝土的强度与龄期的关系符合对数规律吗？ 11、混凝土静压弹性模量的结果如何评定？ 12、混凝土的配合比试验中，抗压强度很离散，如何分析？ 13、混凝土扩展度试验在施工中有什么意义 14、含气量的测定中为什么要减去骨料的含气量？ 15、压力泌水的意义何在？ 16、制取混凝土试件如何选择试模尺寸？我们实际选的于规范要求是否一致？ 17、混凝土为什么不能直接在在水中养护，需要在氢氧化钙饱和液中养护？ 18、静压弹性模量试验步骤，先对中再预压2次，目的是什么 19、混凝土的抗压强度结果如何评定？ 20、影响混凝土强度的因素有哪些 21、混凝土和易性包括哪几方面？影响因素？、 22、高性能混凝土的定义是？与高强度混凝土有何区别 23、已知一批C35的混凝土强度分别为35.0、39.8、42.8、44.8、34.9、37.6、38.8、40.8、 41.4、45.5、44.8、43.2、42.1、40.5、42.2、35.6、35.2，试对强度进行评定。 24、简单列出混凝土抗压试件、轴心抗压试件和静弹性模量、抗折强度试件、抗冻试件 的标准试模的尺寸及相关的修正系数 25、混凝土的稠度试验方法有几种？各自的使用范围是什么 26、简述混凝土含气量测定仪的标定方法 27、简述混凝土拌合物的取样方法 28、简述混凝土抗压试件、轴心抗压试件和静弹性模量、劈裂抗拉试件试验数据的计算 及处理方法 29、从实验角度分析影响混凝土抗压强度的因素 30、已知某组标准轴心抗压试件强度为62.3，现进行静力受压弹性模量试验。测量标距 为150mm，两侧的千分表读数在F0时分别为0.310、0.428，Fa时分别为0.230、0.341，请计算该试件的静压弹性模量。 31、分析混凝土泌水的原因 32、影响混凝土凝结时间的因素 33、混凝土的抗压强度和轴心抗压强度有什么区别、 34、混凝土含气量试验的原理是什么
混凝土思考题答案23345
第十一章思考题答案 11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么？ 答：（ 1）次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙是主梁的支座。 （ 2）支座为铰支座--但应注意：支承在混凝土柱上的主梁，若梁柱线刚度比<3，将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。 （ 3）不考虑薄膜效应对板内力的影响。 （ 4）在传力时，可分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算反力。 （ 5）大于五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差大10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算。 11.2 计算板传给次梁的荷载时，可按次梁的负荷范围确定，隐含着什么假定？ 答： 11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时，梁计算跨度的取值是不同的？ 答：两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁 内力时，则取支座中心线间的距离作为计算跨度，即取。 11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。 答：1）理想铰是不能承受弯矩，而塑性铰则能承受弯矩（基本为不变的弯矩）； 2）理想铰集中于一点，而塑性铰有一定长度； 3）理想铰在两个方向都能无限转动，而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动，是有限转动的单向铰。 11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋？ 答：不是的 11.6 试比较内力重分布和应力重分布 答：适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段： 弹性阶段--砼应力为弹性，钢筋应力为弹性； 带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为弹性； 破坏阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为塑性。 上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布，称为应力重分布现象。由结构力学知，静定结构的内力仅由平衡条件得，故同截面本身刚度无关，故应力重分布不会引起内力重分布，而对超静定结构，则应力重分布现象可能会导： ①截面开裂使刚度发生变化，引起内力重分布； ②截面发生转动使结构计算简图发生变化，引起内力重分布。 11.7 下列各图形中，哪些属于单向板，哪些属于双向板？图中虚线为简支边，斜线为固定边，没有表示的为自由边。
钢筋混凝土课后题答案
4.1钢筋混凝土简支梁，截面尺寸mm mm h b 500200?=?，mm a s 35=，混凝土 为C30，承受剪力设计值N V 5104.1?=，环境类别为一类，箍筋采用HPB235，求所需受剪箍筋。 解：查表得：2/3.14mm N f c =、2/43.1mm N f t =、2/210mm N f yv = 1）验算截面尺寸 mm h h w 465355000=-== 4325.2200 465<==b h w ，属于厚腹梁 混凝土为C30，故取0.1=c β 0.25N V N bh f c c 1400003324754652003.140.125.00=>=????=β 截面符合要求。 （2）验算是否需要按计算配置箍筋 V N bh f t <=???=9309346520043.17.07.00 故需要进行配箍计算。 （3）计算箍筋 箍筋采用6，双肢箍，则213.28mm A sv = 01 025.17.0h s nA f bh f V sv yv t += mm bh f V h nA f s t sv yv 14793093 140000465 3.28221025.17.025.10 01=-????= -= 取mm s 120= 故箍筋为6@120，双肢箍。 验算：%236.0120 2003 .2821=??== bs nA sv sv ρ sv yv t sv f f ρρ<=?==%163.0210 43 .124.024 .0min ，可以。 取mm s 120= 故箍筋为6@120，双肢箍。 验算：%236.0120 2003 .2821=??== bs nA sv sv ρ
混凝土试题及答案
西南交通大学2010-2011学年第(一)学期考试试卷A 课程代码 课程名称 结构设计原理I 考试时间 120分钟 阅卷教师签字： 一、单项选择题（每小题1.5分，共15分） 在下列各题给出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在下面的表格中。 1. 钢筋混凝土构件中纵筋的混凝土保护层厚度是指（ B ）。 A. 箍筋外表面至构件表面的距离；B. 纵筋外表面至构件表面的距离； C. 箍筋形心处至构件表面的距离；D. 纵筋形心处至构件表面的距离。 2. 两个轴心受拉构件，其截面形式和尺寸、混凝土强度等级、钢筋级别均相同，只是纵筋配筋率不同，构件受荷即将开裂时（尚未开裂），（ D ）。 A. 配筋率大的构件钢筋应力σs 也大； B. 配筋率大的构件钢筋应力σs 小； C. 直径大的钢筋应力σs 小； D. 因为混凝土极限拉应变基本相同，所以两个构件的钢筋应力σs 基班 级 学 号 姓 名 密 封装订线 密 封装 订线 密封 装 订 线
本相同。 3. 为保证受扭构件的纵筋和箍筋在破坏时基本达到屈服，设计时需满足 （ D ）的要求。 A. 混凝土受压区高度x ≤ ξb h0； B. 配筋率大于最小配筋率； C. 纵筋与箍筋的配筋强度比系数ζ 在0.6至1.7之间； D.上述A、B、C都正确 4. 一般螺旋箍筋柱比普通箍筋柱承载能力提高的主要原因是因为 （ A ）。 A. 螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形使其处于三向受压状态； B. 螺旋箍筋参与受压； C. 螺旋箍筋使混凝土更加密实，其本身又能分担部分压力； D. 螺旋筋为连续配筋，配筋量大。 5. 大偏心受拉截面破坏时，若受压区高度x<2a s’，则（A）。 A. 钢筋A s达到受拉设计强度，钢筋A s’达到受压设计强度； B. 钢筋A s达到受拉设计强度，钢筋A s’达不到受压设计强度； C. 钢筋A s达不到受拉设计强度，钢筋A s’达到受压设计强度； D. 钢筋A s、A s’均达不到设计强度。 6. 钢筋混凝土受弯构件的挠度计算是按（A）。 A. 短期荷载效应组合和长期刚度计算； B. 短期荷载效应组合和短期刚度计算； C. 长期荷载效应组合和长期刚度计算； D. 上述A、B、C均不对。 7. 某钢筋砼梁经计算挠度过大，为提高该梁的抗弯刚度，最为有效的方 法是（ B ）。 A. 提高砼强度等级； B. 加大截面的高度；
现代混凝土思考题123
现代混凝土技术思考题 1、水泥的品质对混凝土性能有何影响？ 水泥和混凝土的关系，前者是后者产品质量的赖以生存的根基。 2、集料的作用是什么？集料品质对混凝土性能有何影响？ 集料起到骨料作用。集料的作用：骨架作用，传递应力,抑制收缩，防止开裂对细骨料质量要求：有害杂质含量、砂的粗细程度、砂的级配 砂中有害杂质危害：云母：与水泥粘结性差，影响混凝土的强度和耐久性；硫化物及硫酸盐：对水泥有侵蚀作用；有机质：影响水泥的水化硬化；粘土、淤泥：粘附在砂粒表面妨碍水泥与砂的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的干缩；海砂：含的氯化钠等氯化物对钢筋有锈蚀用，因此，对使用海砂配制混凝土时，其氯盐含量不应大于0.1%，对预应力钢筋混凝土结构，不易采用海砂 砂的粗细程度和颗粒级配： 在相同用砂量条件下，细沙的总表面积较大，粗砂的总表面积较小。在混凝土中砂子的表面需用水泥浆包裹，赋予流动性和粘结强度，砂子的总表面积愈大，则需用包裹砂粒表面的水泥浆就愈大，除不经济外，还会导致混凝土水化热大、收缩应变大、易开裂等。 在砂中含有较多的粗颗粒，并以适量的中粗颗粒及少量的细颗粒填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这种砂是比较理想的，不仅水泥用量少，而且还提高混凝土的密实性与强度。 对粗集料品质要求： 洁净、坚硬、表面粗糙、级配合理、粒径合适 粗骨料中针片状颗粒不仅本身受力时易折断，影响混凝土的强度，而且会增大骨料的孔隙率 骨料表面的粗糙程度及孔隙特征影响骨料与水泥石之间的粘结性能，进而影响混凝土的强度 良好的级配可以减少空隙率，增强密实性，从而可以节约水泥，保证混凝土的和易性及混凝土的强度 骨料如页岩、砂岩等由于干湿循环或冻融交替等风化作用引起体积变化而导致混凝土破坏时，体积稳定性不良
第3章钢筋混凝土受弯构件习题和思考题及答案
第三章钢筋混凝土受弯构件 问答题 1.适筋梁正截面受弯全过程可划分为几个阶段？各阶段的主要特点是什么？与计算有何联 系? 1.答：适筋梁正截面受弯全过程可划分为三个阶段—混凝土开裂前的未裂阶段、混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段和钢筋开始屈服前至截面破坏的破坏阶段。 第Ⅰ阶段的特点是：1）混凝土没有开裂；2）受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；3）弯矩与截面曲率基本上是直线关系。I阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。 a 第Ⅱ阶段的特点是：1）在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土推出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2）受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线；3）弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。阶段Ⅱ相当于梁使用时的受力状态，可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。 第Ⅲ阶段的特点是：1）纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区大部分混凝土已退出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满，有上升曲线，也有下降段曲线；2）由于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大，故弯矩还略有增加；3）受压区边缘 时，混凝土被压碎，截面破坏；4）弯矩—曲率关混凝土压应变达到其极限压应变实验值0 cu 系为接近水平的曲线。第Ⅲ阶段末可作为正截面受弯承载力计算的依据。 2.钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁有何区别？ 2．答：钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁的区别有：钢筋混凝土梁从加载到破坏的全过程分为三个阶段；从第Ⅱ阶段开始，受拉区混凝土就进入塑性阶段，梁就开始带裂缝工作，受拉区拉力都由钢筋来承担，直到第Ⅲ阶段末整个梁破坏，而匀质弹性材料梁没有这两个阶段,始终是在弹性阶段内工作的。
混凝土练习题答案
第1章钢筋和混凝土的力学性能 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对;对；对； 第3章轴心受力构件承载力 1．错；对；对；错；错；错； 第4章受弯构件正截面承载力 1．错；错；错；对；错； 2．错；对；错；对； 第5章受弯构件斜截面承载力 1．对；错；错；错；错； 第6章受扭构件承载力 1．错；错；错； 第7章偏心受力构件承载力 1．对；对；对；对；对； 2．对；错；错；错；对；对；对；第8章钢筋混凝土构件的变形和裂缝1．错；错；对；错；错；对；对；错； 第9章预应力混凝土构件1．对；对；错；错；错；对；错； 单选题参考答案 绪论 B A B A C 第1章钢筋和混凝土的力学性能 D A B C A B D A A.C B 第3章轴心受力构件承载力 D A A B D C B D C C A D C； 第4章受弯构件正截面承载力 C A D B C A C D C A B A； 第5章受弯构件斜截面承载力 B A C B C D A C A B； 第6章受扭构件承载力 A A D D C； 第7章偏心受压构件承载力 D C B A A D D.D A； 第8章钢筋混凝土构件的变形和裂缝 D B B D B A A D C C； 第9章预应力混凝土构件 B C C C C A D B A B A A；
绪论 1．什么是混凝土结构？根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型？ 答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。 2．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？ 答：混凝土和钢筋协同工作的条件是： （1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体； （2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏； （3）设置一定厚度混凝土保护层； （4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。 3.混凝土结构有哪些优缺点？ 答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。 钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。 4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。 答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段： （1）在20世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论尚未形成，设计沿用材料力学的容许应力方法。 （2）1938年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力，50年代，出现了按极限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。 （3）二战以后，设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法。 （4）20世纪90年代以后，开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。 第2章钢筋和混凝土的力学性能 1．软钢和硬钢的区别是什么？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 u 设计中硬钢极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。 2．我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？
混凝土试题及答案.doc
一、单项选择题（每小题1分，共20小题，共计20分） 1、结构在规定时间内，在规定条件下完成预定功能的概率称为（B ） A.安全度 B.可靠度 C.可靠性 D.耐久性 2、与素混凝土梁相比，适量配筋的钢筋混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力（ B ） A.均提高很多 B.承载力提高很多，抗裂提高不多 C.抗裂提高很多，承载力提高不多 D.均提高不多 3、能同时提高钢筋的抗拉和抗压强度的冷加工方法是（ B ） A.冷拉 B.冷拔 C.热处理 D.淬火 4、正截面承载力计算中采用等效矩形应力图形，其确定原则为：（ A ） A.保证压应力合力的大小和作用点位置不变 B.矩形面积=c f x 1α曲线面积，a x x 8.0= C.由平截面假定确定a x x 8.0= D.保证拉应力合力的大小和作用点位置不变 5、当双筋矩形截面受弯构件' 2s a x <时，表明：（B ） A.受拉钢筋不屈服 B.受压钢筋不屈服 C.受压、受拉钢筋均已屈服 D.应加大截面尺寸 6、T 形截面受弯构件承载力计算中，翼缘计算宽度'f b ：（ C ） A.越大越好 B.越小越好 C. 越大越好，但应加以限制 D. 越大越好 7、梁内弯起多排钢筋时，相邻上下弯点间距max S ≤其目的是保证（A ） A.斜截面受剪能力 B.斜截面受弯能力 C.正截面受弯能力 D.正截面受剪能力 8、梁的剪跨比小时，受剪承载力（ B ） A.减小 B.增加 C.无影响 D.可能增大也可能减小 9、弯起钢筋所承担的剪力计算公式中，α取值为（h ＜800mm ） （B ） A.30° B.45° C.60° D.20° 10、剪扭构件计算0.1=t β时（ A ） A.混凝土承载力不变 B.混凝土受剪承载力不变 C.混凝土受扭承载力为纯扭时的一半 D.混凝土受剪承载力为纯剪时的一半
混凝土思考题及习题
第一章绪论 思考题 1, 素混凝土梁和钢筋混凝土梁破坏时各有哪些特点？钢筋和混凝土是如何共同工作的？ 2, 钢筋混凝土有哪些优点和缺点？ 3, 了解钢筋混凝土结构的应用和发展，了解本课程的特点、内容和学习方法。 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 思考题 1，软钢和硬钢的应力—应变曲线有何不同？二者的强度取值有何不同？我国《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 中将建筑结构用钢按强度分为哪些类型？钢筋的应力—应变曲线有何特征？了解钢筋的应力—应变曲线的数学模型。 2，解释钢筋的物理力学性能术语：比例极限、屈服点、流幅、强化阶段、时效硬化、极限强度、残余变形、延伸率。 3，什么是钢筋的冷加工性能？钢筋冷加工的方法有哪两种？冷加工后钢筋的力学性能有何变化？ 4，钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 5，混凝土的立方抗压强度，轴心抗压强度和抗拉强度是如何确定的？为什么混 凝土的轴心抗压强度低于混凝土的立方抗压强度？混凝土的抗拉强度与立方 抗压强度比有何关系？轴心抗压强度与立方抗压强度有何关系？ 6，《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 规定的混凝土的强度等级是根据什么确定的？混凝土强度等级有哪些级？
7，某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根据约束混凝土原理如何加固该柱？ 8，单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？一次短期加载时混凝土的受压应力—应变曲线有何特征？常用的表示混凝土应力—应变关系的数学模型有哪几种？ 9，混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的？ 10，什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力—应变曲线有何特点？ 11，什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐变？ 12，混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些因素有关？如何减少收缩？ 13，什么是钢筋与混凝土之间的粘结力？钢筋与混凝土粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？ 14，影响钢筋和混凝土粘结力的主要因素有哪些？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施 ? 第三章按近似概率理论的极限状态设计法 思考题 1，结构可靠性的含义是什么？结构的功能要求有哪些？结构超过极限状态会产生什么后果？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？安全等级如何体现在极限状态设计表达式中？ 2，“作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？ 3，什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为哪两类，其含义各是什么？ 4，建筑结构应该满足哪些功能要求？结构的设计使用年限如何确定？结构超过其设计使用年限是否意味着不能再使用？为什么？ 5，正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？这些数字特征各表示什么意义？正态分布概率
混凝土设计思考题答案
混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余约束，既减少一次超静定，但结构还能继续承受荷载，只有当结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时结构才达到承载力极限状态。 1-9何谓结构塑性内力重分布？塑性铰的部位及塑性弯矩值与塑性内力重分布有何关系？试举例说明按塑性内力重分布方法设计梁，板时为什么能节省钢筋？结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化称为内力重分布。 当支座B出现塑性铰时，此时跨中1,2弯矩为M1，2=1.15F’l0=0.117Fl0 ×××有限责任公司 混凝土工安全教育考试卷 单位(项目)：×××工种：姓名： 身份证号码：考试日期：得分： 一、判断题（45分，对的打“√”、错的打“×”） 1、在大风雪或暴雨、雷雨的情况下（六级风以上），可以露天进行高空作业。（） 2、砼振捣器作业转移时，电动机的导线应保持有足够的长度和松度，严禁用电线拖拉振捣 器。（） 3、向搅拌机或料斗内倒料时，不得用力过猛和将车辆脱把。（） 4、搅拌机在场内移动或远距离运输时，不用将料斗提升到上止点，也不用保险铁链或插销 锁住。（） 5、泵机或搅拌筒运转时，严禁将手或铁锹伸入。（） 6、“三宝、四口”是指：安全帽、安全带、安全网；通道口、管道口、楼梯口、电梯口。（） 7、消除事故隐患“三定”是指定人员、定措施、定时间。（） 8、我国安全生产的方针是：安全第一、预防为主、综合治理。（） 9、《中华人民共和国安全生产法》自2002年7月1日起实施。（） 10、建安施工过程中，对员工最易造成伤害的五类工伤事故是：触电、坍塌、高处坠落、物体打击、机械伤害。（） 11、未经安全教育培训的人员，不得上岗作业。（） 12、班组长无权进行安全技术交底。（） 13、项目经理对本项目施工现场的安全生产负责。（） 14、施工现场的易燃易爆物品必须与其他物品存放在同一仓库内，加强看守。（） 15、未成年工是指年龄未满16周岁的工人。（） 二、选择题（45分） 1、地下工程深度超过米时，应设混凝土溜槽。 A、2 B、3 C、4 2、在泵送混凝土出现输送管道堵塞时，应进行使混凝土返回料斗，必要应拆管排除堵塞。 A、逆向运转 B、顺向运转 C、上下震动 3、用塔吊运送混凝土，起料、卸料必须听从指挥，待料斗再缓慢靠近卸料。 A、下落平稳后 B、快速下落时 C、落地5分钟后 4、浇注混凝土时，米以上应系好安全带。 A、2 B、3 C、4 5、振动器不得全部插入混凝土中，插入的深度不应超过棒长的。 A、1/2 B、3/4 C、3/5 6、混凝土振捣器的电缆线不得在钢筋网上拖拉，防止电缆破损漏电，操作者应。 A、戴绝缘手套 B、穿胶鞋 C、穿胶鞋（靴）和戴绝缘手套 D、穿工作服 7、每台固定机械设备的开关箱距操作地点的距离不宜超过米，分配电箱与开关箱的距离不得超过米。 A、2；30 B、3；30 C、3；20 8、三级安全教育是指哪三级： A、企业法定代表人、项目负责人、班组长 B、公司、项目、班组 本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持! 章思考题答案 11.1现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么？答：（1 ）次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙是主梁的支座。 （2 ）支座为铰支座--但应注意：支承在混凝土柱上的主梁，若梁柱线刚度比<3,将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。 （3）不考虑薄膜效应对板内力的影响。 （4）在传力时，可分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算反力。 （5 ）大于五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差大10%寸，可按五跨的等跨连续梁、板计算。 11.2计算板传给次梁的荷载时，可按次梁的负荷范围确定，隐含着什么假定？ 答： 11.3为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时，梁计算跨度的取值是不同的？ 答：两者计算跨度的取值是不同的，以中间跨为例，按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计 算跨度是取塑性铰截面之间的距离，即取净跨度"=；而按弹性理论方法计算连续梁内力时，贝U取支座 中心线间的距离作为计算跨度，即取+ b。 11.4试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。 答：1）理想铰是不能承受弯矩，而塑性铰则能承受弯矩（基本为不变的弯矩）； 2）理想铰集中于一点，而塑性铰有一定长度； 3）理想铰在两个方向都能无限转动，而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动，是有限转动的单向铰。 11.5按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋？ 答：不是的 11.6试比较内力重分布和应力重分布 答：适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段： 弹性阶段--砼应力为弹性，钢筋应力为弹性； 带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为弹性； 破坏阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为塑性。 上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布，称为应力重分布现象。由结构力学知，静定结构的内力仅由平衡条件得，故同截面本身刚度无关，故应力重分布不会引起内力重分布，而对超静定结构，则应力重分布现象可能会导： ①截面开裂使刚度发生变化，引起内力重分布； ②截面发生转动使结构计算简图发生变化，引起内力重分布。 11.7下列各图形中，哪些属于单向板，哪些属于双向板？图中虚线为简支边，斜线为固定边，没有表示的为自由边。 ultimate limit state serviceability limit state. Truss 。 bond stress ? serviceability safety durability 1试简述0b x h ξ≤和' 2s x a ≥的物理意义以应用。 前者保证钢筋受拉屈服（受弯构件受拉区，大偏压构件远侧，大偏拉构件近侧），后者保证钢筋受压屈服（受弯构件受压区，大偏压构件近侧，大偏拉构件远侧） 2.简述弯剪扭构件设计计算步骤 1按公式00.250.8c c t V T f bh W β+≤确定截面尺寸。2按受弯构件正截面计算抵抗弯矩所需纵向受力钢筋 ,s m A 和',s m A ，3，考虑剪扭相关性，计算抵抗剪力所需箍筋,/sv jian jian A s 4考虑剪扭相关性，计算抵抗扭矩所需箍筋,/sv niu niu A s 5.计算抵抗扭矩所需纵向钢筋stl A ，并将stl A 分配到各边。6计算各边纵向钢筋用量，据此选择直径和根数。7计算构件箍筋总用量，据此选择直径，间距和肢数。 3如果增加受拉纵筋使适筋梁满足正截面受弯承载力要求，该梁是否满一定满足挠度验算要求，原因？ 不一定，增加受拉纵筋，适筋梁正截面受弯承载力增长较快，而抗弯刚度增长较慢，如果梁跨高比较大，则通过增加钢筋其抗弯承载力满足要求时挠度验算可能仍然不能满足。 4桁架模型描述。 In applying the analogy ，it is assumed that: 1. Diagonal cracking occurs along planes inclined at 45 degrees to the longitudinal axis; 2. Compression diagonals are formed in the concrete between the cracks; 3. Tension reinforcement provides the tension chord of the truss; 4. Compression chord is provided by the top compression reinforcement and the compression zone in the top of the beam. Stirrups provide the tension diagonals and are inclined at an angle of degrees. 5.设计使用年限：按规定指标进行设计的结构或构件在正常施工、使用和维护下，不需要进行大修即可达到预定目标的使用年限。承载力：结构或构件发挥最大承载功能的状态。正常使用：结构或构件达到正常使用或者耐久性的某项指标。结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的能力为可靠性。可靠度是可靠性的概率度量，在设计使用年限内，在正常条件下，完成与其功能的概率。 6受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式是依据哪一种破坏形态建立的？公式的适用条件有哪些？为什么要有这些限制条件？剪压破坏；025.0bh f V c c β≤（防止斜压破坏）； yv t sv f f 24.0min =ρ（防止斜拉破坏） 。 7. 试简述偏心受压构件的破坏形态以及分类原则。 根据远侧纵向钢筋是否受拉且屈服分类。是，则为大偏心受压破坏（受拉破坏）；否，则为小偏心受压破坏（受压破坏）；大偏压：远侧钢筋受拉先屈服，近侧混凝土后压坏；小偏压：远侧钢筋受拉或受压，但不能受拉屈服，近侧混凝土后压坏。判断条件：o b h x ξ≤，成立则为大，否则为小。 8.试简述超静定结构塑性内力重分布的概念及过程 由于超静定结构的非弹性性质而引起各截面内力之间的非线弹性关系，称塑性内力重分布。 第7章受拉构件的截面承载力 7.1选择题 1．钢筋混凝土偏心受拉构件，判别大、小偏心受拉的根据是（ D ）。 A.截面破坏时，受拉钢筋是否屈服； B.截面破坏时，受压钢筋是否屈服； C.受压一侧混凝土是否压碎； D.纵向拉力N的作用点的位置； 2．对于钢筋混凝土偏心受拉构件，下面说法错误的是（ A ）。 ξ>，说明是小偏心受拉破坏； A.如果bξ B.小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担； C.大偏心构件存在混凝土受压区； D.大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N的作用点的位置； 7.2判断题 ξ>，说明是小偏心受拉破坏。（×） 1．如果bξ 2．小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担。（∨） 3． 大偏心构件存在混凝土受压区。（ ∨ ） 4． 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力 N 的作用点的位置。 （ ∨ ） 7.3问答题 1.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么？大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同？ 答：（1）当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围以外时，为大偏心受拉；当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围之间时，为小偏心受拉； （2）大偏心受拉有混凝土受压区，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；小偏心受拉破坏时，混凝土完全退出工作，由纵筋来承担所有的外力。 2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中，b x 为什么取与受弯构件相同？ 答：大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；又都符合平均应变的平截面假定，所以b x 取与受弯构件相同。 3.大偏心受拉构件为非对称配筋，如果计算中出现'2s a x <或出现负值，怎么处理？ 答：取'2s a x =，对混凝土受压区合力点（即受压钢筋合力点）取矩， ) (' 0's y s a h f Ne A -=，bh A s ' min 'ρ= 混凝土专业技术人员能力测试题 姓名：岗位： 单位名称：分数： 一、填空： 30分 1、对已进厂（场）的每批水泥，视在厂（场）存放情况，应重新采集试样复验 其强度和安定性。存放期超过3个月的水泥，使用前必须进行复验，并按复验结果使用。 3、水泥试体成型试验室温度为20+2℃，相对湿度大于50%，水泥试样、标准砂、 拌合水及试模的温度与室温相同 5、作好标记的水泥试件立即水平或竖立放在20±1℃水中养护，水平放置时刮平面应朝上。 7、胶砂试验水泥与标准砂的重量比为1：3，水灰比为0.5 9、水泥抗折强度试验加荷速度为50±10N/s，水泥抗压强度试验加荷速度为2400±200N/s 11、天然砂的必试项目：筛分析、含泥量、泥块含量。 13、砂用于筛分析的式样，颗粒的公称粒径不应大于10.0mm。试验前应先将来 样通过公称直径为10.0mm的方孔筛，并计算出筛余。 15、砂按公称直径630um筛孔的累计筛余量，分三个级配区。 17、碎（卵）石的必试项目：筛分析、含泥量、泥块含量、针状和片状颗粒的总 质量、压碎值指标 19、矿渣粉试样试验时若其中任何一项不符合要求，应重新加倍取样，对不合格 项目进行复验，评定时以复验结果为准。 25、按照GB8076检验减水剂、防水剂、防冻剂用砂符合GB/T14684要求的细 度模数2.6-2.9的二区中砂，含泥量小于1% 27、检验外加剂用石要符合GB/T14685标准，公称粒径为5-20mm的碎石或卵 石，采用二级配，其中5-10mm占40%，10-20mm占60%。满足连续级配要求，针片状物质含量小于1%，空隙率小于47%，含泥量小于0.5%。如有争议，以碎石试验结果为准。 29、普通混凝土的必试项目：稠度试验、抗压强度试验。 31、试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面，采用标准养护的试件后应在温度为20±2℃环境中静置一昼夜至两昼夜然后标号、拆模。 33、混凝土的抗渗等级每组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力计算。 35、根据混凝土拌合物的稠度确定成型方法，坍落度大于70mm的混凝土宜用捣棒人工捣实。混凝土拌合物坍落度和坍落扩展度值以毫米为单位，测量精确至1mm，结果表达修约至5mm。 二、单项选择： 10分 1、龄期3d的水泥试体必须在（ C ）时间内进行强度试验 A、3d+15min B、3d+25min C、3d+35min D、3d+45min 3、水泥的必试项目是（ C ） A、抗压强度、抗折强度 B、抗压强度、抗折强度、 安定性C、胶砂强度、安定性、凝结时间 D、抗压强度、抗折强度、凝结时间 5、水泥试块在养护期间（B ） A、不允许换水 B、不允许全部换水 C、允许换水 D、随加水随换水 7、砂的细度模数的平均值为2.8时，该砂属于（ A ） A、中砂 B、粗砂 C、细砂 D、混合砂 思考题答案 7.1 实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件设计，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件设计？ 答：由于混凝土是一种非匀质材料，加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差，无法做到纵向拉力恰好通过构件任意正截面的形心线，因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。但当构件上弯矩很小（或偏心距很小）时，为方便计算，可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计，如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。 偏心受拉构件是一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等可以按偏心受拉构件设计。 7.2 大小偏心受拉构件的界限是什么？这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同？ 答：大、小偏心受拉构件界限的本质是构件截面上是否存在受压区。由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系，所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋A s和A's 之间或钢筋A s和A's之外，作为判定大小偏心受拉的界限。 当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之间（e0≤h/2－a s）时，发生小偏心受拉破坏。小偏心受拉破坏，裂缝贯通整个截面，偏心拉力全由左右两侧的纵向钢筋承受。只要两侧钢筋均不超过正常需要量，则当截面达到承载能力极限状态时，钢筋A s和A's的拉应力均可达到屈服强度。因此可以认为，对0混凝土工考试题及答案
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