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文本内容:
第一章绪论
1.什么是钢筋混凝土结构配筋的主要作用和要求是什么?答
(1)钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构
(2)配筋的作用是在混凝土中配置适量的受力钢筋,并使得混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,就能起到充分利用材料,提高结构承载能力和变形能力的作用
(3)配筋的要求是在钢筋混凝土结构和构件中,受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定,施工也要正确2,钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点?答钢筋混凝土结构的主要优点是
①取材容易
③耐久性较好
④耐火性好
⑤可模性好
⑥整体性好钢筋混凝土结构的主要缺点是
①自重较大
②钢筋混凝土结构抗裂性较差
③钢筋混凝土结构的施工复杂、工序多、隔热隔声性能较差
3.结构有哪些功能要求简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念答
(1)建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面
(2)承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或者变形达到不适于继续承载的状态正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态
4.本课程主要包括哪些内容学习本课程要注意哪些问题?答
(1)混凝土结构课程通常按内容的性质可分为“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、截面计算和构造等基本理论,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
(2)学习本课程要注意的问题
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
5.在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的承载能力和变形能力【解析】素混凝土梁中,混凝土的抗压性能较强而抗拉性能很弱,钢筋的抗拉性能则很强因此,在混凝土中配置适量的受力钢筋,并使得混凝与主要承受压力,钢筋主要承受拉力,就能起到充分利用材料,提高结构承载能力和变形能力的作用
6.钢筋和混凝土是两种不同的材料,钢筋和混凝土能够很好的共同工作是因为
①钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起、
②温度线膨胀系数十分接近、
③混凝土包裹在钢筋表面,能防止钢筋锈蚀,起保护作用
7.承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载时的状态
8.混凝土的抗压能力较强,而抗拉能力却很弱
9.什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
(1)混凝土结构是指以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等
(2)根据混凝土中添加材料的不同通常分为素混凝土结构、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等
10.举例说明一般结构超过正常使用极限状态的标志有哪些有人说“超过正常使用极限状态没有关系,后果不严重,在设计时不用考虑其影响”,这种说法是否正确为什么?答
(1)一般结构超过正常使用极限状态的标志为结构或构件出现影响正常使用的过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动
(2)这种说法不正确因为超过了正常使用极限状态,结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求第六章受拉构件的截面承载力
1、当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时,怎样计算其正截面的承载力?答:当轴心受拉杆件的受拉钢筋强度不同时,最低强度的受拉钢筋屈服破坏后退出工作,则承载力降低,所以此时正截面的受拉承载力N等于最低钢筋的抗拉强度设计值与其截面面积的乘积之和
2.怎样区别偏心受拉构件所属的类型?答:根据偏心受拉构件按纵向拉力N的位置不同,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合力点及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Ao合力点及As合力点范围以内时,属于小偏心受拉情况
3.怎样计算小偏心受拉构件的正截面承载力?答:计算时,可假定构件破坏时钢筋的应力都达到屈服强度,根据内外力分别对钢筋As及As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As及As的截面面积
4.钢筋混凝土偏心受拉构件,当偏心拉力作用位置在A和A合力作用点之外时,为大偏心受拉构件第七章受扭构建的扭曲截面承载力
1.钢筋混凝土弯剪扭构件计算时,纵筋截面面积由受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力确定,箍筋截面积由剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力确定
2.在弯剪扭构件中,构件截面的内力主要有弯矩;剪力;扭矩
3.抗扭钢筋的合理配置形式是怎样的?答:根据受扭钢筋的最小配筋率、箍筋的构造要求和构建截面尺寸的要求确定抗扭钢筋配置
4.钢筋混凝土纯扭构件中适筋纯扭构件的破坏有什么特点?答:正常配筋条件下的钢筋混凝土构件,在扭矩作用下,纵筋和箍筋先到达屈服强度,然后混凝土被压碎而破坏这种破坏与受弯构件适筋梁类似,属延性破坏类型
5.钢筋混凝土纯扭构件中超筋纯扭构件的破坏有什么特点计算中如何避免发生完全超筋破坏?答1当纵筋和箍筋配筋率都过高,致使纵筋和箍筋都没有达到屈服强度,而混凝土先行压坏这种破坏和受弯构件超筋梁类似,属受压脆性破坏类型2《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制,限定抗扭钢筋最大用量
6.钢筋混凝土纯扭构件中少筋纯扭构件的破坏有什么特点计算中如何避免发生少筋破坏?答1若纵筋和箍筋配置均过少,一旦裂缝出现,构件会立即发生破坏此时,纵筋和箍筋不仅达到屈服强度而且可能进入强化阶段,其破坏特性类似于受弯构件中的少筋梁,破坏扭矩与开裂扭矩接近,破坏无预兆,属于受拉脆性破坏这种构件在设计中应避免2为了防止这种少筋破坏,《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定,受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率,并应符合受扭钢筋的构造要求
7.从受扭构件的受力合理性看,采用螺旋式配筋比较合理,但实际上为什么采用封闭式箍筋加纵筋的形式?答:因为这种螺旋式钢筋施工复杂,也不能适应扭矩方向的改变,因此实际工程并不采用抗扭钢筋的这种布置形式与构件正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力要求布置的钢筋形式一致
8.钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态有哪几类?答:钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态有四类,分别为:
①少筋破坏抗扭钢筋配置过少,混凝土一旦受拉开裂,钢筋即屈服甚至拉断,构件脆性破坏
②适筋破坏两种钢筋(纵筋和箍筋)配置适量比例适当,当破坏时两种钢筋均达到屈服强度,最后混凝土被压坏,构件产生延性破坏
③超筋破坏当纵筋和箍筋配筋率都过高,致使纵筋和箍筋都没有达到屈服强度,而混凝土先行压坏,构件突然破坏,为脆性破坏
④部分超筋破坏纵筋和箍筋不匹配,两者配筋比率相差较大,则破坏时仅纵筋屈服,而箍筋不屈服,随后构件因混凝土被压坏而破坏构件破坏时有一定延性第八章:变形、裂缝及延性、耐久性L何谓构件截面的弯曲刚度它与材料力学中的刚度相比有何区别和特点?答
(1)构件截面的弯曲刚度是指抵抗截面转动的能力,以使截面产生单位曲率需要施加的弯矩值表示,即B=M/qo
(2)材料力学中梁的截面弯曲刚度EI是一个常数,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2•何谓“最小刚度原则”?试分析应用该原则的合理性答
(1)“最小刚度原则”是指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
(2)试验分析表明,虽然按最小截面弯曲刚度Bmin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,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
3.计算受弯构件正截面受弯承载力时,忽略了受拉区混凝土的贡献,在验算挠度和裂缝宽度时是通过什么来考虑受拉区混凝土作用的?答:在验算挠度和裂缝宽度时,计算中引入了裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数中,该系数表明了裂缝间受拉混凝土参加工作,对减小变形和裂缝宽度的贡献以此来考虑受拉区混凝土作用的
4.简述裂缝的出现、分布和展开的过程和机理答
(1)裂缝的出现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后,就会出现第一批裂缝
(2)裂缝的分布混凝土一开裂,张紧的混凝土向裂缝两侧回缩,受到了钢筋的约束⑶裂缝的展开第一批裂缝出现后,在粘结应力继续增大时,随着弯矩的增大,裂缝将逐条出现
(4)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
5.简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响三者不能同时满足时采取什么措施?答
(1)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
(2)若不满足挠度验算要求,可以采用增大截面有效高度hO或施加预应力或采用T形或I形截面的方法若满足了挠度验算的要求,减小钢筋直径和采用变形钢筋,适当增加配筋率
6.影响混凝土结构耐久性的主要因素是什么?耐久性设计的主要内容有哪些?答
(1)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
①内部因素主要有混凝土的强度、密实性、水泥用量、水灰比、外加剂用量、保护层厚度等;
②外部因素则主要是环境条件,包括温度、湿度、C02含量、侵蚀性介质等⑵耐久性概念设计的主要内容是:
①确定结构所处的环境类别;
②提出对混凝土材料的耐久性基本要求;
③确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度;
④对混凝土结构及构件采取一定的耐久性技术措施;
⑤提出结构在设计使用年限内的检测与维护要求
7.确定混凝土保护层最小厚度、构件变形和裂缝限值时考虑哪些因素?答
(1)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
(2)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防止对结构构件产性不良影响;
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
(3)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8,计算钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚度B时,引入挠度增大系数是考虑荷载效应准永久组合的影响[答案]准永久
9.影响平均裂缝间距的主要因素是钢筋直径、钢筋表面特征和混凝土保护层厚度
10.在受弯构件挠度验算中为了简化计算应遵循什么原则,影响长期挠度增大的因素主要有哪些?答
(1)为了简化计算,可近似地都按纯弯区段平均的截面弯曲刚度采用,这就是“最小刚度原则”
(2)主要的影响因素是梁的刚度其他影响挠度因素的还有温度、湿度、混凝土的收缩徐变、荷载大小、所用材料强度等
11.结构(或构件)延性是什么?设计时钢筋混凝土梁的延性和柱的延性分别控制什么指标?答
(1)结构、构件或截面的延性是指从屈服开始至达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力,即延性是反映结构、构件或截面的后期变形能力
(2)对于钢筋混凝土柱的延性要控制好轴压比限值;而对于钢筋混凝土梁的延性要控制好梁的配筋率,配成适筋梁,不能配成少筋梁或超筋梁
12.引起钢筋混凝土结构构件开裂的主要原因有哪些应采取哪些相应措施防止开裂?答
(1)钢筋混凝土结构构件开裂的主要原因
①荷载直接作用;
②基础不均匀沉降;
③材料收缩;
④温度变化;
⑤混凝土碳化
(2)为防止开裂,荷载作用下的钢筋混凝土结构构件要进行裂缝宽度验算其它原因弓|起的裂缝是通过合理的结构布置和构造措施,从设计、施工、选材等多方面采取措施予以避免
13.怎样才能同时满足受弯构件的承载力,挠度和裂缝宽度的要求?答:需在承载力计算前选定足够的截面高度或较小的跨高比,配筋率限制在一定范围内,并采用较小直径的变形钢筋,就能使三者均满足要求
14.影响混凝土构件裂缝宽度的主要因素是什么?如果不满足裂缝宽度限值,减小裂缝宽度有哪些主要措施?答
(1)影响裂缝宽度的主要因素有
①钢筋数量及外形;
②钢筋直径;
③钢筋配筋率;
④混凝土抗拉强度及黏结强度;
⑤混凝土保护层厚度;
⑥混凝土有效受拉面积;
⑦构件的受力形式等⑵减小裂缝宽度措施:
①裂缝宽度与钢筋应力成正比,为了控制裂缝宽度,在普通钢筋混凝土构件中,不宜采用高强钢筋;
②尽可能采用带肋钢筋;
③可采用直径较细的钢筋作为受拉钢筋;
④保护层越厚,钢筋对外边缘混凝土的收缩变形的约束越小,裂缝宽度就越大,故不宜采用过厚的保护层,一般按《混凝土结构设计规范》选用即可第九章预应力混凝土构件
1.为什么要对构件施加预应力预应力混凝土结构的优缺点是什么?答
(1)为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,避免造成的不经济和不能应用于大跨度结构,为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土
(2)预应力混凝土结构的特点是:
①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,节约钢筋,减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点;
②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
2.为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度?答: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
3.什么是张拉控制应力为何不能取得太高,也不能取得太低?答
(1)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5神,表示
(2)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
4.预应力损失有哪些分别是由什么原因产生的如何减少各项预应力的损失值?答
(1)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o-11
②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失02;
③混凝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,3
④预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失04;
⑤混凝土收缩、变的预应力损失25;
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
(2)损失原因
①第一种预应力损失01是当预应力直线钢筋张拉到〃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
②第二种预应力损失02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,焊接外形质量,使钢筋在张拉过程中与孔壁接触产生摩擦阻力而引起的
③第三种预应力损失03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
④第四种预应力损失04是由于钢筋的松弛和徐变所引起的
⑤第五种预应力损失05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
⑥第六种预应力损失06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
(3)减少各项预应力的损失值的措施
①减少b”损失的措施有:选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具,并尽量少用垫板;增加台座长度
②减少,2损失的措施有:对于较长的构件在两端进行张拉,应用时需加以注意;采用超张拉
③减小23损失的措施有: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;在钢模上张拉预应力钢筋
④减小巧4损失的措施有:进行超张拉
⑤减小25损失的措施有: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;提高混凝土的密实性;加强养护
5.预应力损失值为什么要分第一批和第二批损失先张法和后张法各项预应力损失是怎样组合的?答
(1)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》按混凝士预压前和混凝土预压后将预应力损失值分为第一批损失和第二批损失巧〃
(2)先张法构件的预应力损失值的组合如下表所示:预应力损失值的组合先张法构件后张法构件混凝土预压前(第一批)的损失混釐%+〃+勿+%加十土预压后(第二批)的损失郁6注先张法构件由于预应力筋应力松弛引起的损失(fi小在第一批和第二批损失中所占的比例.如需区分,可根据实际情况确定
6.预应力轴心受拉构件,在施工阶段计算预加应力产生的混凝土法向应力bp,时,为什么先张法构件用Ao,而后张法构件用An而在使用阶段时,都采用Ao答
(1)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b“时用Ao;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,故计算丐“时用An2在使用阶段,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Ao计算轴力
7.如采用相同的控制应力
4.“预应力损失值也相同,当加载至混凝土预压应力时,先张法和后张法两种构件中预应力钢筋的应力”是否相同,哪个大?答:对于预应力混凝土轴向受拉构件,如采用相同的控制应力/所,预应力损失值也相同,则当加载至混凝土预压应力bpjO,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bp不相同前者=,,后者bp=4加一+七〃〃,所以后张法构件的较大
8.什么是预应力钢筋的预应力传递长度?为什么要分析预应力的传递长度?答1预应力钢筋的预应力传递长度是指从钢筋应力为零的断面到钢筋应力为外的截面之间的可以传递粘结应力的长度2先张法预应力混凝土构件的预压应力的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,应考虑预应力钢筋在其传递长度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o
9.对受弯构件的纵向受拉钢筋施加预应力后是否能提高正截面受弯承载力,为什么?答1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2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,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.先张法靠预应力筋与混凝土之间的粘结力传递预应力,而后张法主要靠预应力筋端部的锚具传递预应力
11.张拉控制应力是指在张拉预应力钢筋时所应控制的最大应力值
12.预应力钢筋的张拉控制应力限值与钢筋种类、施加预应力的方法和钢筋抗拉强度标准值关
13.请简述预应力钢筋混凝土的基本概念?.答:为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现、充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以设法在结构构件受荷载作用前,通过预加外力,使它受到预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件截面的拉应力不大,甚至处于受压状态,以达到控制受拉混凝土不过早开裂的目的这种混凝土结构称为预应力钢筋混凝土结构
14.什么是张拉控制应力为何先张法的张拉控制应力略高于后张法?答1张拉控制应力是指预应力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的总张拉力除以预应力筋截面面积而得的应力值2因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋,预应力钢筋中建立的拉应力就是控制应力而后张法是在混凝土构件上张拉钢筋,张拉设备千斤顶所示的张拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力,所以先张法的张拉控制应力略高于后张法
15.预应力混凝土构件为什么要进行施工阶段的验算预应力轴心受拉构件在施工阶段的正截面承载力验算、抗裂度验算与预应力混凝土受弯构件相比较,有何区别?答1预应力混凝土构件在施工阶段,由于施加预应力,构件必须满足其承载和抗裂的要求,所以施工阶段需要验算2受拉构件施工阶段的验算,进行荷载作用下的承载力、抗裂度或裂缝宽度计算外,以及对各个特征受力过程的承载力和抗裂度进行验算预应力混凝土受弯构件要进行进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算以及制作、运输、安装等施工阶段的相应验算
16.在建筑结构中,对混凝土施加预应力的常用方法有哪几种?答:对混凝土施加预应力的常用方法主要有先张法和后张法两种
①先张法指首先在台座上或钢模内张拉钢筋,然后浇筑混凝土的一种方法
②后张法指先浇筑混凝土构件,然后直接在构件上张拉预应力钢筋的一种施工方式第十二章多层框架
1.分层法的计算步骤?⑴计算梁柱的线刚度及相对线刚度;2将框架计算简图分层分层后的各柱远端为固定支座,并对除底层柱外的其它各层柱的线刚度乘
0.9折减系数;⑶用弯矩分配法计算各层单元的杆端弯矩;4叠加各层的杆端弯矩,注意梁的弯矩值保持不变,柱的弯矩值为各层单元的柱端弯矩的代数和,叠加后若结点弯矩不平衡,可再进行一次弯矩分配;5按静力平衡条件计算出框架的剪力和轴力,并绘出内力图
2.柱抗侧移刚度的物理意义是什么?答:柱抗侧移刚度指无角位移的两端固定杆件,单位侧移时所产生的剪力
3.框架结构定义及优点、缺点及其适用范围如何?答:框架结构是指由梁柱杆系构件构成,能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系优点:框架结构平面布置灵活,;结构自重较轻缺点:框架结构侧向刚度较小适用范围:仅适用于房屋高度不大、层数不多的结构
4.框架结构的破坏机理是什么?答:竖向荷载作用下,一般情况,梁端抗弯承载力首先达到其极限承载力,出现塑性较区域,跨中弯矩提高,跨中挠曲变形增大,直至破坏水平荷载作用下,框架柱承受水平剪力和柱端弯矩,产生水平侧移,形成框架的整体弯曲变形,水平力也引起楼层剪力,形成框架的整体剪切变形,直至破坏
5.框架结构结构整体布置原则有哪些?答1布置尽可能匀称2结构受力要明确3承重墙宜采用轻质材料4构件类型尺寸的规格尽可能减小
6.分层法计算时为什么要将上层柱的线刚度乘以
0.9进行折减?传递系数为什么要变为
0.3333答:除底层的下端外,其他各层柱端均有转角产生,为了改善由此所引起的误差,在计算时做以下修正:
①除底层以外其他各层柱的线刚度均乘
0.9的折减系数;
②除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/
37.反弯点法计算弯矩时,与框架中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了什么?答:反弯点法计算弯矩时,与框架中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了梁端弯矩不当与相连的柱端弯矩有关,而且还与该梁的线刚度成正比
8.D值法的基本假定是什么?答
(1)水平荷载作用下,框架结构同层各结点转角位移相等;
(2)梁、柱轴向变形均忽略不计
9.柱反弯点高度与哪些因素有关?答:柱反弯点高度与荷载形式、梁柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号有关
10.什么是标准反弯点高比?答:根据标准框架总层数n,计算柱所在层数m,梁、柱线刚度比k,以及水平荷载形式由有关表格查得的反弯点高度与计算柱高度的比值1L梁端弯矩调幅原因是什么?调幅大小有何依据?答:梁弯矩调幅原因是按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出现塑性饺是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋放的少些;因此,在进行框架结构设计时,一般均对梁端弯矩进行调幅调幅大小依据,考虑竖向荷载作用下梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩进行调幅,现浇框架调幅系数为
0.
80.9,装配式框架调幅系数为
0.
70.8,要求梁跨中正弯矩至少应取按简〜〜支梁计算的跨中弯矩的l/2o
12.什么是控制截面?什么是控制内力?框架梁、柱结构构件的控制截面分别有几个?控制内力各有哪些?答:控制截面就是构件中内力最大的截面控制内力就是控制截面上的最不利内力框架梁的控制截面有3个,两端和跨中;框架柱的控制截面有2个,各层柱的上、下两端
11.根据结构功能的不同,如何划分极限状态结构的极限状态分为几类,其含义各是什么?答整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,则止匕状态称为该功能的极限状态所以极限状态就是区分结构可靠与失效的界限状态结构的极限状态根据结构功能的不同可分为以下两类
①承载能力极限状态指结构或构件达到最大承载力或者变形达到不适于继续承载的状态,主要考虑结构的安全性
②正常使用极限状态指结构或结构构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态,主要考虑结构的适用性和耐久性第二章混凝土结构材料的物理力学性能
1.混凝土的立方体抗压强度fcuk.轴心抗压强度标准值fck和抗拉强度标准值ftk是如何确定的为什么fck.低于fcukftk与fcuk有何关系?fck与fcuk有何关系?答1混凝土的立方体抗压强度标准值fcuk的确定以标准方法制作的边长150mm的立方体试块,在标准条件下温度20二3℃,相对湿度不低于90%养护28d,按标准试验方法加载至破坏,测得的具有95%以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值,用fcuk表示,单位为N/mm2o2轴心抗压强度标准值fck的确定是根据150nlmX150mmX300mm的棱柱体标准试件,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轴心抗拉强度标准值ftk的确定可采用轴心抗拉试验试件尺寸100mmX100mm X500nini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确定的4fck低于fcuk的原因由于套箍作用,棱柱体试件的高度越大,试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响越小,所以棱柱体试件的抗压强度都比立方体的强度值小,并且棱柱体试件高宽比越大,强度越小
2.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?答根据约束原理,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置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
3.单向受力状态下,混凝土的强度与哪些因素有关混凝土轴心受压应力-应变曲线有何特点常用的表示应力-应变关系的数学模型有哪几种?答1单向受力状态下,影响混凝土强度的因素有水泥强度等级、水灰比、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、混凝土的龄期,以及试件的大小和形状、试验方法、加载速率等2混凝土轴心受压应力-应变曲线的特点曲线包括上升段和下降段两个部分
①上升段可分为:a.第一阶段,由于应力较小,混凝土的变形主要是骨料和水泥结晶体产生的弹性变形,而水泥胶体的粘性流动以及初始微裂缝变化的影响一般很小,曲线接近为直线;b.第二阶段,裂缝稳定扩展并达到极限应力;c.第三阶段,试件中所积蓄的弹性应变能保持大于裂缝发展所需要的能量从而形成裂缝快速发展的不稳定状态并达到峰值应力
②下降段混凝土到达峰值应力后裂缝继续扩展、贯通,从而使应力-应变关系发生变化在峰值应力以后,裂缝继续发展,内部结构的整体受到破坏,试件的平均应力强度下降,应力-应变曲线向下弯曲,曲线出现拐点,此后,曲线逐渐凸向水平轴方向发展3常用的应力-应变曲线的数学模型有两种美国E.IIognestad建议的模型和德国Rusch建议的模型
4.混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的?答
(1)连接混凝土受压应力-应变曲线的原点至曲线任一点,求出此处割线的斜率,即为混凝土的变形模量
(2)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
5.什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?答
(1)混凝土的疲劳破坏是指在重复荷载作用下的破坏[2)疲劳破坏时应力-应变曲线特点当混凝土试件的加载应力小于混凝土疲劳强度fc,f时,其加载卸载应力-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fc,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,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
6.什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些如何减小徐变?答:L徐变是指结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象
2.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
3.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
4.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
7.混凝土的强度等级是根据什么确定的我国《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有哪些什么样的混凝土强度等级属于高强混凝土范畴?答
(1)混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值fcuk确定的
(2)我国《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)规定的混凝土强度等级有:C
15、C
20、C
25、C
30、C
35、C
40、C
45、C
50、C
55、C
60、C
65、C
70、C75和C80,共14个等级⑶C50Y80属于高强度混凝土范畴
8.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小收缩?答
(1)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
(2)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;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
(3)减少收缩的方法有
①采用低强度水泥;
②控制水泥用量和水灰比;
③采用较坚硬的骨料;
④在混凝土结硬过程中及使用环境下尽量保持高温高湿;
⑤浇筑混凝土时尽量保证混凝土浇捣密实;
⑥增大构件体表比
9.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》中将热轧钢筋按强度分为几级钢筋的应力-应变曲线有哪些数学模型答
(1)软钢的应力-应变曲线有明显的屈服点和流幅,而硬钢则没有
(2)对于软钢,取屈服下限作为钢筋的屈服强度;对于硬钢,取残余应变
0.2%所对应的应力p
0.2作为其条件屈服强度标准值fpyk•
(3)热轧钢筋按强度可分为HPB235级(I级)、HRB335级(II级)、HRB400级(III1I级)和RRB400级(余热处理DII级)四种类型
(4)常用的钢筋应力-应变曲线的数学模型有以下三种:
①描述完全弹塑性的双直线模型;
②描述完全弹塑性加硬化的三折线模型;
③描述弹塑性的双斜线模型
10.国产普通钢筋有哪几个强度等级牌号HRB400钢筋是指什么钢筋,它的抗拉、抗压强度设计值是多少?答(D国产普通钢筋有四个强度等级300MPa、335MPa400MPa、500MPao[2)HRB400为热轧带肋钢筋,屈服强度标准值是400MPa,抗压强度设计值为360N/nini2,抗拉强度设计值为360N/mm2o
11.钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?答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
12.受拉钢筋的基本锚固长度是指什么?答受拉钢筋的基本锚固长度是受力钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压作用而达到设计承受应力所需的最小的理论长度
13.有明显流幅的钢筋以屈服强度作为设计强度依据,没有明显流幅的钢筋以残余应变
0.2%所对应的应力作为设计强度依据
14.混凝土结构对钢筋性能要求主要有强度、塑性、可焊性和与混凝土的粘结力四个
15.试验表明,素混凝土棱柱体构件达到最大应力值时的压应变值一般在
0.0015^
0.002左右
16.在钢筋混凝土轴心受压构件中,混凝土的徐变将使钢筋应力逐渐变大
17.钢筋的塑性性能常用均匀伸长率和冷弯性能两个指标来衡量
18.钢筋与混凝土之间的粘结强度主要表现在摩阻力、胶结力和机械咬合力三个方面
19.光圆钢筋与混凝土粘结作用主要由哪几部分构成(写出三种)?并写出影响钢筋和混凝土粘结强度的因素(至少写四种)答
(1)光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要由三部分组成
①钢筋与混凝土接触面上的胶结力;
②混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力;3钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力[2)影响钢筋和混凝土粘结强度的因素有
①混凝土强度,粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高;
②钢筋的表面状况,如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋;
③保护层厚度和钢筋之间的净距,构造规定,混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距;
④混凝土浇筑时钢筋的位置;对于梁高超过一定高度时,施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣
20.混凝土处在三向受压状态下,其强度和变形有何特点?工程中采用什么措施利用这些特点?答
(1)混凝土在三向受压的情况下,由于受到侧向压力的约束作用,最大主压应力轴的抗压强度1有较大程度的增长,其变化规律随两侧向压应力(2,3)的比值和大小而不同
(2)工程上可以通过设置密排螺旋筋或箍筋来约束混凝土,改善钢筋混凝土构件的受力性能
21.混凝土的强度等级是如何确定的?答混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,混凝土立方体抗压强度标准值feu,k,我国《混凝土结构设计规范》规定,立方体抗压强度标准值系指按上述标准方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度,根据立方体抗压强度标准值划分为C
15、C
20、C
25、C
30、C
35、C
40、C
45、C
50、C
55、C
60、C
65、C
70、C
75、C80十四个等级
22.钢筋混凝土梁内配有几种钢筋各有何作用?答
(1)钢筋混凝土梁内配有纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、架立钢筋等四种钢筋{2)各种钢筋的作用
①纵向受力钢筋用来承受由弯矩在梁内产生的拉力;
②箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力
③弯起钢筋在跨中承受弯矩产生的拉力,且在靠近支座的弯起段用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力;
④架立钢筋能够固定箍筋的正确位置和形成骨架,还可承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力,防止发生裂缝
23.在钢筋混凝土结构中,宜采用哪些钢筋?答钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,应按下列规定采用普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋;
②预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋
24.建筑用钢筋有哪些品种和级别?答
(1)钢材根据含碳量的多少,可分为低碳钢、中碳钢及高碳钢用于混凝土结构的国产钢筋按加工工艺和力学性的不同,分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋和冷轧带肋钢筋
(2)热轧钢筋为低碳钢,普通低合金钢在高温状态下轧制而成根据其力学指标的高低,可分为HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级四个级别第三章受弯构件的正截面承载力
1.什么叫界限破坏”?答
(1)“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状态
2.适筋梁的受弯全过程经历了哪几个阶段各阶段的主要特点是什么?答
(1)适筋梁的受弯全过程经历了三个受力阶段
①混凝土开裂前的未裂阶段;
②混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段;
③钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段
(3)各阶段的主要特点如下:
①第I阶段的特点是:a.混凝土没有开裂;b.受压区混凝土的应力图形是直线c.弯矩与截面曲率基本上是直线关系
②第H阶段是裂缝发生、开展的阶段其受力特点是:a.在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,b.受压区混凝土已有塑性变形;c.弯矩与截面曲率是曲线关系
③第HI阶段的特点是:a.纵向受拉钢筋屈服b.弯矩还略有增加;c.混凝土被压碎,截面破坏;d.弯矩和曲率关系为接近水平的曲线
3.什么叫少筋梁、适筋梁和超筋梁在建筑工程中为什么应避免采用少筋梁和超筋梁?答
(1)适筋梁是指与当纵向受拉钢筋配筋率P满足pminWpWpb时发生适筋破坏形态对应的梁;少筋梁是指与当p^pmin时发生少筋破坏形态对应的梁;超筋梁是指与当pepb时发生超筋破坏形态对应的梁{2)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,属于脆性破坏类型由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度,会造成钢材的浪费,它属于脆性破坏类型
4.单向板中分布钢筋应垂直于板的受力钢筋方向,并在受力钢筋的内侧按要求配置
5.钢筋混凝土适筋梁正截面工作阶段Hla的破坏弯矩比1a屈服弯矩略有提高的原因是在第III阶段整个过程中,钢筋所承受的总拉力大致保持不变,但由于中和轴逐步上移,内力臂略有增加,故nia的破坏弯矩略大于Ha屈服弯矩
6.适筋梁的破坏始于受拉区钢筋的屈服,它的破坏属于延性破坏超筋梁的破坏始于混凝土受压边缘压碎,它的破坏属于脆性破坏
7.混凝土保护层厚度是指从最外层钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离
8.在钢筋混凝土结构中,混凝土保护层的作用有哪些?答在钢筋混凝土结构中,混凝土保护层的作用如下
①防止纵向钢筋锈蚀
②使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结
③为了保证构件在火灾中,构件不会失去支持能力
9.影响钢筋混凝土受弯承载力的主要因素是什么?当截面尺寸一定,改变混凝土或钢筋强度等级时对受弯承载力影响的有效程度怎样?答
(1)影响钢筋混凝土受弯承载力的主要因素有
①剪跨比;
②混凝土强度;
③箍筋配筋率;;
④纵筋配筋率;
⑤斜截面上的骨料咬合力;
⑥截面的尺寸和形状{2)当截面尺寸一定,改变混凝土或钢筋强度等级时,同样截面同样混凝土强度等级的钢筋混凝土梁的极限弯矩肯定要比素混凝土的极限弯矩高
10.受弯构件正截面受弯破坏的三种形态及其破坏特点钢筋混凝土适筋梁正截面受弯破坏的标志是什么?答:
①适筋梁适筋梁的配筋率在正常范围内,其破坏过程可分为三个阶段第一阶段(裂缝出现前阶段)、第二阶段(带裂缝工作阶段)、第三阶段(破坏阶段)
②超筋梁超筋梁梁内纵向受拉钢筋配置过多,在受拉钢筋屈服之前,受压区的混凝土已经被压碎破坏很突然,没有预兆,是脆性破坏
③少筋梁少筋梁梁内纵向受拉钢筋配置过少,当受拉区出现第一条裂缝后,混凝土退出工作,拉力几乎全部由钢筋承担少筋梁破坏时,裂缝宽度和挠度都很大,破坏突然,也是脆性破坏2,钢筋混凝土适筋梁正截面受弯破坏的标志是混凝土梁截面自下而上产生垂直通缝,混凝土受压区已经退出工作,钢筋已经达到屈服强度
11.钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算的基本假定有哪些?答钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算的基本假定为
①截面应变保持平面
②不考虑混凝土的抗拉强度
③纵向受拉钢筋的极限拉应变取为
0.Olo
12.确定等效矩形应力图的原则是什么?答《混凝土结构设计规范》规定,满足以下两个条件:
①两个应力图形的面积应相等;
②两个应力图形的形心位置应相同等效矩形应力图的采用使简化计算成为可能
13.什么是双筋截面在什么情况下才采用双筋截面?答
(1)在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面在受压区配置钢筋,可协助混凝土承受压力,提高截面的受弯承载力;有利于改善构件的抗震性能;
(2)双筋截面一般不经济,但下列情况可以采用:
①弯矩较大,而采用单筋截面将引起超筋;
②同一截面内受变号弯矩作用;
③为了提高构件抗震性能
14.单筋截面、双筋截面、T形截面在受弯承载力方面,哪种更合理为什么?答T形截面优于单筋截面、单筋截面优于双筋截面单筋矩形截面配筋是在受拉区计算配筋,在受压区构造配筋双筋矩形截面应避免这时候应加大截面高度使其成为单筋矩形截面配筋,T形截面要使得中和轴在腹板而不是在翼缘
15.T形截面梁为什么对受压翼缘要规定计算宽度?答T形截面梁受力后,翼缘上的纵向压应力是不均匀分布的,考虑到远离梁肋处的压应力很小,故在设计中把翼缘限制在一定范围内
16.试以简支梁为例,说明素混凝土梁与配筋适量的钢筋混凝土梁受力性能的差异答素混凝土简支梁,是无明显预兆的脆性破坏配筋适量的钢筋混凝土简支梁,出现裂缝后,拉力由钢筋承担,直至钢筋屈服,随后受压区混凝土被压碎,构件即破坏素混凝土简支梁是脆性破坏;钢筋混凝土是延性破坏第四章受弯构件的斜截面承载力
1.梁的斜裂缝是怎样形成的它发生在梁的什么区段内?答
(1)钢筋混凝土梁在其剪力和弯矩共同作用将发生斜裂缝由于截面上同时作用有弯矩M和剪力V,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[2)梁的斜裂缝发生在梁的剪弯区段内
2.斜裂缝有几种类型有何特点?答
(1)斜裂缝主要有两种类型腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝⑵斜裂缝的特点分别是
①腹剪斜裂缝,这种裂缝中间宽两头细,呈枣核形,常见于薄腹梁中;
②弯剪斜裂缝在剪弯区段截面的下边缘,是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,这种裂缝上细下宽,是最常见的
3.试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征答
(1)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
(2)破坏特征
①斜压破坏的特征是,混凝土被分割成若干个短柱而压坏,破坏是突然发生的
②剪压破坏的特征通常是,边缘先出现一些垂直裂缝,后面形成一些斜裂缝,而后又产生一条临界斜裂缝,后迅速延伸,使斜截面丧失承载力
③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,破坏过程急骤,具有很明显的脆性
4.试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型答:简支梁斜截面受剪机理的力学模型主要有三种
①第一种是带拉杆的梳形拱模型,适用于无腹筋梁
②第二种是拱形析架模型,适用于有腹筋梁
③第三种是衢架模型,也适用于有腹筋梁
5.影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些?答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
6.在设计中采用什么措施来防止梁的斜压和斜拉破坏和剪压破坏?答
①为避免发生斜压破坏,控制最小截面尺寸
②为避免发生斜拉破坏,限制最小配箍率;
③为避免剪压破坏,通过抗剪承载力计算控制
7.计算梁斜截面受剪承载力时应取哪些计算截面?答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
8.试述梁斜截面受剪承载力计算的步骤答钢筋混凝土梁的承载力计算包括正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算两方面截面尺寸和纵向钢筋等都已初步选定
1.用斜截面受剪承载力计算公式来检验构件的截面尺寸是否符合要求
2.如不满足,则应重新调整截面尺寸
3.按照公式进行斜截面受剪承载力计算
4.根据计算结果,配置合适的箍筋及弯起钢筋5,箍筋的配筋率应满足最小配筋率的要求,以防止斜拉破坏
6.按箍筋的最小配筋率来设置箍筋
9.什么是正截面受弯承载力图为什么要绘制?答
(1)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此所绘制的图形,称为材料抵抗弯矩图MR⑵目的是为了确定它们的弯起点和截断点
10.为了保证梁斜截面受弯承载力,对纵筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距,有哪些主要的构造要求?答
1.纵筋的弯起点不应大于箍筋的最大间距
2.应采取有效的附加锚固措施来加强纵向钢筋的端部3,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11,梁中正钢筋为什么不能截断只能弯起负钢筋截断时为什么要满足伸出长度和延伸长度的要求?答
(1)因为梁的正弯矩图形的范围比较大,故梁底纵筋不宜截断{2)为了可靠锚固,负钢筋截断时必须满足〃伸出长度”的要求
12.钢筋混凝土梁的腹筋是箍筋和弯起钢筋的总称
13.无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形式,就其受剪承载力而言,对同样的构件,斜压破坏破坏最低,剪压破坏破坏较高,斜拉破坏破坏最高;就其破坏性质而言,均属于脆性破坏
14.纵向钢筋对梁的抗剪的主要作用是限制斜裂缝的伸展以及弯起钢筋承担剪力
15.钢筋混凝土梁随混凝土抗拉强度的增加,其斜截面承载力将增大,并且与混凝土的抗拉强度呈线性关系[中国人民解放军后勤工程学院2015年]【答案】增大;线性
16.提高梁的斜截面受剪承载力最有效的措施是加大截面尺寸hoo
17.什么是腹筋什么是无腹筋梁什么是有腹筋梁?答箍筋、弯起钢筋(或斜筋)统称为腹筋,它们与纵筋、架立钢筋等构成梁的钢筋骨架无腹筋梁是指不配置腹筋或不按计算配置腹筋的梁有腹筋梁是指通过计算配置腹筋的梁
18.在板的设计中经常使用分布筋,试写出分布筋所具有的主要作用答分布筋的作用是
①固定受力钢筋的位置;
②将板上的荷载分散到受力钢筋上;
③防止因混凝土的收缩和温度变化等原因,在垂直于受力钢筋方向产生的裂缝
19.何谓斜拉破坏规范通过什么规定来防止发生斜拉破坏?答
(1)斜拉破坏是指由于受压区混凝土截面急剧减小,在压应力和剪应力「高度集中情况下发生的主拉应力破坏,分为无腹筋梁斜拉破坏和有腹筋梁斜拉破坏两种[2)斜拉破坏的程度最大,为此,规范规定通过满足箍筋的最小配筋率条件及构造要求来防止发生斜拉破坏
20.梁斜面受剪承载力计算的基本假定是什么?答梁斜面受剪承载力计算的基本假定有
①梁发生剪压破坏时,斜截面所承受的剪力设计值由剪压区V与斜裂缝V
②梁剪压破坏时,都达到其屈服强度,但要考虑拉应力可能不均匀;
③不计入咬合力和销栓力对受剪承载力的贡献;
④截面尺寸的影响
21.为什么钢筋混凝土梁一般在跨中产生垂直裂缝而在支座处产生斜裂缝?答:一般梁在荷载作用下,受到弯矩和剪力共同作用,随着荷载的增大,混凝土垂直于主拉应力方向开裂在跨中为纯弯区段,只有法向应力,所以跨中产生垂直裂缝;在靠近支座处弯矩和剪力共同作用,所以近支座处出现斜裂缝第五章受压构件的截面承载力L轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?答短柱与长柱的破坏形态是:
①短柱是随着荷载的增加,柱中开始细裂缝,柱四周出现纵向裂缝,混凝土被压碎,柱子破坏;
②而长柱破坏时,在凹侧出现纵向裂缝,随后混凝土被压碎,凸侧混凝土出现横向裂缝,柱子破坏2•简述偏心受压短柱的破坏形态,偏心受压构件如何分类?答
(1)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
①受拉破坏形态又称大偏心受压破坏,它发生于轴向力N的相对偏心距较大随着荷载的增加,受拉区产生横向裂缝,后出现纵向裂缝而混凝土被压碎,构件破坏,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
②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,构件截面大部分受压破坏时,受压应力较大一侧的混凝土被压碎,这种破坏属于脆性破坏类型其特点是混凝土先被压碎,远侧钢筋可能受拉也可能受压,但都不屈服⑵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
3.长柱的正截面受压破坏与短柱的破坏有何异同什么是偏心受压构件的P-5二阶效应?答1偏心受压长柱的正截面受压破坏有两种形态,分为失稳破坏和材料破坏材料破坏是指截面材料强度耗尽的破坏,短柱破坏都是此类型失稳破坏是指当柱长细比很大时一它不同于短柱所发生的材料破坏2二阶效应是指轴向压力对偏心受压构件的侧移和挠曲产生附加弯矩和附加曲率的荷载效应
4.怎样区分大、小偏心受压破坏的界限?答: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,此时即为大、小偏心受压破坏的界限相应于界限破坏形态的相对受压区高度设为多,则当J4当与时属大偏心受压破坏形态,当4当时属小偏心受压破坏形态
5.矩形截面对称配筋偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分?答:对称配筋矩形截面偏心受压构件界限破坏时的轴力“也无务,当N WN〃时,为大偏心受压;当N时,为小偏心受压
6.配有螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压柱,其截面核心区混凝土处于三向受压应力状态因而能提高柱的受压承载力和变形能力7,混凝土在三向受压状态下,强度增大,变形能力减弱
8.《规范》规定,按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的L5倍,原因是为使间接钢筋外面的混凝土保护层对抵抗脱落有足够的安全
9.为什么钢筋混凝土偏心受压构件要进行垂直于弯距作用平面的承载力校核?答当圆形截面单向偏心受压柱时,沿周边均匀配置纵向钢筋且纵向钢筋数量不少于6根的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件,其正截面受压承载力小偏心受压时,由于柱较扁,可能沿短边弯曲
10.附加偏心距e的物理意义是什么?如何取值?答1附加偏心距e的物理意义在于,考虑由于荷载偏差、施工误差等因素的影响2《混凝土结构设计规范》中规定e,取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大者
11、减小钢筋混凝土偏心受压构件的弯矩是否能提高其抗压承载力为什么?答1减小钢筋混凝土偏心受压构件的弯矩不一定能提高其抗压承载力2根据N_-M,相关曲线可得,当偏心受压构件为小偏心受压构件时,其抗压承载力随着其弯矩的减小而增大,可以提高;当偏心受压构件为大偏心受压构件时,其抗压承载力随着其弯矩的减小而减小,不会提高。