4.2 矩形箍筋约束混凝土
1．约束作用机理
（1）受力破坏过程
小配箍率时（3.0≤t λ）的破坏过程及特征
● 应力接近素混凝土单轴抗压强度前，应力——应变曲线和素混凝土的应
力——应变曲线基本相同。其中c c f 4.0<σ时，应力——应变关系为直线，c c f 4.0≥σ后，应力——应变曲线开始微凸。
● 应力接近单轴抗压强度时（()6101700~1500,-?≈→p c c f εσ），箍筋应
变较小（()610600~400-?≈st ε），约束效果不明显，混凝土抗压强度提高不多。
● 混凝土纵向应力达到峰值（p pc c εεε>=）时，箍筋应力有所增长但仍未
屈服（()6101200~900-?≈st ε）；混凝土应力较单轴抗压强度有所提高（c cc c f f >=σ），但增长不大。
● 混凝土纵向应变在峰值应变前后（()pc c εε11.1~85.0=），试件出现沿纵
筋外缘的竖向裂缝，约束混凝土进入软化段。
● 混凝土应变超过峰值应变后（pc c εε>），随着混凝土纵向压应变的增加，
裂缝不断出现、发展、贯通，混凝土膨胀急剧发展（泊松比增大），箍筋开始屈服，混凝土的应变达到()6104500~3000-?=c ε。此时箍筋的约束效应最大，混凝土尚未达到三轴抗压强度。
● 接近破坏时，保护层混凝土开始剥落，钢筋全部外露。箍筋全部屈服甚
至个别拉断，约束区混凝土的破坏大多为斜剪破坏，由于箍筋未被全部拉断，混凝土存在残余抗压强度。此时混凝土的纵向压应变远远高于素混凝土的极限压应变，达到()6106000~4000-?=c ε。
较高配箍率时（85.0~36.0=t λ）的破坏过程及特征
● 上升段应力——应变曲线的斜率（约束混凝土的弹性模量）可能小于素
混凝土的弹性模量，原因是箍筋较多，保护层混凝土密实度难以保证、且箍筋内外混凝土的整体性不好。
● 混凝土纵向裂缝出现后，混凝土的膨胀加大，箍筋对混凝土的约束效应
出现且很大。
● 约束混凝土的应力——应变曲线没有明显的峰值。
● 混凝土出现第一条纵向裂缝和箍筋开始屈服时的纵向应变值接近小配
箍率混凝土的相应应变，但不同的是，高配箍率混凝土试件均发生在峰值以前。
● 接近破坏时，约束混凝土抗压强度较单轴抗压强度提高1倍以上
（c cc pc c f f 2≈==σσ），约束混凝土峰值应变为素混凝土峰值应变的10倍以上（()610000,30~000,1010?=>p pc εε）。
● 破坏时，混凝土横向膨胀明显。所有钢筋外露、屈服，箍筋接近圆形，
个别箍筋拉断。保护层混凝土全部剥落，核心混凝土出现挤压流动变形，出现局部鼓凸。
（2）矩形箍筋约束机理
①体积配箍率、配箍特征值、约束指标t λ
体积配箍率：
cor
i st i cor i st c st t sA a l sA V V V ∑∑===,,ρ 体积强度比、约束指标、配箍特征值、套箍指标：
c yt t cor c st yt c c st
yt t f f sd f A f V f V f ρλ===4
● 约束指标越大，混凝土抗压强度和峰值应变越大，且增长速度随着约束
指标的提高而增大。
● 3.0≤t λ时，约束混凝土应力——应变曲线没有屈服平台，存在明显峰
值，箍筋在混凝土应力达到峰值后屈服。
● 36.0≥t λ时，约束混凝土应力——应变曲线有屈服平台，没有明显峰值
点，箍筋在混凝土应力达到峰值前屈服。
● 界限约束指标为：
32.0≈t λ
● 矩形箍筋约束混凝土的三轴抗压强度箍筋贡献值（cor c t st A f N αλ=）系
数小于螺旋箍筋的2，说明矩形箍筋的约束效应小于螺旋箍筋的约束效应。
②箍筋间距s
● 箍筋间距较大时（()b s 5.1~1>），箍筋约束作用甚微，仅当箍筋间距满
足b s <时，箍筋才有明显约束作用。
● 对于约束指标t λ相等而间距存在差别（如1倍）时，应力——应变曲线
在上升段（包括峰值应力cc f 和峰值应变pc ε）差别甚小。但下降段有明显区别，箍筋间距越小，下降段越高，混凝土残余强度越高、混凝土延性越好。
③箍筋型式
● 封闭、1350绑扎箍筋和焊接箍筋的约束效应没有明显差异。
● 复合箍筋减小了钢筋的自由长度、提高了横向约束刚度，对核心混凝土
的约束效果更好。
● 在约束指标相等的条件下，复合箍筋约束混凝土的强度与峰值应变较简
单箍筋情况有稍许提高，下降段更为平缓，延性更好。总体情况与简单箍筋差别不大。
2．矩形箍筋约束混凝土理论模型
（1）Sargin 模型(1971)
①假定箍筋屈服；
②根据平衡条件，计算箍筋约束力，并假定约束力沿箍筋内侧均匀作用于核心混凝土周围；
③将约束混凝土简化为半无限空间，将箍筋约束力简化为间距为箍筋间距s 的分布集中力，利用Boussinesq 公式计算核心混凝土内部应力（其中横向约束应力为()2223
2u z fu uu +=πσ）；
④规定核芯面积位置（两箍筋中间）、利用承载力极值条件确定临界核芯面积()2
02u b A c -'=； ⑤计算核芯面积约束应力值；
⑥依据Richart 三轴抗压强度公式，计算约束混凝土抗压强度：
()22314
.16ξξρπ+''''+=y c cc f f f ，2
0s u =ξ ⑦确定全截面混凝土抗压强度。
（2）Sheikh 模型(1982)
①将截面划分为有效约束核芯区和非约束区，箍筋中间截面的有效截面核心区面积最小，截面上核芯区大小ec A 由截面形状角度γ和高度形状角度θ决定；
②有效截面核芯区参数γ和θ由实验确定（参数具体含义及取值待查）； ③核芯区混凝土三轴抗压强度与箍筋体积配箍率、箍筋工作应力等因素有关；
正方形箍筋、纵筋均匀分布约束混凝土的峰值应力为：
s s oc s c cc f B s B nc P B k f f '???
???????? ??-???? ??-+==ρ2222
215.511401 （参数具体含义及取值待查）
④约束混凝土的应力——应变曲线由四段组成。
3．矩形箍筋约束混凝土数值方法(1996)
过镇海模型（罗苓隆，过镇海.箍筋约束混凝土的受力机理及应力-应变全曲线计算,混凝土力学性能性能试验研究,第6集,1996）
①对截面进行约束分区；
②建立箍筋应力与不同分区混凝土约束应力的关系方程；
③建立不同分区混凝土的本构关系；
④利用变形协调方程，计算纵向应变与竖向荷载（平均应力）的数值关系； ⑤建立约束混凝土本构关系。
4．矩形箍筋约束混凝土实验结果
(1)抗压强度
①CEB-FIP MC90模型（1990）
● 约束应力：
c t s n f λαασ2
10= 纵筋根数影响系数n
n 381-=α 箍筋间距影响系数0
21b s s -
=α ● 三轴抗压强度：
当c f 05.00≤σ时，()c cc f f 051σ+=（待查，量刚不对，c f 似乎该在括号内） 当c f 05.00≤σ时，()c cc f f 05.2125.1σ+=（待查，同上）
当考虑荷载的长期效应时，三轴强度折减15％
②过镇海模型（1986）
● 当32.0≤t λ时，()c t cc f f λ5.01+=
● 当32.0>t λ时，()c t cc f f λ9.155.0+=
(2)变形特征值
①峰值应变
● CEB-FIP MC90模型（1990） 32102-?????? ??=c cc cc f f ε ● 过镇海模型（1986）
CEB-FIP MC90模型（1990）
30
105.32.0-?+=c cu f σε
约束应力：c t s n f λαασ2
10= (3)应力——应变曲线
① CEB-FIP MC90模型（1990）
● 上升段——二次抛物线
当cc c εε≤≤0时，???
????????? ??-???? ??=22cc c cc c cc c f εεεεσ ● 下降段——平台
当cu c cc εεε≤≤时，cc c f =σ
● 曲线参数
峰值应力（长期荷载折减15％）：()c cc f f 051σ+=（c f 05.00≤σ）或()c cc f f 05.2125.1σ+=（c f 05.00≤σ）
峰值应变：32
102-?????? ??=c cc cc f f ε 极限应变：30
105.32.0-?+=c cu f σε
② 过镇海模型（1986）
● 变量定义
pc
c x εε=，cc c f y σ= ● 32.0≤t λ（无屈服平台，有明显峰值点，双段曲线描述）
()c t cc f f λ5.01+=
()p t pc ελε5.21+=
上升段：
当10≤≤x 时，()()3,2,,223x x x y c a c a c a -+-+=ααα
下降段：
当1≥x 时，()x x x
y c d +-=2,1α
参数取值：
对于C20~C30混凝土
上升段曲线参数()a t c a αλα8.11,+=,cu a f 01.04.2-=α
下降段曲线参数()
d t c d αλα55.0,75.11-=,905.0132.0785.0-=cu d f α ● 32.0>t λ（有屈服平台，无明显峰值点，单曲线描述）
()c t cc f f λ9.155.0+=
()p t pc ελε252.6+-=
1
.168.051.037.012.0x x x y +-= ●胡海涛模型（清华大学，1990，适合于高强混凝土）
上升段：当10≤≤x 时，()()3,2,,223x x x y c a c a c a -+-+=ααα
下降段：当1≥x 时，()x x x
y c d +-=2,1α
()()t c c a f λα5.31029.077.2,+-=
()452,101036.29.11--??=t
c c
d f λα c t cc f b s f ???
? ??-+=109.11λ p t pc b s ελε???
? ??-+=16.31 ③Mander 约束混凝土模型（1988）
(J.B. Mander, M.J.N. Priestly, R. Park. Theoretical Stress-Strain Model for Confined
Concrete[J]. Journal of Structural Division,
ASCE, V ol.114, No.8, pp.1804~1826,August,1988)
基本参数：
● 应力——应变曲线：
单一曲线描述，
当cu c εε≤≤0时，r cc c x
r xr f +-=1σ 约束混凝土相对应变：cc
c x εε= ● 约束混凝土应力——应变曲线系数：sec E E E r c c -=
素混凝土弹性模量（MPa ）：c c f E 5000= 约束混凝土峰值割线模量：cc cc f E ε=
sec ● 约束混凝土抗压强度：
???
?????-++-=c l c l c cc f f f f f f 294.71254.2254.1（圆形截面） ● 约束混凝土极限应变：
cc hu
yh s cu f f ερε4.1004.0+=
● 约束混凝土峰值应变：?????
????? ??-+=151c cc pc cc f f εε 有效约束应力：
圆形截面径向约束应力l f （Mpa ）：yh s e l f k f ρ2
1= 矩形截面x 方向约束混凝土有效约束应力（Mpa ）：yh x e lx f k f ρ=
矩形截面y 方向约束混凝土有效约束应力（Mpa ）：yh y e lx f k f ρ=（矩形截面） 圆形截面体积配箍率：s
d
dA sh s 42ππρ= 矩形截面x 方向体积配箍率：s
B A sx x '=ρ 矩形截面y 方向体积配箍率：s
D A sy y '=ρ
有效约束系数：cc
e e A A k = 圆形截面有效混凝土核心面积：2
24??? ??'-=s d A e π 矩形截面有效混凝土核心面积：()??? ??''-??? ??''-?????
?'-''=∑=D s B s W D B A n i i e 2121612 ()c cc cc A A ?-=ρ1
符号说明：
cc f ：约束混凝土抗压强度
cc ε：约束混凝土峰值应变
cu ε：约束混凝土极限应变
s ρ：横向钢筋体积配箍率
yh f ：横向钢筋屈服强度
hu ε：横向钢筋极限应变
cc
c x εε=：约束混凝土相对应变 c f ：混凝土单轴抗压强度
pc ε：素混凝土峰值受压应变，一般002.0=pc ε
l f ：约束混凝土侧向压应力Mpa
lx f ：x 方向约束混凝土有效约束应力Mpa
ly f ：y 方向约束混凝土有效约束应力Mpa
e k ：有效约束系数
e A ：有效混凝土核心面积
sx A ：矩形截面平行x 方向横向钢筋总面积
sy A ：矩形截面平行y 方向横向钢筋总面积
B '：矩形截面约束混凝土核心宽度，至约束钢筋中心
D '：矩形截面约束混凝土核心长度，至约束钢筋中心
i W '：约束钢筋净间距
s '：约束钢筋垂直净间距（中心距离s ）
④Sheikh 模型(1982)
基本特征：考虑约束强化效应；采用上升段——三段折线下降段描述 ●上升抛物线段
当10s c εε≤≤时，???
????????? ??-???? ??=2112s c s c cc c f εεεεσ ●平台段
当21s c s εεε≤≤时，cc c f =σ
●下降直线段
当2s c εε≥时，()cc s s s cc c f f 3.015.01285.0,2≥???
?????---=εεεεσ ●残余平台段
cc c f 3.0=σ
⑤Kent-Park 模型（1971）
基本特征：不考虑上升段约束强化效应、考虑下降段约束效应；采用上升段——二段折线下降段描述
●上升抛物线段
当pc c εε≤≤0时，???
????????? ??-???? ??=22pc c pc c
c c f εεεεσ ●下降直线段
当pc c εε≥时，()c pc pc c c f f 2.05.015.0≥???
?????---=εεεεσ 35.0104389.6267.20-????
? ??''+-+=s b f f s c c ρε （率：箍筋内皮间体积配箍：箍筋外皮间宽度；s b ρ''）
●下降平台段
c c f 2.0=σ
⑥Bjerkeli 模型（1985）
基本特征：考虑了混凝土的约束效应；考虑了高强混凝土的特性；应力应变曲线为抛物线上升段——斜直线、平台二折线下降段。(见陈肇元：高强混凝土及其应用。)
聚乙烯（PE）简介
1.1聚乙烯
化学名称：聚乙烯
英文名称：polyethylene，简称PE
结构式：
聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。
1.1.1聚乙烯的性能
1.一般性能
聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。
2.力学性能
PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE 由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。
表1-1 几种PE力学性能数据
3.热性能
PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125～137℃，MDPE的熔点约为126～134℃，LDPE的熔点约为105～115℃。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。
PE的玻璃化温度（T g）随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50℃以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(T b)约为-80～-50℃，随相对分子质量增大脆化温度降低，如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140℃。
PE的热变形温度(T HD)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为38～50℃(0.45MPa，下同)，MDPE约为50～75℃，HDPE约为60～80℃。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82～100℃，MDPE约为105～121℃，HDPE为121℃，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300℃。
PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(15～30)×10-5K-1之间，其制品尺寸随温度改变变化较大。
几种PE的热性能见表1-2。
表1-2几种PE热性能
4.电性能
PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01％（质量分数），电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级（工作温度≤90℃）。
表1-3聚乙烯的电性能
5.化学稳定性
PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。
PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60℃的苯中，HDPE能溶于80～90℃的苯中，超过100℃后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。
PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。
6.卫生性
PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性极低，但为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂，且用量极少，一般树脂不会受到污染。
PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中，因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产
生一种蜡味，影响食用效果。
1.1.2聚乙烯的分类
聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种，是工业上常用的聚乙烯，其他分类法有时把MDPE归类于HDPE 或LLDPE。
按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。
按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。
1.低密度聚乙烯
英文名称： Low density polyethylene，简称LDPE
低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，密度0.910～0.925g/cm3，质轻，柔性，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70℃），但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度较低（55%～65%），熔点105～115℃。
LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺，如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等，成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。
2.高密度聚乙烯
英文名称：High Density Polyethylene，简称HDPE
高密度聚乙烯，又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭，白色颗粒，分子为线型结构，很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约125～137℃，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100～-70℃，密度为0.941～0.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱
的侵蚀。吸水性小，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。
HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。
3.线性低密度聚乙烯
英文名称：Linear Low Density Polyethylene，简称LLDPE
线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种，是乙烯与少量高级α-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度0.918～0.935g/cm3。与LDPE相比，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，且软化温度和熔融温度较高，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。
LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链，LLDPE的 65％～70％用于制作薄膜。
4.中密度聚乙烯
英文名称：Medium density polyethylene，简称MDPE
中密度聚乙烯是在合成过程中用α-烯烃共聚，控制密度而成。MDPE的密度为0.926～0.953g/cm3，结晶度为70％～80％，平均相对分子质量为20万，拉伸强度为8～24MPa，断裂伸长率为50％～60％，熔融温度126～135℃，熔体流动速率为0.1～35g／10min，热变形温度(0.46MPa)49～74℃。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。
MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。
5.超高相对分子质量聚乙烯
英文名称：ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE 超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300～600万，
密度0.936～0.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。
UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能，如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能，广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用，而且，超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pa·s，流动性极差，其熔体流动速率几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，通过对普通加工设备的改造，已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。
6.茂金属聚乙烯
茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其相对分子质量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。
1.1.3聚乙烯的成型加工
PE的熔体粘度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。
①聚乙烯属于结晶性塑料，吸湿小，成型前不需充分干燥，熔体流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。
②PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180℃左右， HDPE在220℃左右，最高成型加工温度一般不超过280℃。
③熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。
④PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。
⑤制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。
⑥收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.5％～5.0％)，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。
⑦软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。
1.1.4聚乙烯的改性
聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差，采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。
1.物理改性
物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。
（1）增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。
①自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE，在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度。
②纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复
合制备的PE／LGF复合材料，当LGF加入量为3O％(质量分数)、长度约为35mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJ／m。
③晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。
④纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作
用。如将表面处理过的纳米SiO
2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO
2
纳米粒子均匀分散于
基材中，与基材形成牢固的界面结合，当填充质量分数为2％时，拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9％。
（2）共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混。
①PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题；LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。
②PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物，当POE的质量分数为3O％时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa。
③PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。
（3）填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等，但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。
无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。
PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义。
2.化学改性
化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。
（1）接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。
（2）共聚改性共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃（如辛烯POE、环烯烃）共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用。
（3）交联改性交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力，由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能，适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联、硅烷接枝交联、紫外光交联。
（4）氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子
取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性。主要用作聚氯乙烯的改性剂，以改善聚氯乙烯抗冲击性能，氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。
氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种。其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业。
（5）等离子体改性处理等离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子。
在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等。
1.1.5聚乙烯的应用
聚乙烯是通用塑料中应用最广泛的品种，薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其他各种注射和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。
1.薄膜
低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的拉伸强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。高密度聚乙烯薄膜的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性稍优于高密度聚乙烯。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。
2.中空制品
高密度聚乙烯强度较高，适宜成型中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。
3.管、板材
挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工，也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低发泡塑料，作台板和建筑材料。
4.纤维
中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。超高相对分子质量聚乙烯纤维（强度可达3～4GPa）,可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。
5.杂品
用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。超高相对分子质量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。
1.1.6聚乙烯的简易识别方法
（1）外观印象白色蜡状，半透明，HDPE透明性更差，用手摸制品有滑腻感；LDPE柔而韧，稍能伸长，HDPE手感较坚硬。
（2）水中沉浮比水轻，浮于水面。
（3）溶解特性一般熔融后可溶于对二甲苯、三氯苯等。
（4）受热表现温度达90～135℃以上变软熔融，315℃以上分解。
（5）燃烧现象易燃，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端蓝色，燃烧时熔融滴落，发出石蜡燃烧时的气味。
第三章 习题 3-1 某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=14×104 N ，楼层高H=5.4m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸及纵筋面积。 3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜，柱高4.0m ，计算高度 l 0=0.7H=2.8m ，配筋为4Φ16（As ′=804㎜2 ）。C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。试问柱截面是否安全？ 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500㎜，柱高5.0m ，计算高度l 0=0.7H=3.5m ，配HRB400 钢筋10Φ16（As ′=2010㎜2 ），C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12㎜，螺距为s=50㎜。试确定此柱的承载力。 3-4 编写轴心受拉与轴心受压构件截面承载力计算程序。 第四章 习题 4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜，混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，弯矩设计值M=125KN ·m 。试计算受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。 4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=200㎜×500㎜，弯矩设计值M=120 KN ·m ，混凝土强度等级C25。试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As ：（1）当选用HPB235钢筋时；（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN ·m 时。最后，对三种结果进行对比分析。 解:①当HRB235钢筋按一排布置: h 0=h-35=500-35=465mm. 查表可知:对于混凝土强度等级C25可得f c =11.9N/mm.f y =210N/mm. ξb =0.614, α1=1.0. 对于αs =20c M f bh 1α=6 2 1.01.0?10?11.9?200?465 =0.2332. ξ =1- 1-0.614.b <ξ= A s =c 0y f bh f 1αξ? =1.011.9 210 ??0.2695?200?465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2％?200?500=200mm 2 选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋. ②当HRB335钢筋时, 选假定受力钢筋按一排布置 h 0=h-35=500-35=465mm. 查表可知:对于HRB335钢筋.f y =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0. 对于 αs=20c M f bh 1α=6 2 1.01.0?10?11.9?200?465=0.233 2. ξ =1-b <ξ=0.550. A s =c 0y f bh f 1αε? =0.2695 1.011.9 300 ??200?465?=994.18mm 2
绪论 0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？ 答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。 习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？ 答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。 第一章 1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？ 答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。 1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？ 答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。
《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一．选择题（1分×10=10分） 1．混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（ B ）。 A ．150×150×150； B ．150×150×300； C ．200×200×400； D ．150×150×400； 2．受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（ A ）。 A ．斜压破坏； B ．斜拉破坏； C ．剪压破坏； D ．弯曲破坏； 3．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。 A ．C20； B ．C30； C ．C35； D ．C40； 4．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。 A ．21l l σσ+； B ．321l l l σσσ++； C ．4321l l l l σσσσ+++； D ．54321l l l l l σσσσσ++++； 5．普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为（ C ）。 A ．一级； B ．二级； C ．三级； D ．四级； 6．c c c E εσ= ' 指的是混凝土的（ B ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量； D ．原点切线模量； 7．下列哪种方法可以减少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 （ C ）。 A ．两次升温法； B ．采用超张拉； C ．增加台座长度；
D ．采用两端张拉； 8．混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计，室内正常环境属于环境类别的（ A ）。 A ．一类； B ．二类； C ．三类； D ．四类； 9．下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（ B ）。 A ．永久荷载； B ．温度荷载； C ．可变荷载； D ．偶然荷载； 10．《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中，要求相对受压区高度ξ应满足的条件。（ B ）。 A ．0.1≤ξ≤0.25； B ．0.1≤ξ≤0.35； C ．0.1≤ξ≤0.45； D ．0.1≤ξ≤0.55； 二．判断题（1分×10=10分） 1．混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。（ F ） 2．荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。（ T ） 3．材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。（ F ） 4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ F ） 5．箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。（ T ） 6．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ F ） 7．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ T ） 8．纵向受拉钢筋配筋率增加，截面延性系数增大。（ F ） 9．大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。（ F ） 10．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ T ） 三．简答题（5分×8=40分） 1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？ 2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？ 3． 如何保证受弯构件斜截面承载力？ 4． 请简述预应力钢筋混凝土的基本概念？ 5． 什么是结构构件截面延性？影响截面延性的主要因素是什么？ 6． 裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理? 7． 什么是结构可靠度？
混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好) 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作： （1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。 （2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 （3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用 结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土 立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据） 1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。（f ck=0.67 f cu,k） 轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。 复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。 双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样； 一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低） 受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力） 体积变形（温度和干湿变化引起的）：收缩和徐变等。 混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型 1、美国E.Hognestad建议的模型 2、德国Rusch建议的模型 混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量 弹性模量 变形模量 切线模量 3、（1）徐变：混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象。 混凝土产生徐变的原因： 1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 线性徐变：当应力较小时，徐变变形与应力成正比；非线性徐变：当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变比应力增长更快。影响因素：应力越大，徐变越大；初始加载时混凝土的龄期愈小，徐变愈大；混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大，徐变大；骨料愈坚硬、弹性模量高，徐变小；温度愈高、湿度愈低，徐变愈大；尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。养护和使用条件 对结构的影响：受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多；长细比较大的偏心受压构件，侧向挠度增大，承载力下降；由于徐变产生预应力损失。（不利）截面应力重分布或结构内力重分布，使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。（有利） （2）收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，在水中体积膨胀。 影响因素：1、水泥的品种：水泥强度等级越高，则混凝土的收缩量越大； 2、水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大； 3、骨料的性质：骨料的弹性模量大，则收缩小； 4、养护条件：在结硬过程中，周围的温、湿度越大，收缩越小； 5、混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小； 6、使用环境：使用环境的温度、湿度大时，收缩小； 7、构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。 对结构的影响：会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失等。 措施：加强养护，减少水灰比，减少水泥用量，采用弹性模量大的骨料，加强振捣等。 混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。（200万次及其以上） 二、钢筋 光圆钢筋：HPB235 表面形状 带肋钢筋：HRB335、HRB400、RRB400 有明显屈服点的钢筋：四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段），屈服强度力学性能是主要的强度指标。 （软钢）
混凝土结构原理与设计，随堂练习 1.(单选题) 衡量钢筋塑性性能的指标有（） A．冷拉、冷拔和冷弯 B．屈服强度和伸长率 C．屈服强度和极限抗拉强度 D．伸长率和冷弯 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 2.(单选题) 应力-应变曲线有明显流幅的钢筋，其屈服强度标准值取（） A．比例极限 B．屈服下限 C．屈服上限 D．极限抗拉强度 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 3.(单选题) 对钢筋进行冷加工可以改变钢筋的性能，下列叙述中不正确的是（） A．冷拉可以提高钢筋的抗拉强度 B．冷拔可以提高钢筋的抗压强度 C．冷拔不可以提高钢筋的抗拉强度 D．冷拉和冷拔均会使钢筋的塑性降低 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 4.(单选题) 《混凝土结构设计规范》将混凝土的强度等级划分为C15~C80,其划分依据为（）A．混凝土轴心抗压强度 B．混凝土立方体抗压强度 C．混凝土轴心抗拉强度 D．混凝土劈裂抗拉强度 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 5.(单选题) 混凝土若处于三向应力作用下，当（） A．横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度 B．横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度 C．三向受压会降低抗压强度 D．三向受压能提高抗压强度 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析：
6.(单选题) 混凝土双向受力时，何种情况下强度降低（） A．两向受压 B．双向受拉 C．一拉一压 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：C 问题解析： 7.(单选题) 混凝土有收缩和膨胀性能，下列说法不正确的是（） A．混凝土在空气中结硬时，体积会收缩 B．混凝土在水中结硬时，体积会膨胀 C．一般情况下，收缩较膨胀值大得多，所以要加强早期养护 D．水泥用量越多，水灰比越大，则收缩量越小 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：D 问题解析： 8.(单选题) 下列哪种情况，混凝土的徐变越小（） A．混凝土的龄期越长 B．水泥用量越多 C．水灰比越大 D．混凝土的应力越大 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 9.(单选题) 对于混凝土的徐变和收缩，何论述是正确的？（） A．混凝土在不变应力作用下随时间的延续沿应力作用方向而增长的应变，称为混凝土的徐变 B．混凝土在不变应力作用下随时间的延续沿应力作用方向而减小的应变，称为混凝土的收缩 C．混凝土在空气中结硬时，由于蒸发而失去水分，其体积缩小，称为混凝土的徐变D．混凝土的徐变和收缩对钢筋混凝土结构只产生不利影响 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：A 问题解析： 10.(单选题) 混凝土徐变及其持续应力大小的关系是（） A．当应力较大时，应力与徐变成线性关系，为非线性徐变 B．当应力较大时，应力与徐变不成正比，为非线性徐变 C．不论应力值多大，徐变均与应力成线性关系，且徐变收敛 D．当应力较大时，应力与徐变不成正比，为线性徐变 答题： A. B. C. D. （已提交） 参考答案：B 问题解析： 11.(单选题) 混凝土的收缩一般多久后趋于稳定（） A．一年 B．半年
学习必备 欢迎下载 名词解释: 1结构的极限状态: 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 2结构的可靠度: 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。包括结构的安全性，适用性和耐久性。 3混凝土的徐变: 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。 4混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。 5 剪跨比 m : 是一个无量纲常数，用 0Vh M m = 来表示，此处M 和V 分别为剪压 区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 0为截面有效高度。 6抵抗弯矩图: 抵抗弯矩图又称材料图，就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示个正截面所具有的抗弯承载力。 7弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图。 9预应力度 λ： 《公路桥规》将预应力度 定义为由预加应力大小确定的消压弯矩0M 与外荷载产生的弯矩s M 的比值。 10消压弯矩：由外荷载产生，使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。 11钢筋的锚固长度：受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混凝土所需的长度。 12超筋梁：是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。破坏始自混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度,在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。 13纵向弯曲系数：对于钢筋混凝土轴心受压构件，把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。 14直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力。 15间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因。 16混凝土局部承压强度提高系数：混凝土局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比。 17换算截面：是指将物理性能与混凝土明显不同的钢筋按力学等效的原则通过弹性模量比值的折换，将钢筋换算为同一混凝土材料而得到的截面。 18正常裂缝：在正常使用荷载作用下产生的的裂缝，不影响结构的外观和耐久性能。 19混凝土轴心抗压强度：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方 法测得的抗压强度值，用符号 c f 表示。 20混凝土立方体抗压强度：以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测 得的抗压强度值，用符号cu f 表示。 21混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度。 22混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈 裂抗拉强度ts f 按下式计算：20.637 ts F F f A ==πA 23张拉控制应力：张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con 除以预应力筋面积Ap 得到的钢筋应力值。 24后张法预应力混凝土构件：在混凝土硬结后通过建立预加应力的构件。 预应力筋的传递长度：预应力筋回缩量与初始预应力的函数。 25配筋率：筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土有效截面面积的比值。 26斜拉破坏： m ＞3 时发生。斜裂缝一出现就很快发展到梁顶，将梁劈拉成两半，最后由于混凝土拉裂而破坏 27剪压破坏：1≤m≤3时发生。斜裂缝出现以后荷载仍可有一定的增长，最后，斜裂缝上端集中荷载附近混凝土压碎而产生的破坏。 28斜压破坏： m ＜1时发生。在集中荷载与支座之间的梁腹混凝土犹如一斜向的受压短柱，由于梁腹混凝土压碎而产生的破坏。 29适筋梁破坏：当纵向配筋率适中时，纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎，梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的，破坏过程较长，有一定的延性，称之为适筋破坏 30混凝土构件的局部受压：混凝土构件表面仅有部分面积承受压力的受力状态。 31束界：按照最小外荷载和最不利荷载绘制的两条ep 的限值线E1和E2即为预应力筋的束界。 32预应力损失：钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。 33相对界限受压区高度：当钢筋混凝土梁界限破坏时，受拉区钢筋达到屈服强度开始屈服时，压区混凝土同时达到极限压应变而破坏，此时受压区混凝土高度1b=2b*h0,2b 即称为 相对界限受压区高度。 34控制截面：在等截面构件中是指计算弯矩（荷载效应）最大的截面；在变截面构件中则是指截面尺寸相对较小，而计算弯矩相对较大的截面。 35最大配筋率 m ax ρ：当配筋率增大到使钢筋 屈服弯矩约等于梁破坏时的弯矩时，受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎几乎同时发生，这种破坏称为平衡破坏或界限破坏，相应的配 筋率称为最大配筋率。 36最小配筋率 min ρ：当配筋率减少，混凝 土的开裂弯矩等于拉区钢筋屈服时的弯矩时，裂缝一旦出现，应力立即达到屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率。 37钢筋松弛：钢筋在一定应力值下，在长度保持不变的条件下，应力值随时间增长而逐渐降低。反应钢筋在高应力长期作用下具有随时间增长产生塑性变形的性质。 38预应力混凝土：就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 39预应力混凝土结构：由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构。 40T 梁翼缘的有效宽度：为便于计算，根据等效受力原则，把与梁肋共同工作的翼缘宽度限制在一定范围内，称为翼缘的有效宽度。 41混凝土的收缩：混凝土凝结和硬化过程中体积随时间推移而减小的现象。（不受力情况下的自由变形） 42单向板：长边与短边的比值大于或等于2的板，荷载主要沿单向传递。 42双向板：当板为四边支承，但其长边2l 与 短边1l 的比值2/12 ≤l l 时，称双向 板。板沿两个方向传递弯矩，受力钢筋应沿两个方向布置。 43轴向力偏心距增大系数：考虑再弯矩作用平面内挠度影响的系数称为轴心力偏心距增大系数。 44抗弯效率指标： u b K K h ρ+= ， u K 为上核心距，b K 为下核心距， h 为梁得全截面高度。 45第一类T 型截面：受压高度在翼缘板厚度内，x ＜ /f h 的T 型截面。 46持久状况：桥涵建成以后，承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。 47截面的有效高度：受拉钢筋的重心到受压边缘的距离即h 0=h －a s 。h 为截面的高度，a s 为纵向受拉钢筋全部截面的重心到受拉边缘的距离。 48材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。 49全预应力混凝土：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不容许出现拉应力的预应力混凝土结构，即λ≥1。 50混凝土结构的耐久性：是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持安全、使用功能 和外观要求的能力。 51预拱度：钢筋混凝土产生受弯构件考虑消除结构自重引起的变形，预先设置的反拱。
《混凝土结构基本原理》练习题 一、单选题 1．与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁承载能力（C ）。 A.相同B、有所降低 C.提高很多 D.提高很少 2．与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力（C）。 Ａ.相同 B.有所降低 C.提高不多 D.提高很多 3．就混凝土的徐变而言，下列几种叙述中（ D ）不正确。 A.徐变是在荷载长期作用下，混凝土的变形随时间的延长而增长的现象。 B.持续应力的大小对徐变有重要影响。 C.徐变对结构的影响，多数情况下是不利的。 D.水灰比和水泥用量越大，徐变越小。 4．线性徐变是指（C ）。 A.徐变与荷载持续时间为线性关系 B.徐变系数与初应力为线性关系 C.徐变与初应力为线性关系 D.瞬时变形与初应力为线性关系 5．对于无明显屈服点的钢筋，其强度取值的依据是（ D ）。 A.最大应变对应的应力 B.极限抗拉强度 C.0.9极限强度 D.条件屈服强度 6．钢筋的混凝土保护层厚度是指：(A) A.纵向受力钢筋外表面到构件外表面的最小距离 B.纵向受力钢筋形心到构件外表面的距离 C.箍筋外表面到构件外表面的最小距离 D.纵向受力钢筋的合力点到构件外表面的最小距离 7．超筋梁正截面受弯承载力与（A）。 A.混凝土强度有关 B.配筋强度f y A s有关 C.混凝土强度和配筋强度都有关 D.混凝土强度和配筋强度都无关 8．受弯构件正截面弯曲破坏形态的决定性因素是（C）。 A.荷载大小 B.混凝土强度等级 C.计算受压区高度 D.箍筋用量 9．钢筋混凝土单筋矩形截面适筋梁，若截面尺寸给定，混凝土及钢筋强度给定，则配筋率ρ越大（A ）。 A.破坏时受压区高度越大 B.破坏时的变形越大 Ｃ.破坏时受压区边缘的压应变越大 D.破坏时受拉钢筋的应变越大 10．提高梁的配箍率可以（D ）。 A.显著提高斜裂缝开裂荷载 B.防止斜压破坏的出现 C.使斜压破坏转化为剪压破坏 D.在一定范围内可以提高抗剪承载力 11．双筋矩形截面受弯构件设计时，当受压区x<2a s’时，表明（B ）。 A.受拉钢筋不屈服 B.受压钢筋不屈服 C.受拉、受压钢筋均不屈服 D.应加大截面尺寸 12．钢筋与混凝土之间的粘结强度（D）。 A.随外荷载增大而增大 B.随钢筋强度增加而增大 C.随钢筋埋入混凝土中的长度增加而增大 D.随混凝土强度等级提高而增大 13．限制箍筋最大间距的目的主要是（B ）。 A.控制箍筋的配筋率 B.保证箍筋和斜裂缝相交 C.防止出现斜压破坏 D.保证箍筋的直径不致太大 14．提高受弯构件抗弯刚度最有效的措施是（ C ）。 A.增加受拉钢筋截面面积 B.采用高强钢筋 C.增大构件截面有效高度 D.采用高强度等级混凝土
第一章绪论 问答题 1．什么是混凝土结构？ 2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。 3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？ 4．混凝土结构有什么优缺点？ 5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？ 6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段。 7．简述性能设计的主要步骤。 8．简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。 第一章绪论 问答题参考答案 1．什么是混凝土结构？ 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．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。 答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。 钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。 素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。 3．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。
第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ ） 6．C20表示f cu =20N/mm 。（ ） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ ） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ ） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ ） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 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．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ） 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（ ） 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（ ） 4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（ ） 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（ ） 第3章 轴心受力构件承载力判断题答案 1． 错；对；对；错；错；错； 第4章 受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。（ ） 2．对于' f h x 的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的
1，混凝土结构是以混凝土材料为主要承重骨架的土木工程构筑物。混凝土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，和其他形式的加劲混凝土结构。 2/混凝土和钢筋共同工作的条件是：(1)钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，使两者结合为整体。(2)钢筋与混凝土两者之间线胀系数几乎相同， 3、钢筋混凝土结构其主要优点：(1)材料利用合理(2)耐久性好(3)耐火性好(4)可模性好(5)整体性好(6)易于就地取材 4..混凝土按化学成分分为碳素钢和普通低合金钢。 5 按生产工艺和性能不同分为：热轧钢筋，中强度预应力钢筋，消除应力钢筋，钢绞线，和预应力螺纹钢筋。 6冷加工钢筋是将某些热轧光面钢筋经冷却冷拔或冷轧冷扭进行再加工而形成的直径较细的光面或变形钢筋。有冷拉钢筋，冷拔钢筋，冷轧带肋钢筋，和冷轧扭钢筋。热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB300、热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、余热处理钢筋RRB400 9．钢筋的冷弯性能：检验钢筋韧性，内部质量和加工可适性的有效方法，是将直径d的钢筋绕直径为D的弯芯进行弯折，在到达冷弯角度时，钢筋不发生裂纹，断裂、起层现象。 10．钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复周期性的动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏变成脆性破坏的现象。 钢筋的疲劳强度是在某一规定的应力幅内，经受一定次数循环荷载后发生疲劳破坏的最大应力值。 混凝土结构对钢筋性能的要求 (1)钢筋的强度(2)钢筋的塑性(3)钢筋的可焊性(4)钢筋与混凝土的粘结力混凝土是用水泥，水，砂，石料以及外加剂等原材料经搅拌后入模浇筑，经养护硬化形成的人工石材。 水泥凝胶体是混凝土产生塑性变形的根源，并起着调节和扩散混凝土应力的作用。 11．a.混凝土的强度等级：混凝土的立方体抗压强度(简称立方体强度)是衡量混凝土强度的基本指标，用Fcu表示。我国规范采用立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级的标准，规定按标准方法制作、养护的边长为150 mm的立方体试件，在28 d或规定龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度值(以N／mm2计) 混凝土结构强度等级不应低于C20，采用400MP不小于C25，承受重复荷载的不应低于C30，预应力不宜低于C40，且不应低于C30 混凝土立方体抗压强度不仅与养护是的温度湿度和龄期有关，还与立方体试件的尺寸和试验方法密切相关。 混凝土的变形分两类：混凝土的受力变形，包括一次短期间加荷的变形，荷载长期作用下的变形，多次重复荷载下的变形。2是混凝土由于收缩或由于温度变化产生的变形。 混凝土强度越高延性越低。 螺旋筋能很好地提高混凝土的强度和延性；密排箍筋能较好地提高混凝土延性，但提高强度不明显。 横向应变与纵向应变的比值称为横向变形系数Vc 可取0.2 混凝土的变形模量：弹性模量Ec ，切线模量Ec〞;割线模量Ecˊ 总变形ε包含弹性变形和塑性变形。V是混凝土受压时的弹性系数，为混凝土弹性变形与总应变的比值。 16．疲劳破坏：混凝土在荷载重复作用下引起的破坏。疲劳强度FcF是混凝土能承受多次重复作用而不发生疲劳破坏的最大应力限值。17．混凝土的徐变：混凝土在荷载的长期持续作用下，混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象。 徐变值与应力的大小成正比，称为线性徐变。临界是0.5；0.5到0.8，徐变的增长比应力快，称为非线性徐变。 混凝土的收缩水一种随时间增长而增长的变形。 18．徐变有利影响：有利于结构或构件的内力重分布，减少应力集中现象及减少温度应力等；在某种情况下，徐变有利于防止结构物裂缝形成。20．影响混凝土徐变的因素很多，总的来说可分为三类： (1)内在因素内在因素主要是指混凝土的组成与配合比。水泥用量大，水泥胶体多，水胶比越高，徐变越大。要减小徐就应尽量减少水泥用量，减少水胶比，增加骨料所占体积及刚度。 (2)环境影响环境影响主要是指混凝土的养护条件以及使用条件温度和湿度影响。养护的温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变 就越小，采用蒸汽养护可使徐变减少20%--35%；试件受荷后，环境温度越低、湿度越大，以及体表比(构件体积与表面积的比 值)越大，徐变就越小。 (3)应力条件应力条件的影响包括加荷时施加的初应力水平和混凝土的龄期两个方面。在同样的应力水平下，加荷龄期越早，混凝土硬化越不 充分，徐变就越大；在同样的加荷龄期条件下，施加的初应力水平越大徐变越大。 21．徐变值与应力的大小成正比，这种徐变称为线性徐变。徐变的增长较应力增长快，这种徐变称为非线性徐变； 23．混凝土的收缩是一种随时间增长而增长的变形。 24．钢筋和混凝土之间的粘结力由三部分组成：（1）化学胶结力(2)摩阻力(3)机械咬合力 25. 影响钢筋与混凝土粘结强度的因素主要有： (1)钢筋表面形状试验表明，变形钢筋的粘结力比光面钢筋高出2～3倍，因此变形钢筋所需的锚固长度比光面钢筋要短，而光面钢筋的锚固端头则需要作弯钩以提高粘结强度。 (2)混凝土强度变形钢筋和光面钢筋的粘结强度均随混凝土强度的提高而提高，但不与立方体抗压强度fcu成正比。粘结强度与混凝土的抗拉强度Ft大致成正比例关系。
《混凝土结构基本原理》模拟题（补） 一、单项选择题 1．当某剪力墙连梁刚度较小，墙肢刚度较大时(相当于α<10 的情况)，说明该剪力墙为（C ） A.整体墙 B. 小开口剪力墙 C. 联肢墙 D. 壁式框架 2．在确定高层建筑防震缝最小宽度时，下列说法不正确的是（D ） A.设防烈度越高，最小缝宽取值越大 B. 结构抗侧移刚度越小，最小缝宽取值越大 C. 相邻结构单元中较低单元屋面高度越高，最小缝宽取值越大 D. 相邻结构单元中较高单元屋面高度越高，最小缝宽取值越大 3．有4 个单质点弹性体系，其质量与刚度分别为mA =120t,K A =6 ×103 kN/m; mB =180t, KB =9 ×103kN/m. mC =240t, KC=12 ×103 kN/m；mD =300t, K D =15×103 kN/m 若它们的自振周期分别为TA 、TB 、TC 、TD ，则自振周期之间的关系是（D ） A. TA>TB>TC>TD B. TA 一、概念选择题（均为单选题，答案请填写在答题卡上，每小题1分，总共40 分） 1 ．如果混凝土的强度等级为C50，则以下说法正确的是：（ C） A．抗压强度设计值 f c=50MPa；B．抗压强度标准值f ck=50MPa； C．立方体抗压强度标准值 f cu，k=50MPa；D．抗拉强度标准值 f tk =50MPa。 2．混凝土强度等级是根据150 mm× 150 mm× 150 mm 的立方体抗压试验，按：( B ) A．平均值μf cu确定；B．μf cu－1.645σ 确定；C．μf cu － 2σ确定； D ．μf cu－σ确定。 3．减少混凝土徐变可采用的措施有：（B） A．增加水泥用量； B 蒸汽养护混凝土； C 提早混凝土的加荷龄期； D 增加水用量。 4 ．以下关于混凝土收缩，正确的说法是：（A） （1）收缩随时间而增长（2）水泥用量愈小，水灰比愈大，收缩愈大 （3）骨料弹性模量大级配好，收缩愈小（4）环境湿度愈小，收缩也愈小 （5）混凝土收缩会导致应力重分布 A．（ 1）、（3）、（ 5）；B ．（1）、（ 4）；C．（1）～（ 5）； D ．（ 1）、 （ 5）。 5.高碳钢筋采用条件屈服强度，以σ 0.2表示，即：（ D） A．取极限强度的20 %； B ．取应变为 0.002时的应力； C．取应变为0.2时的应力；D．取残余应变为 0.002时的应力。 6．检验软钢性能的指标有：（ A） （1）屈服强度（2）抗拉强度（3）伸长率（4）冷弯性能 A．（1）～（ 4）；B．（1）～（3）；C．（2）～（3）；D．（ 2）～（ 4）。 7．对于热轧钢筋( 如HRB335)，其强度标准值取值的依据是： （ B ） A．弹性极限强度；B．屈服极限强度；C．极限抗拉 强度；D．断裂强度。 8．钢筋与混凝土这两种性质不同的材料能有效共同工作的主要原 因是：（ D） A．混凝土能够承受压力，钢筋能够承受拉力； B．两者温度线膨系数接近； 混凝土结构基本原理题库 选择题： 1、混凝土若处于三向压应力作用下，当（B） A.三向受压会降低抗压强度 B.三向受压能提高抗压强度 C.横向受拉，纵向受压，可提供抗压强度 D.横向受压，纵向受拉，可提供抗压强度 2、混凝土的弹性模量是指（A） A.原点弹性模量 B.变形模量 C.割线模量 D.切线模量 3、混凝土强度等级由150mm立方体抗压试验，按测定值的（B）确定 A.平均值 B.平均值减去2倍标准差 C.平均值减去1.645倍标准差 D.平均值减去一倍标准差 4、规范规定的受拉钢筋锚固长度l a（C） A.随混凝土强度等级的提高而增大 B.随钢筋等级提高而降低 C.随混凝土强度等级提高而降低，随钢筋等级提高而增大 D.随混凝土及钢筋等级提高而减小 5、属于有明显屈服点的钢筋是（A） A. 冷拉钢筋 B. 钢丝 C. 热处理钢筋 D. 钢绞线 6、钢筋的屈服强度是指（D） A．屈服上限 B.弹性极限 C.比例极限 D.屈服下限 7、规范确定f cu,k所用试块的边长是（A） A. 150mm B. 200mm C. 100mm D. 250mm 8、混凝土强度等级是由（A）确定的 A.f cu,k B. f ck C. f cu D.f tk 9、边长为100mm的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数（C） A. 1.05 B. 1.0 C. 0.95 D. 0.90 10、以下说法，正确的是（A） A.C25表示混凝土的立方体抗压强度标准值是25N/mm2 B.C25表示混凝土的棱柱体抗压强度标准值是25N/mm2 C.C25表示混凝土的轴心抗压强度标准值是25N/mm2 D.混凝土的棱柱体抗压强度比立方体抗压强度高 11、混凝土的侧向约束压应力提高了混凝土的（D） A.抗压强度 B.延性 C.抗拉强度 D.抗压强度和延性 12、减小混凝土徐变的措施是（D） A.加大骨料用量，提高养护时的温度，降低养护时的湿度 B.加大水泥用量，提高养护时的温度和湿度 C.延迟加载龄期，降低养护时的温度和湿度 D.减小水泥用量，提高养护时的温度和湿度 13、截面上同时存在正应力和剪应力时（） A.剪应力降低了混凝土抗拉强度，但提高了抗压强度 B.不太高的压应力可以提高混凝土的抗剪强度 C.剪应力提高了混凝土的抗拉强度和抗压强度 D.不太高的拉应力可以提高混凝土的抗剪强度 14、下面有关测定混凝土立方体抗压强度的说法，正确的是（C） A. 试件截面尺寸越小，测得的数值越小 B. 加荷速度越快，测得的数值越小 C. 加荷表面涂润滑剂时，测得的数值小 D. 测得的混凝土立方体抗压强度与试件截面尺寸无关 15、减小混凝土徐变，可采用的措施是（A） A.蒸汽养护混凝土 B.增加水用量 C.提早混凝土的加载龄期 D.增加水泥用量 16、地面上放置的一块钢筋混凝土板，养护过程中发现其表面出现细微裂缝，原因是（B） A. 混凝土徐变变形的结果 B. 混凝土收缩变形的结果 C. 混凝土收缩和徐变变形的共同作用结果 D. 混凝土与钢筋之间由于热胀冷缩差异变形的结果 17、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求不包括（C） A. 强度 B. 塑性 C.冲击韧性 D.与混凝土的粘结力 第3次作业 一、单项选择题（本大题共40分，共 10 小题，每小题 4 分） 1. 我国规范规定，钢筋混凝土结构室内一般构件的最大裂缝宽度允许值为：（）。 A. 0.1mm B. 0.2mm C. 0.3mm D. 0.5mm 2. 下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（）。 A. 永久荷载； B. 温度荷载； C. 可变荷载； D. 偶然荷载； 3. 《规范》规定验算的受弯构件裂缝宽度是指()。 A. 纵筋表面的裂缝宽度 B. 纵筋水平处构件侧表面的裂缝宽度 C. 构件底面的裂缝宽度 D. 钢筋合力作用点的裂缝宽度 4. 以下从N-M承载力试验相关曲线得出的说法正确的是()。 A. 大偏心受压破坏时，构件的受弯承载力随构件作用压力的提高而降低。 B. 小偏心受压破坏时，构件的受弯承载力随构件作用压力的提高而提高。 C. 大偏心受压破坏时，构件的受弯承载力随构件作用压力的提高而提高。 D. 小偏心受压破坏时，构件的受压承载力随构件作用弯矩的提高而提高。 5. 钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩（） A. 等于按弹性材料计算的开裂扭矩 B. 等于按理想塑性材料计算的开裂扭矩 C. 介于之间 D. 低于 6. 对无腹筋梁的三种破坏形式，以下说法正确的是（） A. 只有斜压破坏属于脆性破坏 B. 只有斜拉破坏属于脆性破坏 C. 只有剪压破坏属于脆性破坏 D. 三种破坏都属于脆性破坏 7. 钢材抗拉设计强度的取值依据对有明显流幅和没有明显流幅的钢材分别为：（）。 A. 前者为屈服应力，后者为条件屈服点对应的应力 B. 均为条件屈服点对应的应力 C. 前者为条件屈服点对应的应力，后者为屈服应力 D. 均为屈服应力 8. 钢筋与混凝土的粘结性能中，下列说法不正确的是（）。 A. 钢筋与混凝土表面的化学吸附作用对其粘结强度影响不大 B. 光面钢筋主要靠摩擦作用提供粘结强度 C. 变形钢筋主要靠机械咬合作用提供粘结强度 D. 箍筋对粘结作用的影响主要是提高钢筋与混凝土表面的抗剪切滑移能力 9. 一般来讲，提高混凝土梁极限承载力的最经济有效方法是（）混凝土结构设计原理试题与答案...docx
混凝土结构基本原理——答案
混凝土结构基本原理 ( 第3次 )
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