混凝土结构冻融破坏研究 桥梁与隧道工程1210 摘要：本文主要介绍了混凝土宏观和微观冻融的机理、混凝土构件冻融影响因素，通过对冻融破坏机理和影响因素分析，提出提高混凝土的抗冻性的对策 绪论 混凝土冻融破坏是由于混凝土中的游离水受冻结冰后体积膨胀，在混凝土内部产生应力，由于反复作用或内应力超过混凝土抵抗强度致使混凝土破坏。建筑材料的冻融行为，贯穿于人类社会的整个时代。也就是说，有了人类社会，就有了材料与结构的冻融行为。这对结构的维护和管理，无疑是一个很大的问题。在工业发展的过程中，对建筑材料的抗冻融抗除冰盐冻融的性能，进行了大量的摸索，建立了快速评价的经济方法。在此基础上又开展了混凝土冻融劣化、除冰盐冻融劣化机理研究。 混凝土冻融的机理 发生了宏观的应力 热膨胀系数不同 构成混凝土的水泥石和集料的热膨胀系数a T是很不同的,其在潮湿状态，水泥石和集料可能有不同点 表1-1 水泥石和集料的热膨胀系数 水泥石 集料 水泥石和冰的热膨胀不同而产生应力，在微小范围内，多次冻融循环进行过程中
有可能适应力进一步增长。水泥石和冰的不同热膨胀系数，清楚的显示出冻害劣化作用。通过扫描电镜检验，也证明了产生的应力使组织结构劣化。 层状的冻结 混凝土结构处于低温下，毛细管中的水分由热端向冷端迁移，也就是由内部向表面迁移。在受冻时混凝土表层先受冻，形成结冰层。在经过多次冻融循环下，混凝土表面发生剥离，又露出新的表面层，进一步剥离。这种部分的很大很深的剥落，是过去海水作用海岸钢筋混凝土结构物特有的一种冻融裂化形式。 温度急降的结果 除冰盐把雪和冰溶解时必须要有一定的热量。在混凝土道路上，在无风干燥的空气下也会有1000倍的蓄热量。故冰雪溶解时所需要的热量，混凝土表层温度急剧下降，从混凝土表面夺取热量，造成混凝土内部发生压应力和拉应力。微观劣化机理 水压 水的密度对温度来说，显示出一种特异的行为，水变成冰时，体积膨胀9%，也就是说，这时就必须排除相同体积的水。但是，在冰生成的周围都是饱和状态，没有适当缓和空间。按照powers的观点，发生了以水压力表征的内部压力。 当水压力超过了混凝土抗拉强度时就发生冻害。，水的压力大小，首先，被排除在周围没有膨胀的空间。因此，powers为了附加膨胀空间而掺入引气剂，而且气泡之间要有一定的距离，也就是气泡间隔系数。 水的压力还与受冻结水的量和冻融时冷却速度有关。在混凝土中有广泛深长的毛细管孔隙率与高的饱和度，冰形成速度高时，认为具有大的压力。但是试件中含水率91%以下时，也会导致劣化。对此powers认为，这是由于孔隙溶液最初在很大的孔隙中受冻的原因。然后冻结进一步进行，在比较小的孔隙中的溶液也开始受冻时，水的排除受到已有大孔隙中冰的阻碍。如果排除的水完全受到阻碍时，理论上认为发生的水压力是200N每平方毫米。 实际上发生的水压力非常小，因为冰的生成不是突然发生的，还有水泥石孔隙的水，并不是一次就完全冻结，而是处于不同温度下不同层次的冻结。即使如此，还必须考虑到特细毛细管受到前面已冻结冰的封堵，孔隙内还有液相存在，会再短的内压力可能达到峰值。
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）
混凝土结构损伤的研究现状 一、混凝土结构的损伤机制及分类 混凝土是由粗骨料、细骨料和水泥浆组成的非均质混合物，其表现出来的力学性能并不仅仅是这几种材料性能的简单叠加，而是与其内部的组成结构紧密相关。这一特点决定了混凝土材料的非均质性和物理性态的复杂性。这使得混凝土在承受外载之前，由于干缩、泌水等原因，已存在大量的微孔隙和界面裂缝，且这些缺陷的分布完全是随机的。当混凝土受到外界作用以后，弥散在材料内部的微裂缝开始逐渐长大，并随着荷载的变化，在部分区域出现贯通，直至形成宏观大裂缝。混凝土的破坏是结合缝的产生、成核、扩展、分叉、和失稳的过程。 混凝土具有微观、细观、宏观等不同的层次结构，以往对于混凝土的研究大多基于宏观层次，把混凝土均匀化为宏观均质连续材料，不考虑混凝土内部的细观结构及其演化。这种均匀化的处理方法对于研究混凝土结构的宏观力学性能无疑是行之有效的，但是要想深入研究混凝土的工作机理还应从混凝土的细观组成结构入手，抓住材料非均质性的特点，揭示混凝土结构宏观表现的内在机制。现在通常先在细观层次建立了混凝土的数值模型，分析混凝土损伤破坏机理，并以此为基础在宏观层次提出了混凝土损伤断裂理论分析模型，通过宏、细观两个层次的相互联系与补充对混凝的破坏行为进行研究。 从细观角度看，混凝土材料的力学特性是由其内部的细观结构及其变化决定的。作为一种典型的非均质材料，混凝土在多种尺度下都表现出了非均质性。根据复合材料的观点，将混凝土结构分为三级。第一级，即混凝土。可将砂浆视为基相，骨料视为分散相。骨料和砂浆的结合面为薄弱面，该处常因各种原因产生结合缝。混凝土的破坏首先从这里开始。第二级，即砂浆」将水泥视为基相，砂视为分散相。砂和水泥的结合面也是薄弱面，也产生结合缝，但其尺寸笔砂浆和骨料之间的结合缝至少小一个量级。第三级，即硬_ 化水泥浆。硬化水泥浆也不是匀质材料，其中包裹着一些未被水化的水泥颗粒及孔隙，他- 们就是缺陷。因此可将硬化水泥浆胶体视为基相，将这些缺陷视为分散相。水泥浆体的破坏可能从这些缺陷开始，裂纹由于克服硬化水泥浆分子间的引力而扩展。未被水化的水泥颗粒尺寸通常比砂和水泥浆的结合缝至少小几个量级。 从损伤力学的观点来看，如果混凝土体受到外界因素的作用，则混凝土体中原有损伤将会有所发展并会导致出现新的损伤，当损伤积累到一定程度时，混凝土体中将会出现宏观裂缝，而宏观裂缝的端部又将会发生新的损伤及产生新的损伤区，再经积累而引起裂缝的扩展，直至混凝土体的破坏，由上可见，混凝土的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、宏观裂纹扩展交织发生的过程。 二、混凝土结构的破坏机理 在上述损伤机制下，混凝土的裂纹扩展存在四个阶段： （1）预存微裂纹阶段。即在混凝土成形过程中，由于水泥浆硬化干缩，水分蒸发留下裂隙等原因，使构件中预存原始微裂纹。它们大都为界面裂纹，极少量为砂浆裂纹，这些裂纹是稳定的。这些裂纹的存在是混凝土具有初始损伤的原因之一。 （2）裂纹的起裂和稳定扩展阶段。在较低的工作应力下，构件内部的某些点会产生拉应力集中，致使相应的预存微裂纹延伸或扩展，应力集中则随之缓解，如果荷载不再增加，
一、判断题 1、在材料破坏得情况下,小偏心受压构件纵向力承载力随弯矩增加而减少，相反,大偏心受压构件纵向力得承载力却随弯矩增加而增加。 A、错误 B、正确 正确答案：Ｂ 2、钢筋混凝土双筋梁不会出现超筋梁。 A、错误Ｂ、正确 正确答案:A ３、钢筋混凝土梁纵向受拉钢筋得“理论断点”就是其实际断点。 Ａ、错误Ｂ、正确 正确答案:A ４、与矩形截面梁相比，T形截面梁既节省拉区混凝土，又减轻自重,所以，任何情况都比矩形截面好。 A、错误Ｂ、正确 正确答案：A 5、在其它条件相同得情况下,采用预应力可以显著提高构件破坏时得承载能力. Ａ、错误B、正确 正确答案:A ６、荷载弯矩越大,钢筋混凝土梁越有可能发生脆性破坏。 A、错误 B、正确 正确答案:Ａ ７、当温度变化时,因钢筋与混凝土得线膨胀系数不同会破坏二者得黏结。 A、错误 B、正确 正确答案:A 8、分批张拉得后张法预应力混凝土构件中，最后张拉批钢筋因混凝土弹性压缩引起得预应力损失最大。 A、错误 B、正确 正确答案：A ９、当纵向受拉钢筋弯起时，保证斜截面受弯承载力得构造措施就是:钢筋伸过其正截面中得理论断点至少0、5h0. A、错误 B、正确 正确答案:Ａ 10、钢筋混凝土受弯构件得变形及裂缝宽度验算属于承载能力极限状态。 A、错误 B、正确 正确答案:Ａ 二、单选题 1、极限状态法正截面抗弯强度计算所依据得应力阶段就是(）。 A、弹性阶段I B、受拉区混凝土即将开裂阶段Ia C、带裂工作阶段ＩI Ｄ、破坏阶段III 正确答案:D 2、大偏心受压构件破坏时,可能达不到其设计强度得就是（）。 A、受拉钢筋应力
Ｂ、受压钢筋应力 Ｃ、受压区混凝土应力 D、受拉区混凝土应力 正确答案:B 3、减少摩擦引起得预应力损失得措施没有（）。 A、二级升温 Ｂ、两端同时张拉 C、涂润滑油 Ｄ、采用超张拉 正确答案：Ａ ４、后张法分批张拉预应力钢筋时，因混凝土弹性压缩引起得预应力损失最大得就是（)。Ａ、第一批张拉得预应力钢筋 Ｂ、第二批张拉得预应力钢筋 C、倒数第一批张拉得预应力钢筋 D、倒数第二批张拉得预应力钢筋 正确答案：A 5、下列关于钢筋混凝土大偏心受压构件正截面承载力（材料破坏）说法正确得就是(）。 A、随着弯矩增加,抵抗纵向力得能力Ｎu增加 B、随着弯矩增加，抵抗纵向力得能力Nu减少 C、随着弯矩增加，抵抗纵向力得能力Nｕ不变 D、随着弯矩增加,抵抗纵向力得能力Nu可能增加,也可能家少 正确答案：Ａ 6、防止钢筋混凝土受弯构件受剪中得斜压破坏得措施就是(）。 A、保证纵向受拉钢筋得配筋率 B、B C、保证为适筋梁 D、保证最小截面尺寸 正确答案：D 7、钢筋混凝土轴心受压柱采用旋筋柱可明显提高其()。 A、强度承载力 B、刚度 C、稳定性 D、施工速度 正确答案:A ８、普通钢筋混凝土梁受拉区混凝土（）。 Ａ、不出现拉应力 B、不开裂 C、必须开裂但要限制其宽度 D、开裂且不限制其宽度 正确答案:C 9、部分预应力就是指这样得情况，即预应力度λ为（）。 A、λ=０ B、λ＝1 C、0<λ〈1
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8e56659.html, 不同类型的水对混凝土冻融破坏的影响 作者：杨鹏飞 来源：《科技创新与应用》2013年第20期 摘要：文章论述了混凝土冻融破坏问题的重要性，着重研究影响混凝土冻融破坏因素中 不同类型的水对混凝土冻融破坏的影响，总结对混凝土冻融破坏的认识，为解决实际工程中冻融对混凝土的影响提供相关借鉴。 关键词：混凝土；冻融破坏；耐久性 1 混凝土冻融破坏现状 我国地域辽阔，在寒冷冬季的北方地区，尤其东北三省、内蒙古、以及西北五省等省市 自治区，气温均在零度以下。而混凝土在零度以下的环境中易发生冻融破坏，这些地区的混凝土结构破坏基本上均与冻融相关[1]。 2008年初，我国长江以南大部分地区持续冰冻灾害，由于持续的冰冻天气，混凝土输电 塔出现不同程度的结冰现象，在长江以南地区出现这样的现象让人难以预料。无论是冬季严寒的北方，还是特殊情况下的南方，冻融破坏的现象在全国各地均有存在，并且对混凝土耐久性造成了极大的影响。研究冻融破坏对混凝土的影响，对混凝土耐久性研究具有重要意义。 2 混凝土冻融破坏机理研究状况 混凝土的冻融破坏，是一系列物理变化的结果。从大约二十世纪中叶开始，美国与欧洲等科技较为领先的国家或地区均注重研究混凝土冻融破坏机理，并且提出了多种混凝土冻融破坏理论[2]。在此领域以T.C.Powers为代表的理论成为最基本的混凝土冻融破坏理论。截止目前，混凝土的冻融破坏基本理论[3]有膨胀压、渗透压、水的离析成层等理论，但目前学术界 认可度比较高的，仍然是膨胀压理论和渗透压理论。 2.1 膨胀压力理论 混凝土一般是在集料中掺入适当比例的水与水泥，并且引入适当的外加剂所共同组成的。一方面无论是何种集料，在其内部总会或多或少地存在一定的孔隙；另一方面混凝土在拌合、浇筑、振捣和成型过程中，也会残留一定的孔隙。混凝土的这些孔隙中经常含有水，当温度低于零度时，毛细孔中的水会生成冰。由于水冻结成冰体积会增大约9%，随着外界环境温度的逐渐降低，越来越多的水逐渐变成体积膨胀的冰，未结冰的水持续受压，由于四周密闭而无处流动，使得混凝土毛细孔中逐渐产生越来越大的内应力。此内应力积累到一定程度，便会逐渐平衡混凝土内部所能承受的最大涨裂应力，进而使混凝土因涨裂产生破坏。 2.2 渗透压力理论
《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
SHANGHAI UNIVERSITY 结构非线性分析课程论文 UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS) 题 目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理 论应用 学 院 土木工程系 专 业 建筑与土木工程 学 号 xxxxxxxx 学生姓名 xxx 指导教师 xx 日 期 2017.12.24
上海大学2017～2018学年冬季学期研究生课程考试 小论文 课程名称：结构非线性分析课程编号：18Z147004 论文题目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用 研究生姓名: xxx 学号: xxxxxxxx 论文评语: 成绩: 任课教师: xx 评阅日期:
目录 一混凝土损伤理论的研究背景 (1) 二国内外对混凝土损伤理论的研究现状 (2) 1）国外混凝土损伤理论研究现状 (2) 2）国内混凝土研究现状 (2) 三混凝土损伤理论研究中的问题和研究方法 (3) 1）试验条件相差较大时混凝土的本构关系将发生变化 (3) 2）复杂的多轴应力状态下的损伤理论 (3) 3）试验难度大 (3) 4）研究方法 (3) 四钢筋混凝土非线性损伤理论及有限元法 (4) 1）混凝土非线性本构模型 (4) 2）规范中的混凝土损伤理论 (5) ①混凝土单轴受压时的本构模型及dc的选取 (5) ②混凝土单轴受拉时的损伤理论 (6) 2）ABAQUS算例 (6) ①混凝土塑形损伤模型 (6) ②数值分析 (7) 五研究成果与创新 (8) 1)当今国际的研究成果 (8) 2)理论研究的新进展 (8) 3)在有限元中的应用 (8) 六研究混凝土损伤理论的意义和结论 (9) 1)社会意义 (9) 2)经济效益 (9) 3)结论 (9) 七展望 (9) 八建议 (10)
一、单选题（共40道试题，共80分。） V 1.JGJ55—2000中的混凝土配合比计算，下列不正确的是（） A.W/C计算公式适用于混凝土强度等级小于C50级的混凝土； B.W/C计算公式中水泥的强度为水泥28d抗压强度实测值； C.粗骨料和细骨料用量的确定可用重量法或体积法; D.其计算公式和有关参数表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准。 正确答案：A满分：2分 2.混凝土配合比试验应采用个不同的水灰比，至少为（） A.3 B.2 正确答案：A满分：2分 3.水泥混合砂浆标准养护相对湿度（） A.50%-70% B.60%-80% 正确答案：B满分：2分 4.下面不是硬化后砂浆性能的是（） A.砂浆强度； B.粘结力 C.耐久性； D.保水性 正确答案：D满分：2分 5.混凝土坍落度的试验中，下列不正确的是（） A.坍落度底板应放置在坚实水平面上； B.把按要求取得的混凝土试样用小铲分二层均匀地装入筒内； C.每层用捣棒插捣25次； D.插捣应沿螺旋方向由外向中心进行。 正确答案：B满分：2分 6.关于高强混凝土，不正确的是（） A.水泥用量不宜大于550kg/m3； B.水泥及矿物掺合料总量不应大于600kg/m3 C.强度等级为C50及其以上的混凝土； D.矿物掺合料包括膨胀剂 正确答案：C满分：2分 7.不属于《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB／T50081－2002中试件制作方法的是（） A.人工插捣捣实 B.振动台振实 C.插入式振捣棒振实 D.平板振动器 正确答案：D满分：2分 8.《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB／T50081－2002中立方体抗压强度的试验步骤中，下列不正确的是（）
对混凝土冻融破坏的几点看法 发表时间：2009-09-30T08:36:14.000Z 来源：《农民致富之友》2009年第3-4期供稿作者：王敏[导读] 我国幅员辽阔，环境条件复杂 我国幅员辽阔，环境条件复杂，尤其我省冬季漫长,结冰期达200d以上,严寒日达100多天,冻土深度为1·5~3·0m,最冷的1月份个别地区最低气温达-40℃以下,是全国气温最低的省份。在如此高寒气候环境下,混凝土防渗渠道冻害破坏十分普遍。混凝土的冻融破坏严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额维修费用，而这些费用为建设费用的1～3 倍，不仅影响工程的正常运行和效益的发挥,还造成人力、物力和财力的严重浪费。如何更好的解决这一问题，笔者通过调查做以下分析； 一、混凝土冻融破坏机理分析 混凝土的抗冻性是混凝土受到的物理作用（干湿变化、温度变化、冻融变化等）的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指标之一。吸水饱和的混凝土在其冻融的过程中，遭受的破坏应力主要由两部分组成。一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀９％，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力；二是当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的渗管压。 二、混凝土冻融破坏的影响 它的影响因素为多方面。一是组成混凝土的主要材料性质的影响，如水泥品种、水泥中不同矿物成份对混凝土的耐久性影响较大；二是外加剂的影响，在混凝土施工过程中掺入引气剂或减水剂对改善混凝土的内部结构，改善混凝土的内部孔隙结构可起到缓冲冻胀的作用，提高混凝土的抗冻性；三是施工工艺影响，配合比、混凝土的施工、硬化条件等都与混凝土的耐久性有密切的关系;四是防止受水位变化影响，寒冷季节水位变化会引起混凝土的严重冻融破坏需采取有力措施防止；五是控制施工质量，混凝土施工质量的好坏，将影响它的抗冻性，必须严把质量关，不允许出现蜂窝、麻面，力求密实，表面光滑。 三、混凝土渠道防渗防治冻害的措施 一是避免冻胀。1.尽可能避开粘质土壤，松软土层、淤泥沼泽和高地下水位的地段，选择透水性较强的不易产生冻胀或地下水位埋藏较深的地段，将混凝土渠底冻结层控制在地下毛管水补给高度以上。2. 尽可能采用填方渠道3 .渠线选择在地形较高的脊梁地带。4.有渗水和地面回归水入渠的渠段，尽量有排水设施。 二是削减冻胀。1.换填法。在冻结深度内将混凝土板下的冻胀性土换成非冻胀性材料如碎石、砂砾等。2.隔热保温。将隔热保温材料布设在混凝土板衬砌体背后，减轻或消除寒冷，并可减少换填垫层深度，隔断下层土的水分补给，从而减轻或消除渠床的冻深和冻胀。(作者单位：152013 黑龙江省绥化市北林区永安满族镇农业服务中心）
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
第26卷 第6期Vo l 126 No 16材 料 科 学 与 工 程 学 报Jo urnal o f Mater ials Science &Eng ineer ing 总第116期Dec.2008 文章编号:1673-2812(2008)06-0990-05 混凝土冻融循环破坏研究进展 张士萍,邓 敏,唐明述 (南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210016) =摘 要> 本文对目前混凝土冻融破坏研究新进展进行了全面综述,介绍了已有的关于冻融破坏机理的几种 假说,并且对静水压理论和渗透压理论的适用条件以及合理性提出了质疑。同时论述了孔结构、饱水度、含气量和环境条件对冻融破坏的影响,国内外冻融循环试验方法和判据以及预防冻融破坏的措施。 =关键词> 混凝土;冻融循环;机理 中图分类号:T U 528 文献标识码:A Advance in Research on Damagement of Concrete Due to Freeze -thaw Cycles ZHANG Sh -i ping,DENG Min,TANG Ming -shu (College of Materials Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,C hina) =Abstract > T he advance in research on damag ement o f co ncr ete caused by freeze -thaw cycles is reviewed.T he ex isting hy po theses fo r deter io ratio n of concrete due to fr eeze -thaw cycles is discussed,and ther e is do ubt on the applicability and ratio nalit y of hydraulic pressur e and osmo tic pressur e.T he effect o f pore st ruct ur e,w ater satur ation,air -entr aining and env iro nmental co nditions o n f reeze -thaw damag ement,the testing methods and cr iteria fo r fr eeze -thaw cycles and prev entiv e measures ar e also present ed. =Key words > concrete;f reeze -thaw cycles;mechanism 收稿日期:2007-11-14;修订日期:2008-03-03 作者简介:张士萍(1982-),女,江苏南京人,博士研究生,从事水泥混凝土耐久性方面的研究。E -m ail :zhang shipi ng1982@126.co m. 1 引 言 混凝土用于工程建设迄今已有150年左右的历史。人们对混凝土性能的改善和提高随着工程实践的增多和科学技术的发展而不断完善。随着时间的推移,人们认识到已建工程并非都是耐久的,远低于设计寿命、过早破坏的事例层出不穷。这些过早/衰老0的工程不仅需要耗用庞大的重建与维修费用,还会造成间接经济损失和安全隐患,专家们把这种现象称为/混凝土耐久性危机0,发达国家已经为此付出了巨大代价。 抗冻性是混凝土耐久性的最重要的指标之一。因此,工程界对提高混凝土抗冻性非常关心。混凝土的抗冻耐久性引起国内外众多学者的兴趣,不仅因为它是影响混凝土使用寿命与性能的一个非常重要的因素,同时也因为混凝土的冻害发生的范围极其广泛。我国地域辽阔,有相当大的地区处于严寒地带,不少水工建筑物出现了冻融破坏现象。寒冷地区的水工、港工、道路和桥梁等工程中的混凝土 结构物或构筑物在冻融循环作用下的冻融破坏是运行过程 中的主要病害[1]。但是,目前关于混凝土冻融破坏机理众说纷纭,高性能混凝土抗冻性试验结果也不一致。这使得在工程实践中对如何提高混凝土抗冻性,以及对掺粉煤灰混凝土在一些重要工程部位的应用是否适当等问题存在不同看法。 2 冻融破坏机理 混凝土的冻融破坏过程是比较复杂的物理变化过程。 一般认为,冻融破坏主要是因为在某一冻结温度下,水结冰产生体积膨胀,过冷水发生迁移,引起各种压力,当压力超过混凝土能承受的应力时,混凝土内部孔隙及微裂缝逐渐增大,扩展并互相连通,强度逐渐降低,造成混凝土破坏[2]。 目前提出的冻融破坏理论主要有静水压经典理论、渗透压理论、冰棱镜理论、基于过冷液体的静水压修正理论、饱水度理论等等[3-7]。但目前公认程度较高的,仍是由美国学者T.C.Po wer s 提出的膨胀压理论和渗透压理论,他认为
文章编号: 1005- 0930( 2012) 06-1051-012 d o i : 10． 3969 / j ． i ss n ． 1005-0930． 2012． 06． 011 中图分类号: T U 375． 1 文献标识码: A 钢筋混凝土梁受弯破坏机理 尺寸效应试验研究 周宏宇， 李振宝， 杜修力， 郭二伟 ( 北京工业大学建筑工程学院，北京 100124) 摘要: 针对尺寸效应特性对梁构件受弯破坏的影响机理，对不同截面尺寸简支梁 相似试件开展单调加载试验，测试构件在不同加载阶段的承载力、挠度和截面应 变等试验数据． 按不同加载阶段分析其力学性能的影响因素，并阐述其破坏机理 的尺寸效应． 试验分析表明，混凝土材料抗压特性在受弯构件力学性能中表现为 负面尺寸效应，这种负面尺寸效应对构件整体力学行为的影响并不显著． 相比之 下，内力臂和钢筋等因素对试件承载力和延性均产生显著的正面影响． 随截面尺 寸增大，受弯承载力和延性均呈增长趋势． 根据试件在不同尺度上表现出的显著 破坏特征和实测数据，推导相关计算参数随试件尺寸的关系，建立考虑尺寸效应 的极限承载力计算方程． 同时也验证了现有极限承载力计算理论的安全性． 关键 词:钢筋混凝土梁;抗弯性能;尺寸效应;试验研究;破坏机理 现阶段对钢筋混凝土结构的设计依据主要基于小尺寸构件试验结果，这与工程实际 使用的大构件存在差异． 目前，在实验室开展大体积的钢筋混凝土结构试验依然比较困 难，相关试验对加载设备性能、边界条件模拟等都不同于常规试验． 就钢筋混凝土梁正截 面承载性能而言，虽然部分结论认为梁受弯破坏由受拉纵筋屈服引起，尺寸效应对钢筋混 凝土梁受弯承载性能影响不显著［1-5］． 但相关结论大部分基于小尺寸试件试验结果，对大 尺 寸受弯构件承载性能尺寸效应的细致分析资料更为欠缺． 此外，受弯构件正截面承载性 能还受到构件层次尺寸效应的影响． 就尺寸效应而言，无论是混凝土材料的影响还是构件 因素发挥作用，在构件受力过程中，如何评价其影响程度，均需开展细致研究工作才能解 决． 因此，有必要开展对受弯构件正截面破坏机理尺寸效应的分析研究． 试验概况 依据钢筋混凝土结构设计原理［6-13］，试验试件采用简支梁，如图 1 所示，纯弯段 l 是 1 m 试验观察的主要区段，该区段只有弯矩 M 作用． 结合相似关系，共设计 5 组不同尺寸的简 收稿日期:2011- 08-01;修订日期:2011-12-05 基金项目:国家自然科学基金重点项目( 50838001) ; 北京工业大学青年科学研究创新平台项目( X1004012201001) ; 北
第一章、绪论 1，某工程师用买来的正版软件进行结构设计，后发现软件错误，并导致工程事故，谁应为工程事故承担赔偿责任？ 答：首先，作为设计者应当对所做设计负责，故设计的工程师应对首先对事故承担责任；其次，在完成赔偿后的工程师，可以对设计中所有可能产生的错误进行分析，如果确是软件原因，在依法律程序处理。 2，线弹性分析方法和弹性分析方法各有什么不同的含义，弹塑性分析方法和非线性分析方法各有什么不同含义？ 答：线弹性分析方法是弹性分析方法的组成部分，除此之外还包括非线弹性分析方法；弹塑性分析方法，包含材料进入塑性阶段考虑材料塑性变形能力，非线性分析方法仅涉及材料的非线弹性阶段，不包括材料塑性变形能力。 3，试验分析方法怎样在混凝土结构设计中应用？ 答：当结构或其部分的体形不规则和受力状态复杂而又无恰当的简化分析方法时，可采用实验分析方法。 4，什么情况下混凝土结构设计采用弹塑性分析方法？ 答：由于该方法比较复杂，计算工作量大，各种分线性本构关系尚不够完善和统一，至今应用分为仍然有限，主要应用于复杂，重要的结构工程的分析和罕遇地震作用下的结构分析。 5，什么情况下结构分析时完全不能考虑弹塑性因素，只能采用弹性分析方法？答：对于直接承受动力荷载的构件，以及要求不出现裂缝或处于三 a 、三b类环境情况下的结构，主梁、承受冲击荷载的构件等由于在设计时要有足够的安全储备，因此不能采用弹塑性分析方法，仅能用弹性分析方法。 第二章、钢筋和混凝土的力学性能 1，应力——应变曲线是否反应力混凝土结构用钢筋的所有性能？ 答：钢筋的应力——应变曲线反映的是钢筋的受力性能，包括强度，延性等；并不能够反映结构受力时钢筋的冷弯性能，可焊性，以及钢材内部成分对钢材其他性能有较大影响的因素。 2，高性能混凝土的基本特征有哪些？ 解：高性能混凝土（HPC）具有较好的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。 （1）自密实性。高性能混凝土的用水量较低，流动性好，抗离析性高，从而具有较优异的填充性； （2）体积稳定性。高性能混凝土的体积稳定性较高，表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形；
《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 《混凝土结构设计原理》作业参考答案 作业一 一、填空题： 1. 1.05 0.95 接触摩阻力 2.化学胶着力 摩擦力 机械咬合力 3.最小配筋率 4.斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏 脆性破坏 5.少筋破坏 适筋破坏 超筋破坏 适筋破坏 脆性破坏 二、名词解释： 1.剪跨比：是一个无量纲常数，用 m ＝M /(Qh 0)来表示，此处M 和Q 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 0为截面有效高度。 2.《规范》规定的混凝土立方体抗压强度是：边长为150mm 立方体试件、在20°C ±3°C 的温度、相对湿度在95%以上的潮湿空气中、养护28天、按标准制作方法和试验方法测得的具有95%保证率的混凝土抗压强度。 3.预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中预应力会从控制应力开始逐步减少，并经过相当长时间最终稳定下来，这种应力的降低称为预应力损失。 4.当偏心受压构件的相对偏心距00/e h 较小，或受拉侧纵向钢筋配置较多时，受拉侧的钢筋应力较小，没有达到屈服或承受压力，截面是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏。 5.混凝土在长期不变的荷载作用下，混凝土的应变随时间的增加二持续增长的现象。 三、简单题： 1.钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土两种不同的材料为什么能共同工作？ 钢筋与混凝土之所以能共同工作，主要是由于：两者间有良好的粘结力、相近的温度线膨胀系数和混凝土对钢筋的保护作用。 2.什么是结构的承载能力极限状态？它的表现特征包括哪些方面？ 承载能力极限状态：是指结构或结构构件达到最大承载力或不适于极限承载的变形或变位的状态。四个表现特征： （1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如滑动、倾覆等； （2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载； （3）结构转变成机动体系；（4）结构或结构构件丧失稳定，如柱的压屈失稳等。 3.预应力混凝土结构中传递和保持预应力的主要方式有哪些？ 预应力混凝土结构，后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的；先张法则是靠粘结力来传递并保持预加应力的。 4.偏心受压构件的破坏特征如何？主要取决于什么因素？ 破坏特征：大偏心受压构件的破坏从受拉钢筋开始，受拉钢筋先达到屈服强 度，然后受压区混凝土被压坏；小偏心受压构件的破坏从受压区开始，受压 区边缘混凝土先达到极限压应变而破坏，受拉钢筋一般达不到屈服强度。 主要影响因素：相对偏心距大小和配筋率。 四、计算题： 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（）中南大学混凝土结构设计原理作业参考答案
混凝土结构基本原理 ( 第3次 )
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