工程结构第二章混凝土结构-2剖析
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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。
4.混凝土结构有什么优缺点?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。
注意:加下划线者为概念题第一章绪论1、混凝土结构的种类P1素混凝土结构、钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构2、钢筋和混凝土为什么可以一起共同工作?P21)钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力,能牢固结成整体,受力后变形一致,不会产生相对滑移。
2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数大致相同,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间粘结。
3)钢筋外边有一定厚度的混凝土保护层,可以防止钢筋锈蚀,从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。
3、钢筋混凝土结构的优缺点P2优点:1)混凝土中所用的砂石材料,一般可以就地就近取材。
2)耐久性和耐火性均比钢结构好。
3)现浇及装配整体式钢筋混凝土结构整体性好,因而有利于抗震、防爆。
4)比钢结构节约钢材。
5)可模性好,可以根据设计要求浇注成各种形状。
缺点:1)自重过大,施工复杂。
2)浇注混凝土时需要模板、支撑。
3)户外施工受季节条件限制。
4)补强维修比较困难。
第二章钢筋和砼的力学性质1、砼的强度等级按什么划分?如何表示?P5以立方体抗压强度值作为最基本的强度指标及评价砼强度等级的标准。
用符号f cu表示,单位为N/mm例如C30表示30MPa 30N/mrm2、立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的用途P6,7立方体抗压强度是用来分类的,轴心抗压强度是计算受弯构件正截面承载力、偏心受拉和受压构件的计算指标,轴心抗拉强度是计算受弯构件斜截面受剪、受扭构件及对某些构件进行开裂验算的计算指标。
3、混凝土的变形分类P8一类是混凝土的受力变形,包括混凝土一次短期加荷的变形,荷载长期作用下的变形;一类是混凝土的体积变形,包括混凝土由于收缩和温度变化产生的变形4、什么是收缩和徐变?P10, 11混凝土在长期不变压应力作用下,其应变随时间增长的现象称为混凝土徐变。
混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。
5、含碳量高低对钢筋性质的影响P12随着钢筋强度的提高,含碳量升高,塑性降低&确定钢筋屈服强度的方法,0.2的含义。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态,但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。
混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果,因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。
1 混凝土的抗压强度(1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件,标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为“N/mm2”。
用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。
《混凝土结构设计规范》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。
例如,C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
其中,C50~C80属高强度混凝土范畴。
图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况(a)不涂润滑剂;(b) 涂润滑剂(2) 混凝土的轴心抗压强度混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。
用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。
图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。
《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值,用符号f ck表示,下标c表示受压,k表示标准值。
工程结构重点绪论:建筑结构按所用材料不同分类:混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构。
钢筋和混凝土共同工作的基础:1、钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。
2、钢筋和混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。
3、混凝土包裹着钢筋,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,加强了结构的耐久性。
钢筋混凝土结构的优缺点:优点:1、取材容易。
2、耐火、耐久性好。
3、可模性、整体性好。
4、维修保养费低。
缺点:1、自重大。
2、抗裂性能差。
3、费工,费模板,现场施工周期长,且受季节性影响。
第一章::立方体抗压强度标准值ƒcu,k是指按照标准方法制作的边长为150mm的立方体试件,在温度为(20±3)℃、相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d或按设计规定,用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。
(如C20表示立方体抗压强度标准值为20N/mm2,即ƒ=20N/mm2。
)cu,k混凝土的徐变:混凝土在荷载长期作用下,即使应力维持不变,其应变会随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
影响混凝土徐变的因素:1、内在因素:主要是指混凝土的组成和配合比。
2、环境影响:主要是指混凝土制作时的养护方法和使用条件。
3、应力条件:应力俞大,徐变俞大。
混凝土结构的钢筋,一般情况下可按下列规定选用:1、纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500钢筋。
2、梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋。
3、箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300钢筋。
混凝土结构对钢筋性能的要求:1、强度:钢筋强度是作为设计计算时的主要依据,是钢筋混凝土结构承载力的决定因素。
2、延性:延性是钢筋变形、耗能的能力。
3、可焊性:钢筋需具有良好的焊接性能,保证焊接后的接头性能良好。
4、与混凝土的粘结:必须具有足够的粘结力。
粘结力的组成:1、胶结力。
2、摩阻力。
3、机械咬合力。
钢筋搭接的方法分为两类:绑扎搭接、机械连接或焊接。