混凝土简答题.上
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1.钢筋混凝土结构有哪些主要优点和缺点?优点:取材容易;合理用材;耐久性较好;耐火性好;可模型好;整体性好缺点:自重较大(采用轻质高强混凝土来改善);抗裂缝性较差(采用预应力混凝土来改善);施工复杂工序多隔热隔声性能较差。
2.结构有哪些功能要求?(安全性;适用性;耐久性)安全性:建筑结构承载能力的可靠性,建筑结构应能承受正常施工和使用时的各种荷载和变形,在地震爆炸等发生时和发生后能保持结构的整体稳定性。
适用性:结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形以及不发生过宽的裂缝和振动等。
耐久性:结构在正常维护条件下结构性能不发生严重恶化腐蚀脱落碳化,钢筋不发生锈蚀,达到设计预期年限。
3.混凝土的立方体抗压强度,轴心抗压强度标准值和抗拉强度标准值是如何确定的?立方抗压强度:以边长150mm的立方体为标准试件在(20±3)°c的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d,按标准试验方法测得的抗压强度。
轴心抗压强度: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测得的抗压强度。
轴心抗拉强度:采用直接受拉的试验方法测定。
4.什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?影响徐变的主要因素?如何减少徐变?徐变:结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象。
对混凝土影响:有利的:防止结构物裂缝形成(某种情况下);利于内力重分布;减少应力集中现象。
不利的:使构件变形增大;导致预应力损失(预应力混凝土中);受压区变形增大导致构件承载力降。
对其影响因素:混凝土的组成、配合比、水泥品种、水泥用量、骨料的特性、骨料的含量、骨料的级配、水灰比、外加剂、掺合料、混凝土的制作方法、养护条件、加载龄期、构件工作环境、受荷后应力水平、构件截面形状和尺寸、荷载作用时间等。
减少:减少水泥用量、降低水灰比、选用弹性模量大的骨料、增加骨料含量、提高混凝土养护的温度和湿度、延长受荷龄期、加大构件的体表比、采用高强度混凝土可减少徐变。
混凝土简答题第一章1.由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土称为钢筋混凝土。
2.配筋作用与要求: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,提高结构的承载能力和变形能力的作用;要求受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结,保证共同变形、受力;受力钢筋的布置和数量都应由计算和结构要求确定,施工正确。
3.钢筋混凝土的优缺点:取材容易、耐久性好、耐火性好、合理用材、可模型好、整体性好;自重比较大、抗裂性差且带裂缝工作、施工复杂且工序多、隔热隔声性差。
4.建筑结构的功能要求:安全性(结构的承载能力可靠)、适用性(使用中不产生过大变形或裂缝)、耐久性(耐腐蚀、脱落、碳化)。
5.结构或构件达到最大承载能力或者变形达到不适合继续承载的状态称为承载能力极限状态;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称为正常用极限状态。
第二章1.混凝土强度等级应按立方体(150x150x150)抗压强度标准值确定(没有设计值),C50-C80属于高强度混凝土范畴。
2.轴心抗压强度中,棱柱体(150x150x300)下比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力.3.轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值:Fck=0.88[ac1][ac2]Fcu,k。
4.受力变形:混凝土在一次短期加载、长期加载和多次重复荷载作用都会产生变形。
体积变形:混凝土的收缩以及温度和湿度变化产生的形变。
5.结构或材料的承受应力不变,应变随着时间增长的现象称为徐变。
混凝土的徐变特性主要与时间参数有关。
6.影响徐变因素:混凝土龄期越早,水泥用量越多,水灰比越大,受到荷载作用后所处的环境温度高、湿度低,以上均使徐变增大。
骨料越硬,弹性模量越高,养护时温度高、湿度大使水化作用成分,以上均使徐变减小。
7.影响混凝土收缩的因素:水泥品种强度高,水泥用量多,水灰比大,以上均使收缩增大。
骨料弹性模量大,结硬过程中周围温、湿度高,混凝土越密实,使用环境温、湿度大,构件的体积与表面积比值大,以上均使收缩减小。
混凝土试题及答案一、选择题1. 混凝土是由哪些材料组成的?A. 水泥、砂、石子B. 水泥、砂、石子、水C. 水泥、水、石子D. 砂、石子、水答案:B2. 混凝土的强度等级是如何划分的?A. 根据水泥品种B. 根据水泥用量C. 根据水泥强度D. 根据混凝土的抗压强度答案:D3. 混凝土的坍落度是用来衡量什么的?A. 混凝土的流动性B. 混凝土的强度C. 混凝土的耐久性D. 混凝土的密实度答案:A二、填空题1. 混凝土的三大基本组成材料是________、________和________。
答案:水泥、砂、石子2. 混凝土的养护时间一般不少于________天。
答案:73. 混凝土的配合比设计需要考虑的因素包括________、________和________。
答案:水泥品种、骨料种类、水灰比三、简答题1. 简述混凝土的养护方法有哪些?答案:混凝土的养护方法主要包括自然养护、蒸汽养护和水养护。
自然养护是将混凝土置于自然条件下,通过覆盖、喷水等方式保持湿润;蒸汽养护是通过加热使混凝土在高温高湿条件下快速硬化;水养护则是通过不断喷水或浸泡在水中,使混凝土保持湿润状态。
2. 混凝土的强度受哪些因素影响?答案:混凝土的强度受多种因素影响,主要包括水泥品种和用量、骨料的种类和粒度、水灰比、混凝土的密实度、养护条件以及环境温度等。
四、计算题1. 已知某混凝土的水泥用量为300kg/m³,水灰比为0.5,求混凝土的用水量。
答案:混凝土的用水量 = 水泥用量× 水灰比 = 300kg/m³ ×0.5 = 150kg/m³2. 某混凝土试件的尺寸为150mm×150mm×150mm,抗压强度为40MPa,求该混凝土试件的抗压承载力。
答案:混凝土试件的抗压承载力 = 抗压强度× 试件面积 =40MPa × (0.15m × 0.15m) = 40 × 10⁶ Pa × 0.0225 m² = 9000 N五、论述题1. 论述混凝土在现代建筑工程中的应用及其重要性。
简答题一.钢筋和混凝土是如何共同工作的?1.混凝土硬化后,钢筋和混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体,从而保证在荷载作用下,钢筋和混凝土能变形协调,共同工作,不易失稳。
2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数,两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。
3.在钢筋的外部,应按照构造要求设置一定厚度的混凝土保护层,钢筋包裹在混凝土之中,受到混凝土的固定和保护作用,钢筋不容易生锈,发生火灾时,不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。
4、钢筋端部有足够的锚固长度.二.什么是混凝土的徐变?影响混凝土徐变的主要因素有哪些?徐变会对结构造成哪些影响?在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随时间的增加而徐徐增长的现象称为徐变。
徐变主要与应力大小、内部组成和环境几个因素有关。
所施加的应力越大,徐变越大;水泥用量越多,水灰比越大,则徐变越大;骨料越坚硬,徐变越小;振捣条件好,养护及工作环境湿度大,养护时间长,则徐变小。
徐变会使构件变形增加,使构件的应力发生重分布。
在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。
在混凝土超静定结构中,徐变会引起内力重分布。
三.混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?1.要求钢筋强度高,可以节省钢材;2。
要求钢筋的塑性好,使结构在破坏之前有明显的预兆;3.要求钢筋的可焊性好,使钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形;4。
要求钢筋与混凝土的粘结锚固性能好,使钢筋与混凝土能有效地共同工作.四.何为混凝土的保护层厚度?作用是什么?钢筋的混凝土保护层厚度是指从钢筋外边缘到混凝土外边缘的距离作用:钢筋混凝土结构中钢筋能够与混凝土协同工作,是由于他们之间存在着粘结锚固作用,因此受力钢筋应握裹在混凝土当中,对于构建边缘的钢筋,其锚固程度即表现为保护层厚度,耐久性的要求,防止爆裂的出现。
五.钢筋混凝土梁正截面受弯主要有那几种破坏形态?各有什么特点?主要有三种破坏形态:1.适筋破坏形态:当纵向受拉钢筋配筋率适当时,发生适筋破坏。
1.混凝土结构的主要优点:就地取材;耐久性和耐火性好;整体性好;具有可模性;节约钢材;阻止射线穿透。
主要缺点:自重大;抗裂性差;需要模板2.冷拉:把有明显流幅的钢筋在常温下拉伸到超过其屈服强度的某一应力值,然后卸载到零。
3.冷拔:一般是将小直径的热轧钢筋强行拔过小于其直径的硬质合金拔丝模具。
4.钢筋和混凝土能有效结合的原因:1.钢筋与混凝土之间存在粘结力;2.他们的温度线膨胀系数接近;3.混凝土对钢筋其保护作用。
5.提高粘结应力的措施:1.保护层不宜过小;2.钢筋间净距不宜过小;3.钢筋端部作弯钩;4.设横向钢筋;5.有一定锚固长度。
6.钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的?答:试验表明,钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力,由四部分组成:(1)化学胶结力:混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力,来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化,取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。
当钢筋受力后变形,发生局部滑移后,粘着力就丧失了。
(2)摩擦力:混凝土收缩后,将钢筋紧紧地握裹住而产生的力,当钢筋和混凝土产生相对滑移时,在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。
它取决于混凝土发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等。
钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙,则摩擦力越大。
(3)机械咬合力:钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力,即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力,取决于混凝土的抗剪强度。
变形钢筋的横肋会产生这种咬合力,它的咬合作用往往很大,是变形钢筋粘结力的主要来源,是锚固作用的主要成份。
(4)钢筋端部的锚固力:一般是用在钢筋端部弯钩、弯折,在锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。
各种粘结力中,化学胶结力较小;光面钢筋以摩擦力为主;变形钢筋以机械咬合力为主7.钢筋混凝土结构对钢筋的要求:适当的屈强比;良好的塑性;可焊性能好;与混凝土的粘结性能好;耐久性和耐火性强。
2.在什么情况下受弯构件正截面承载力计算应设计成双筋?(1)当截面的弯矩设计值超过单筋适筋构件能够承受的最大弯矩设计值,而截面尺寸、混凝土的强度等级和钢筋的种类不能改变。
(2)构件在不同的荷载组合下,截面的弯矩可能变号。
(3)由于构造上的原因(如连续梁的中间支座处纵筋能切断时),在截面的受压区已经配置一定数量的受力钢筋。
3.钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏经历了哪几个阶段?如何划分受力阶段?各阶段正截面上应力的变化规律?每个阶段是哪种计算的依据?答案:未裂阶段:从加载到混凝土开裂前。
受压区混凝土应力分布为直线,受拉区混凝土应力分布前期为直线,后期为曲线;钢筋的应力较小。
该阶段末是抗裂度计算的依据。
带裂缝工作阶段:从混凝土开裂至钢筋应力达到屈服强度。
受压区混凝土应力分布为曲线。
一旦出现裂缝受拉区混凝土退出工作,裂缝截面处钢筋的应力出现突变,阶段末钢筋的应力达到屈服强度。
该阶段是裂缝宽度及挠度变形计算的依据。
破坏阶段;从钢筋应力达到屈服强度至构件破坏。
受压区混凝土应力曲线趋于丰满。
钢筋的应力保持屈服强度不变。
该阶段末是极限状态承载力计算的依据。
4.如何理解在双筋矩形截面设计时取ξ=ξb?答案:在双筋矩形截面设计时,有三个未知数 x、As、A′s,用基本公式求解无唯一解,为取得较为经济的设计,应按使钢筋用量(As+A′s)为最小的原则来确定配筋,取ξb=? 可以充分利用混凝土受压能力,使用钢量较少。
5.在双筋矩形截面设计中,若受压钢筋截面面积A′′s已知,当x>ξb h0时,应如何计算? 当x<2a′s时,又如何计算?答案:当x>ξbh0时,说明受压钢筋面积不足,按 A s′未知重新计算 As 和A s′。
当x<2a′s 时,取 x=2a′s,对 A s′的合力点取矩求出 A s。
As=M/f y(h0-a s′)6.在截面承载力复核时如何判别两类T 形截面?在截面设计时如何判别两类T形截面?答案:在截面承载力复核时,若f c b′f h′f>f y A s时,则为第一类 T形截面,反之为第二类 T形截面。
第一章绪论1.1钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?特点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。
结构的功能要求:安全性,适用性,耐久性。
承载力极限状态: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: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。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.2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?什么样的强度等级属于高强混凝土范畴?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,其中C50-C80是高强范畴。
2.3 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?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。
混凝土试题简答题(含答案)1.普通混凝土配合比设计的基本原则是什么?答案:(1)满足设计要求的强度;(2)满足施工要求的混凝土拌合物的和易性(工作性);(3)满足结构在环境中使用的耐久性;(4)满足技术要求的情况下,尽可能经济。
2.试列举在使用过程中出现的质量问题(至少三种)?答案:(1)脱硝灰;(2)脱硫灰;(3)浮油粉煤灰;(4)磨细灰;(5)掺加石灰石粉的粉煤灰。
3.何谓碱—骨料反应?简述混凝土发生碱—骨料反应必须具备的三个条件?答案:碱—骨料反应是指水泥中的碱(Na2O、K2O)与骨料中的活性二氧化硅发生反应,在骨料表面生成复杂的。
碱-硅酸凝胶,吸水,体积膨胀(可增加3倍以上),从而导致混凝土产生膨胀开裂而破坏,这种现象称为碱—骨料反应。
碱—骨料反应必须具备的三个条件:(1)水泥中碱含量高,(Na2O+0.658K2O)%大于0.6%;(2)骨料中含有活性二氧化硅成分,此类岩石有流纹岩、玉髓等;(3)有水的存在。
4.依据GB50666《混凝土结构工程施工规范》,简述混凝土开盘检定的内容?答案:(1)混凝土的组成材料水泥、砂、石、水、外加剂及掺合料等是否符合现行国家标准的要求。
(2)混凝土应根据其强度等级,耐久性和和易性等要求进行配合比设计,符合国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的要求。
特种或特殊要求的混凝土,尚应符合国家现行有关标准的要求。
(3)混凝土拌制前,应测定砂、石含水率并根据测试结果调整材料用量,提出施工配合比。
(4)预拌混凝土宜根据不同泵送高度选用入泵时混凝土的坍落度值。
(5)混凝土拌合物的和易性应能满足施工工艺要求,拌和物应具有良好的粘聚性和保水性,在浇筑地点不得出现离析和大量泌水。
(6)搅拌设备、运输车、泵机及输送管应保持正常工作状态,并保持整洁。
现场搅拌宜使用强制式搅拌机。
(7)各种计量仪器应定期检验,保持准确。
开盘鉴定的项目答:(1)配合比录入是否准确;(2)使用的原材料与配合比设计是否一致;(3)实测混凝土坍落度、扩展度是否与设计一致;(4)检测混凝土拌合物性能(和易性),特别注意坍落度经时变化;(5)混凝土的力学性能与耐久性能是否满足要求。
混凝土简答题混凝土,是一种由水泥、骨料、粉煤灰、机制砂、减水剂和水按照一定配比混合而成的人工石材,被广泛用于建筑工程中。
它因其独特的力学性能和可塑性,在现代建筑中扮演着重要的角色。
以下是混凝土相关的一些简答题,希望能对您的学习与了解有所帮助。
1. 混凝土的主要组成成分是什么?混凝土的主要组成成分包括水泥、骨料、粉煤灰、机制砂、减水剂和水。
其中,水泥是混凝土的胶凝材料,它与水反应生成水化产物,使混凝土凝结硬化;骨料是混凝土的骨架材料,起到增加混凝土强度和稳定性的作用;粉煤灰是一种矿渣,用于增加混凝土的工作性能和改善其耐久性;机制砂是中粗骨料的一种替代品,用于调整混凝土的骨料粒径分布;减水剂是一种添加剂,用于调节混凝土的流动性和减少水泥用量;水作为反应介质和流动介质,在混凝土中起到反应、调节流动性和提供基质的作用。
2. 混凝土的分类及其特点有哪些?根据不同的用途和性能要求,混凝土可以分为普通混凝土、轻质混凝土和高强混凝土等几类。
普通混凝土是最常见的混凝土类型,其主要特点是强度适中、密实性好、耐久性较高。
它广泛应用于建筑物的地基、墙体、楼板等部位。
轻质混凝土是以轻骨料(如发泡剂、珍珠岩等)为主要骨料的混凝土,因其密度小于普通混凝土,重量轻,热传导性能好等特点,被广泛应用于各种需要轻质结构的场所,如隔墙、楼板、屋面等。
高强混凝土是指抗压强度在60MPa以上的混凝土。
它的主要特点是强度高、耐久性好、抗渗透性好等,适用于需要承受高荷载或具有特殊要求的建筑物,如高层建筑、大型桥梁等。
3. 混凝土的施工工艺有哪些?混凝土的施工工艺包括配料、搅拌、浇注和养护等环节。
配料是指按照设计要求,将水泥、骨料、粉煤灰、机制砂等材料按一定配比进行称量和配制。
搅拌是将上述配料与适量水添加到混凝土搅拌机中,通过搅拌使其均匀混合,形成均质的混凝土。
浇注是将搅拌好的混凝土倒入预制模具或直接浇注到施工现场的模板中,确保混凝土充满整个模板,达到设计要求的形状和尺寸。
第一章简答题1.试述混凝土棱柱体试件在单向受压短期加载时应力一应变曲线的特点。
在结构计算中,峰值应变和极限压应变各在什么时候采用?2.什么是混凝土的徐变?影响混凝土徐变的主要因素有哪些?徐变会对结构造成哪些影响? 3.画出软钢和硬钢的受拉应力一应变曲线?并说明两种钢材应力一应变发展阶段和各自特点。
4.混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?1.图1-1是一次短期加载下混凝土的应力-应变曲线。
oa段,ζc-εc关系接近直线,主要是骨料和结晶体受里产生的弹性变形。
ab段,ζc大约在(0.3~0.8)cf之间,混凝土呈现明显的塑性,应变的增长快与应力的增长。
bc段,应变增长更快,直到峰值应变0,应力此时达到最大值----棱柱体抗压强度fc。
cd段,混凝土压应力逐渐下降,当应变达εcu时,应力下降趋缓,逐渐稳定。
峰值应变ε0,是均匀受压钩件承载力计算的应变依据,一般为0.002左右。
极限压应变,是混凝土非均匀受压时承载力计算的应变依据,一般取0.0033左右。
2.在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形岁时间的增长而徐徐增长的现象称为徐变。
徐变主要与应力大小、内部组成和环境几个因素有关。
所施加的应力越大,徐变越大;水泥用量越多,水灰比越大,则徐变越大;骨料越坚硬,徐变越小;振捣条件好,养护及工作环境湿度大,养护时间长,则徐变小。
徐变会使构件变形增加,是构件的应力发生重分布。
在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。
在混凝土超静定结构中,徐变会引起内力重分布3.图1-2是软钢(有明显流幅的钢筋)的应力-应变曲线。
在A点(比例极限)之前,应力与应变成比例变化;过A点后,应变较应力增长快,到达B’点(屈服上限)钢筋开始塑流;B点(屈服下限)之后,钢筋进入流幅,应力基本不增加,而应变剧增,应力-应变成水平线;过C点后,应力又继续上升,到达D点(极限强度);过D点后钢筋出现颈缩,应变迅速增加,应力随之下降,在E点钢筋被拉断。
图1-3是硬钢(无明显流幅的钢筋)的应力-应变曲线。
钢筋应力在大约0.65倍的极限抗拉强度之前,应力-应变按直线变化,之后,应力-应变成曲线发展,但直到钢筋应力达到极限抗拉强度,没有明显的屈服点和流幅。
超过极限抗拉强度后,由于颈缩出现下降段,最后被拉断。
4.(1)要求钢筋强度高,可节省钢材。
(2)要求钢筋的塑性好,使结构在破坏之前有明显的预兆。
(3)要求钢筋的可焊性好,使钢筋焊接后不产生裂纹及过大变形。
(4)要求钢筋与混凝土的粘接锚固性能好,使钢筋与混凝土能有效的共同工作。
第二章简答题1.何谓结构上的作用、作用效应及结构的抗力?2.荷载和作用有什么区别?3.何谓结构的功能要求,它包括哪些内容?可靠度和可靠性的关系是什么?4.我国不同类型建筑结构的设计使用年限是如何划分的?5.结构的设计基准期和设计使用年限有何不同?6.规范如何划分结构的安全等级?7.何谓结构的极限状态?它包括哪两方面内容?8.结构的功能函数和极限状态方程如何表达?1.结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布,以及硬气结构外加变形或约束变形的原因。
按其性质可分为直接作用或间接作用,以力的形式作用于结构上,称为直接作用,习惯上称荷载;以变形的形式出现在结构上,称为间接作用。
按其随时间的变异分为永久作用,可变作用,偶然作用。
(1)永久作用:为在设计基准期内量值不随时间变化或变化与平均值相比可以忽略不计的作用,特点是统计规律与时间参数无关,例如结构自重,土压力等;(2)可变作用:在设计基准期内,有时出现有时不出现其量值随时间变化,且变化与平均值相比不可忽略,特点是统计规律与时间参数有关,例如风荷载,雪荷载,楼面活荷载;(3)偶然作用:在设计基准期内不一定出现,但一旦出现,往往数值大,持续时间短,例如爆炸,撞击,目前对一些偶然作用,国内尚未有比较成熟的确定的方法。
直接作用或间接作用与结构构件上,在结构构件内产生的内力或变形称为作用效应,例如梁中的弯矩,剪力,柱中的轴力,板的挠度以及变形裂缝等都属于作用效应。
当为直接作用(荷载)时,其效应也称荷载效应。
结构或结构件承受内力或变形的能力称为结构抗力,亦即结构承受作用效应的能力,如构件的受弯承载力,构件的刚度等。
抗力与结构的形式,截面尺寸,材料等因素有关。
2.通常能使结构产生效应的原因,多数可归结为直接作用在结构上的力集(包括集中力和分布力),因此习惯上都将结构上的各种作用统称为荷载。
但是有些情况下,比如温度变化,地基变形,地面运动等现象,这类作用不是以力集的形式出现,称为荷载并不合适,就像地震时,结构由于地面运动而产生惯性力,此力是结构对地震的反应,并非是力直接作用在结构上,应该叫“地震作用”。
因此,通常认为作用的含义较全面,而荷载只是作用的一种形式。
3.结构在规定的设计使用年限内应满足的功能要求包括安全性、实用性和耐久性,具体包括:(1)在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;(2)在正常使用时具有良好的工作性能;(3)在正常维护下具有足够的耐久性;(4)在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必须的整体稳定性。
第(1)(4)两条是结构安全性的要求,第(2)条是结构实用性的要求,第(3)条是结构耐久性的要求,三者可概括为结构可靠性的要求。
以上安全性,实用性,耐久性总称为结构的可靠性,就是指结构在规定时间内,规定条件下,完成预定功能的能力。
而结构的可靠度是指结构在规定时间内,规定条件下,完成预定功能的概率。
即可靠度是可靠性的概率度量。
4.规定的设计使用年限见表2-2-1:类别设计使用年限(年)示例1 5 性结构2 25 替换的结构构件3 50 房屋和构筑物4 100 性建筑物和特别重要的建筑物5.结构的设计基准期是是进行结构设计时为确定可变荷载及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数,而设计使用年限是表示按规定指标进行设计的结构或构件,在正常施工、使用和维护条件下,不需进行大修即可达到预定目标的使用年限。
当结构的实际使用年限超过设计使用年限后,结构可靠概率值可能较设计初期小,但并不意味着结构立即失效。
6.结构设计中,按结构破坏时可能产生的后果(危及人的生命,造成经济损失,产生社会影响等)的严重程度,将结构分为三个等级。
一级为重要的建筑物,一旦发生破坏,后果很严重;二级为一般建筑物,一旦发生破坏后果比较严重,例如大部分工业建筑与民用建筑属二级;三级为次要建筑,发生破坏后果不严重。
一般情况下,建筑结构的安全等级宜与整个建筑物的安全等级相同,但对部分特殊构件可根据其重要程度适当调整安全等级,但不得低于三级。
7.整个结构或构件的一部分超过某有特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。
极限状态是区分可靠与失效的界限。
(1)承载能力极限状态。
承载能力极限状态对应于结构结构构件发挥允许的最大承载功能的状态,对应于结构或构件达到最大承载力或达到不合适与继续承载的变形。
当出现下列状态之一时,认为超过了承载能力的极限状态:(a)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。
如烟囱在风力作用下发生整体倾覆,或挡土墙在土压力作用下发生整体滑移;(b)结构构件或其连接因超过材料强度(包括疲劳破坏)而破坏。
如轴压柱中混凝土达到fc ,阳台、雨篷等悬挑构件因钢筋锚固长度不足而被拔出,或构件因过度变形而不适于继续承载;(c)结构转变为机动体系。
如简支板、梁,由于截面达到极限抗弯强度,是结构成为机动体系而失去承载能力;(d)结构或构件丧失稳定。
如细长柱达到临界荷载发生失稳破坏;(e)地基丧失承载力而破坏。
(2)正常使用极限状态。
正常使用极限状态对应与结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限值。
(a)影响正常使用或外观的变形;(b)影响正常使用或耐久性的局部破坏;(c) 影响正常使用的震动;(d) 影响正常使用其他特定状态,如沉降过大等。
8.设结构作用效应为S,结构抗力为R,结构和构件的工作状态可用S和R的关系描述:Z=R-S=g(R,S) Z定义为结构的功能函数,当Z>0,即R>S时,结构处于可靠状态;Z<0,即R<S 时,结构处于失效状态;Z=0,即R=S时,结构处于极限状态。
Z=g(R,S)=0称为极限状态方程也可表达为:Z=g(x1,x2,…,xn)=0 式中g(…)----函数记号;x1,x2,…,xn----影响结构功能的各种因素,如材料强度、几何参数、荷载等。
由于R、S均为非确定性的随机变量,因此Z=R-S 也是非确定性的随机变量。
第三章简答题1.试述钢筋混凝土轴心受压柱的受力破坏过程。
2.简述钢筋混凝土轴心受拉构件的受力破坏阶段和特点。
3. 在配置普通箍筋和配置螺旋或焊接环式箍筋的轴心受压柱中,纵筋和箍筋的主要作用有哪些?4. 轴心受压构件的稳定系数φ的表格中l0/b与l0/d及l0/i的换算关系如何?5. 钢筋混凝土轴心受压构件中为什么不宜采用高强度钢筋?1. 对于钢筋混凝土短柱,当承受的轴向压力较小时,钢筋和混凝土处于弹性阶段,它们应力与荷载的增加成正比。
当荷载较大时,混凝土表现出塑性性质,钢筋应力增长快于混凝应力增长。
达到破坏荷载时,构件出现纵向裂缝,纵筋发生压屈而外鼓,混凝土被压碎。
当纵筋的抗压强度较高时,可能回出现钢筋没有达到屈服强度而混凝土达到极限压应变的情况。
对于长细比较大的柱子,各种因素形成的初始偏心矩是构件产生侧向弯曲并由此产生附加弯矩,因而降低了构件的受压承载力。
如果长细比过大,柱子还可能因失稳而破坏。
2. 钢筋混凝土轴心受压构件从开始加载到破坏,经历三个阶段。
第Ⅰ阶段(开始加载~混凝土开裂),混凝土与钢筋共同受力,应力与应变基本成线形关系。
随着荷载的增加,混凝土很快达到极限压应变,即将开裂。
第Ⅱ阶段(裂缝出现~钢筋屈服)裂缝出现后,裂缝截面处的混凝土很快退出工作,拉力转由钢筋承担。
这个过程一直持续到钢筋屈服。
第Ⅲ阶段(钢筋屈服~构件破坏),裂缝迅速开展,荷载稍有增加甚至不增加,都会导致裂缝截面的全部钢筋达到屈服强度。
此时认为构件达到破坏强度。
3. 配置纵向钢筋及箍筋的混凝土轴心受压构件中,主要利用混凝土承受轴心压力,配置的纵筋主要是为了改善构件的延性,减小混凝土的徐变变形,承受压力以减小构件截面尺寸,并且负担可能出现的拉力。
普通箍筋柱中配置的箍筋可固定纵筋的位置,形成钢筋骨架,防止纵筋受压后过早压屈而失稳,并对核心混凝土起到一定的约束作用,可改善轴心受压构件的脆性性质。
螺旋箍筋柱中配置的密排螺旋筋和焊接环式箍筋,可以有效约束核心混凝土的横向变形,使混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土的抗压强度和构件的延性。
4. 矩形截面根据l0/b查取φ值,而圆形截面根据l0/b查取φ值,对于任意截面则用l0/i查取φ,但同一个φ可对应上述三种比值,他们的计算关系如下:对于矩形与圆形截面,根据二者面积不变,惯性矩不变的原则求得矩形短边与圆形截面直径之间的关系,再进行换算即得5. 实验表明,钢筋混凝土短柱在混凝土破碎时的压应变值比混凝土棱柱体的极限压应变略高,其主要原因是纵筋起到调整混凝土应力的作用,改善了受压破坏的脆性性质。