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第一章钢筋混凝土结构的材料一、思考题12．什么是混凝土的徐变?徐变对钢筋混凝土构件会产生哪些影响?徐变与塑性变形有哪些不同?13．什么是混凝土的收缩?如何减少混凝土收缩?14．在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现?15．钢筋混凝土构件受力后，钢筋所受到的力是通过什么途径得到的?二、填空题1．我国建筑工程中所用的钢筋有、、、四种。
2．钢筋按化学成分的不同可分为、两大类。
3．钢筋按其外形可分为、两类。
4．I级热轧钢筋和钢丝属于钢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋及热处理钢筋属于钢。
5．混凝土的应变值的大小对水工钢筋混凝土的抗裂性能有很大影响，所以提高混凝土的值对水工钢筋混凝土有其重要意义。
6．钢筋和混凝土是两种不同的材料，两者能够共同工作是因为、、。
7．钢筋的粘结力由、、三部分组成。
l，钢筋的强度愈、直径愈、混凝8．钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度al要求的就愈长。
土的强度愈，则钢筋的锚固长度a三、选择题1．软钢钢筋经冷拉后( )。
(A)屈服强度提高但塑性降低(B)屈服强度提高塑性不变(C)屈服强度提高塑性提高(D)屈服强度和抗压强度均提高但塑性降低2．混凝极限压应变值随混凝土强度等级的提高而( )。
(A) 提高(B) 减小(C) 不变3．钢筋混凝土轴心受压柱的试验表明，混凝土在长期持续荷载作用下的徐变，将使截面发生应力重分布，即( )。
(A)混凝土的应力逐渐减小，钢筋应力逐渐增大(B)徐变使混凝土应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的应力也减小。
(C)徐变使混凝土应力减小，钢筋应力增加(D)由于徐变是应力不变，应变随时间的增长而增长，所以混凝土和钢筋的应力均不变。
4．对称配筋的钢筋混凝土构件，两端固定，由于混凝土收缩（未受外荷载作用），则( )。
(A)混凝土产生拉应力，钢筋产生压应力(B)混凝土和钢筋均不产生应力(C)混凝土产生拉应力，钢筋中无应力5．地面上顶制一块钢筋混凝土板，在养护过程中发现表面出现微细裂缝，其原因为( )。
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度cu f 。
影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。
尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100）cu f （150）=1.05cu f （200）2.混凝土弹性模量和变形模量。
①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。
表示为：E '=σ/ε=tan α0②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。
E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。
③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。
影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。
徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预应力损失。
4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。
CHENG混凝土结构设计原理第一章钢筋混凝土的力学性能1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？答：我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种：热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。
我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，即I、II、III 三个等级，符号分别为 ( R ) 。
6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以E C表示。
第二章混凝土结构的设计方法一、填空题1、结构的、、、统称为结构的可靠性。
2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。
3、当结构出现或或或状态时即认为其超过了正常使用极限状态。
4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。
5、可靠指标 = ，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
6、结构功能的极限状态分为和两类。
7、我国规定的设计基准期是年。
8、结构完成预定功能的规定条件是、、。
9、可变荷载的准永久值是指。
10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按极限状态验算。
二、判断题1、结构的可靠度是指：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值。
2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。
3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。
HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。
4、可变荷载准永久值：是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。
5、结构设计的基准期一般为50年。
即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。
6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《标准》规定的允许值，承载力计算就没问题。
7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。
8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。
9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。
10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。
11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。
12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。
13、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取00.9γ=。
14、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。
15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。
16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。
第一节极限状态的基本概念一、结构上的作用二、结构的抗力及其不定因素三、结构的功能要求四、结构的极限状态五、结构安全等级一、结构上的作用（一）作用及作用效应（effect of action）结构在施工和使用期间，将受到其自身和外加的各种因素作用，这些作用在结构中产生不同的效应——内力和变形。
这些引起结构的内力和变形的一切原因统称为结构上的作用。
作用在结构上产生的内力（弯矩、剪力、扭矩、压力和拉力等）和变形（挠度、扭转、转角、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等）称为作用效应。
由第一类作用，即荷载引起的效应，称为荷载效应。
（二）作用的分类1.按时间的变异性和出现的可能性分类，结构上的作用可以分为三类：(1)永久作用（permanent action）永久作用在结构上的作用值，在设计基准期（design reference period）内不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计。
(2)可变作用（variable action）在设计基准期内作用值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略。
(3)偶然作用（accidental action）偶然作用在设计基准期内出现的概率很小。
一旦出现，其持续时间很短，但其量值很大，如罕遇地震、车辆或船舶撞击力。
2.按照空间位置的变异性分类（1）固定作用在结构空间位置上具有固定位置的作用，但其量值是随机的，如恒荷载(dead load)、固定的设备等。
（2）自由作用在结构空间一定范围内可以改变位置的作用，如车辆荷载、人群荷载等。
3.按照结构的反应分类（1）静态作用在结构上不产生加速度或产生加速度可忽略不计的作用，如结构自重。
（2）动态作用在结构上产生不可忽略加速度的作用，如汽车荷载、地震等。
(三)作用代表值（representative value of an action）1.作用的标准值（characteristic value of an action）如图所示。
对永久作用，由于其变异性不大，标准值是以其平均值，即0.5分位值确定，可以按照结构设计尺寸和材料确定，或按照结构构件的平均重力密度确定。
对于可变作用，桥涵结构的可变作用的标准值可从《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2003）中查得，对某些特殊情况下的作用，也可以通过调查统计按照同类工程经验取值。
2.作用的准永久值（quasi-permanent value of an action）如图作用的准永久值一般是依据作用出现的累计持续时间〔考虑到出现的频率程度和每次出现持续时间〕而定。
3.作用的频遇值（frequent value of an action）《公桥规》规定，可变作用的频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数，频遇值系数，汽车荷载（不计冲击力）=0.7，人群荷载=1.0，风荷载=0.75，温度梯度=0.8，其他作用=1.0。
3 / 144.作用代表值的选用：永久作用应采用标准值作为代表值。
可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。
承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值为可变作用的代表值。
正常使用极限状态按短期效应组合设计时，应采用频遇值为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值为可变作用的代表值。
偶然作用取其标准值为代表值。
5.作用设计值（design value of anaction）作用设计值是作用标准值乘以作用分项系数后的值。
永久作用分项系数如表2-1。
表2-1永久作用分项系数表二、结构的抗力及其不定因素抗力是结构构件抵抗作用效应的能力，即承载能力和抗变形能力。
承载能力包括受弯、受压、受剪、受扭承载力等各种抵抗外力的能力；抗变形能力包括抗裂能力、刚度等。
引起抗力不定性的主要因素有：（1）材料性能的不定性。
（2）几何参数（geometrical parameter）的不定性。
（3）计算模式的不定性。
三、结构的功能要求结构的功能是由其使用要求决定的，具体有如下四个方面：（1）结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。
（2）结构在正常使用条件下具有良好的工作性能。
（3）结构在正常使用和正常维护的条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性。
（4）在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然事件（如爆炸）发生时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。
结构可靠度(degree of reliability)的定义：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。
四、结构的极限状态(limit state)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。
1、承载能力极限状态(ultimate limit state)这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：(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或因过度的塑性变形而不能继续承载（包括疲劳破坏）；(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）；2.正常使用极限状态(service ability limit state)这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限定值的状态。
当结构或结构构件出现下列状态5 / 14之一时，即认为超过了正常使用极限状态：（1）影响正常使用或外观的变形；（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如过大的裂缝宽度（crack width）；（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其它特定状态。
3.破坏安全极限状态。
这种极限状态是指偶然事件造成结构局部破坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。
我国现行《公桥规》规定公路桥涵应进行以下两类极限状态设计：1.承载能力极限状态：对应于桥涵及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。
2.正常使用极限状态：对应于桥涵及其构件达到正常使用或耐久性的某项限定值的状态。
五、结构安全等级（safetyclass）桥梁涵洞分类表第二节作用效应组合一、作用效应组合原则（1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。
当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。
（2）可变作用当它的出现反而对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。
实际不可能同时出现的作用或不同时参与组合的作用，按表2-3规定不考虑其作用效应的组合。
（3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定。
（4）多个偶然作用不能同时组合。
二、作用效应组合（combination for action effects）（一）按承载能力极限状态设计1.作用效应基本组合（fundamental combination of action effects）效应组合表达式为：7 / 142.作用效应偶然组合（accidental combination of action effects）承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。
偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。
地震作用标准值及其表达式按《公路工程抗震设计规范》JTJ004规定采用。
（二）按正常使用极限状态设计1.作用短期效应组合（combination for short-term action effects）2.作用长期效应组合（combination for long-term action effects）正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：第三节极限状态设计原一、承载能力极限状态计算原则桥梁构件的承载能力极限状态计算，应采用下列表达式：二、持久状况正常使用极限状态计算公路桥涵的持久状况设计应按正常使用极限状态的要求，采用作用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过本规范规定的各相应限值。
在上述各种组合中，汽车荷载效应不计冲击系数。
第四节材料强度的标准值与9 / 14计值一、材料强度标准值二、材料强度设计值一、材料强度标准值(characteristic value of material strength)(一)钢筋强度标准值普通钢筋抗拉强度标准值表2-5。
钢筋种类符号235335400400 预应力钢筋抗拉强度标准值表2-6。
钢筋种类符号钢绞线1×2（二股）d=8.0、10.0d=12.0 1470、1570、1720、1860 1470、1570、17201×3（三股）d=8.6、10.8 1470、1570、1720、1860d=12.9 1470、1570、17201×7（七股）d=9.5、11.1、12.7d=15.218601720、1860 消除应力钢丝光面螺旋肋d=4、5d=6d=7、8、91470、1570、1670、17701570、16701470、1570刻痕d=5、7 1470、1570精轧螺纹钢筋d=40d=18、25、32JL540540、785、930(二)混凝土强度标准值1、混凝土轴心抗压强度标准值轴心抗压强度（棱柱体强度）标准值与立方体抗压强度标准值之间存在着以下折算关系：2、混凝土的轴心抗拉强度抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的折算关系如下：3、混凝土的强度标准值表2-6混凝土的强度标准值和设计值。
强度种类强度等级强度标准值设计值轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C15 10.0 1.27 6.9 0.8811 / 14C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 13.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.21.541.782.012.202.402.512.652.742.852.933.003.053.109.211.513.816.118.420.522.424.426.528.530.532.434.61.061.231.391.521.651.741.831.891.962.022.072.102.14二、材料强度设计值（一）钢筋的强度设计值《公桥规》规定，钢筋抗压强度设计值或按以下两个条件确定：《公桥规》规定，钢筋抗压强度设计值或按以下两个条件确定：1.钢筋的受压应变（或）=0.002；2.钢筋的抗压强度设计值（或）=（或）必须不大于钢筋的抗拉强度设计值（或）。
