Instrumentation and Equipments 仪器与设备, 2017, 5(1), 1-9 Published Online March 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/678907648.html,/journal/iae https://https://www.doczj.com/doc/678907648.html,/10.12677/iae.2017.51001
文章引用: 王文明. 混凝土强度智能检测仪设计原理及其检测技术[J]. 仪器与设备, 2017, 5(1): 1-9.
Design Principle and Detection Technology of Intelligent Tester for Strength of Concrete
Wenming Wang 1,2
1
Xinjiang Bazhou Construction Engineering Quality Inspection Center, Korla Xinjiang 2
Xinjiang Institute of Building Engineering Science and Technology, Urumqi Xinjiang
Received: Mar. 8th , 2017; accepted: Mar. 26th , 2017; published: Mar. 29th , 2017
Abstract This article from the intelligent instrument for testing the strength of concrete to the design prin-ciple is introduced, by reducing or avoiding damage to the concrete structure, reducing the influ-
ence of various factors, so as to improve the accuracy of detection. According to the comparison of the core technology of each invention patent in the intelligent tester of concrete strength, the spe-cific detection technology and method are described. Because of its environmental protection, economic and other advantages, it can be widely used in construction, railway, transportation, water transportation, port industry and other industries of the structural concrete strength of the field testing. Keywords
Concrete Strength, Intelligent Tester, Design Principle, Detection Technology
混凝土强度智能检测仪设计原理及其检测技术 王文明1,2
1
新疆巴州建设工程质量检测中心，新疆 库尔勒 2新疆兵团建筑工程科学技术研究院，新疆 乌鲁木齐
收稿日期：2017年3月8日；录用日期：2017年3月26日；发布日期：2017年3月29日
摘 要
本文从混凝土强度智能检测仪研制目的着手，对其设计原理进行了介绍，通过减少或避免对混凝土结构
王文明
的损伤，降低各种影响因素，从而提高检测精度。结合混凝土强度智能检测仪中每项发明专利的核心技术进行横向技术比较，阐述了具体的检测技术和方法。由于其具有环保、经济等优点，可广泛应用于建筑、铁路、交通、水运、港工等行业的结构实体混凝土强度的现场检测。
关键词
混凝土强度，智能检测仪，设计原理，检测技术
Copyright ? 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
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1. 引言 混凝土强度包括抗压强度、抗折强度、抗剪强度、抗拉强度等等。其中，抗压强度为混凝土最为重要的性能参数。现有技术中，对混凝土抗压强度的检测方法主要包括两大类。
一类是通过制作试件法[1] [2] [3] [4]。
通过制作边长为150 mm (标准试件)、100 mm 或200 mm (非标准试件)立方体试件，待达到相应龄期后，采用万能试验机或压力试验机对混凝土标准件进行抗压试验，从而得到极限破坏荷载，再根据极限破坏荷载与混凝土标准试件的受压面积，计算混凝土的抗压强度。若为非标准试件，尚应进行相应的换算方可得到抗压强度。
所谓相应龄期，对于不同行业不同技术标准有着不同的定义。譬如，在建筑行业相应龄期通常为28 d 。当特指600℃?d 混凝土时，相应龄期通常指10~60 d 。制作试件法检测混凝土强度存在的缺陷为：检测仪器设备大，不便于随身携带；检测建筑垃圾多，不环保；检测精度受试件尺寸、养护方式、相应龄期、加载速率和人员设备等多种因素影响。
二类是通过间接技术法[1] [2] [3] [4]。
通过回弹法、钻芯法、抗折法、抗剪法、超声回弹综合法、后锚固法和剪压法等多种间接检测技术进行检测推定得到混凝土抗压强度。
回弹法是无损检测方法中最为常用的方法之一，方法检测便捷，可直接通过回弹仪弹击杆弹击混凝土表面，通过混凝土表面的回弹值和混凝土的碳化深度，进而推定混凝土的抗压强度。该方法人为因素影响大，且受混凝土表面平整度和干湿度及其温度影响大，检测精度难以把握。
钻芯法是在结构或构件中钻取不同直径的混凝土试样，并将试样切割、加工、养护后，在传统试验机上通过抗压试验得到混凝土抗压强度。现行规范规定的标准芯样为高度和直径均为100 mm 。对于钻芯法的检测精度，行业内专家意见不一。有认为钻芯法精度较高甚至认为是最高的，也有认为离散较大，精度较差的。笔者通过大量实践证明：钻芯法检测方法直观，但结果未必精确。其操作过程繁琐，需要现场有水有电，对混凝土构件或混凝土结构存在较大的破坏，且受人员、设备、钻芯方向、补平方式等多种影响，若要做到较好的精度，需要有丰富的检测经验。
其他的检测方法也各有利弊，在此不再赘述。
以下从混凝土强度智能检测仪的研制目的、设计原理着手，对矩形状或环形状类混凝土强度智能检测仪、抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪、扭矩类智能检测仪的检测技术进行综述。
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王文明
2. 设计原理
2.1. 研制目的
混凝土强度智能检测仪研制目的旨在解决现有技术中的混凝土抗压强度的检测方法有些检测精度难以把握、有些操作繁琐、有些设备较大不便携带、有些对工程或结构具有较大破坏，以及检测过程带来较多建筑垃圾等诸多缺陷。拟设计仪器体积小可满足携带方便、可自动采集测试精度高、检测过程建筑垃圾少等显著优势的检测仪器。
2.2. 设计原理
混凝土强度智能检测仪的设计原理是通过减小受测混凝土试件的尺寸来降低荷载的力值，从而实现减小仪器的体积和减少检测垃圾。通过加载机构对受测试件进行加载，并将加载数据通过压力传感器上传到电性连接的数据处理系统即可得到混凝土强度测试结果。减小受测混凝土试件的尺寸所进行的数据通过与正常标准试件大量比对，找到其相关性最好的函数形式作为仪器数据处理系统的可靠模式。
数据处理系统是利用现代电子技术，通过设置数据处理机构，输入实现建立的相关性最好的函数形式以达到自动采集，提高检测精度。为便于观测和数据传递，数据处理机构专门设置了数据的显示屏和USB接口、串线口等数据连接口。
因此，设计的智能检测仪结构简单，体积小，便于携带，检测过程实现自动化，检测垃圾少，检测精度高。可广泛适用于建筑、铁路、交通、水运、港工等行业混凝土强度的检测。
3. 检测技术
对混凝土强度的检测，通过制作试件法虽然精度相对较高，但检测建筑垃圾多，不环保，且仪器笨重不便于现场检测，通过间接技术法也各有利弊。结合上述制作试件法、回弹法、钻芯法检测方法，为提高检测精度，我们采取了超声回弹综合法、后锚固法、剪压法等等各种方法，但收效甚微，精测精度难以满足检测实际需要。
近年来，笔者发明了一系列新的检测仪器和检测技术，并从全国范围进行了大量实验研究，取得了一系列有价值的成果。笔者主要从矩形状或环形状类混凝土强度智能检测仪、抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪、扭矩类智能检测仪及其检测技术等三方面对混凝土强度智能检测仪设计原理及其检测技术进行综述。
3.1. 矩形状或环形状类混凝土强度智能检测仪及其检测技术[5]
矩形状或环形状混凝土强度智能检测仪由底座、支撑柱、试件夹、摇杆、连接平板、导轨结构、加载机构、加压支条、连接平板、操作键、显示屏、压力传感器、数据处理系统及其相应的USB口或串线口等构成，如图1所示。检测仪的支撑柱呈竖状设于底座上，相间布置，其上设有试件夹。压力传感器位于两支撑柱的中间位置，电性连接数据处理系统和加载机构，其上端覆盖有呈水平放置的连接平板，连接平板上凸设有加压支条，位于两试件夹的中间位置。
设计的矩形状或环形状试件智能检测仪(授权专利号：ZL201310303529.6)，用于对混凝土试件直径范围为30~50 mm、长度不小于60 mm的混凝土试件进行抗压强度检测。对于此类智能检测仪，其最佳函数形式随着矩形状或环形状等不同形状以及不同尺寸及其不同受力点的变化而变化，因此申报专利时未选取了特定的函数形式。其相关性良好均在0.95以上，较传统的试件法和间接技术法有显著提高，尤其是其完全实现智能自动化，保障数据的真实可靠以及检测垃圾少具有较好的环保效益。
设计的矩形状或环形状试件智能检测仪的具体检测技术如下：
王文明
13
(a) 主视示意图 (b) 俯视示意图
1415
100
(c) 左视示意图 (d) 轨槽连接放大示意图
10. 显示屏；11. 底座；12. 加载机构；13. 摇杆；14. 支撑柱；15. 试件夹；16. 压力传感器；17. 连接平板；18.
加压支条；19. 操作键；100. 导轨结构；151. 通孔； A. 轨槽连接处
Figure 1. Intelligent detection instrument for compressive strength of concrete and schematic diagram of
connection and enlargement of rail tank
图1. 矩形状或环形状混凝土强度智能检测仪及轨槽连接放大示意图
1) 将直径范围为30~50 mm 、长度不小于60 mm 的混凝土试件放置在两试件夹之间进行有效固定；
2) 启动加载机构，使压力传感器上的连接平板及加压支条抵接于混凝土试件的中间位置，通过不 断加大加载力值，使压力传感器不断上移，加压支条逐渐抵接混凝土试件的中间位置。通过加载机构不断加载，直至受测混凝土试件被破坏，智能检测仪自动得到混凝土试件破坏瞬间的强度；
3) 通过对多个受测混凝土试件的强度的检测，经仪器数据处理机构的处理，得到混凝土试件强度的最终结果。
王文明
3.2. 抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪及其检测技术[6] [7] [9]
抗剪(抗折)类又称混凝土抗压强度智能剪切仪(抗折仪)，如图2，系采用抗剪(抗折)试件抗剪(抗折)强度与边长为150 mm 的立方体标准试件抗压强度建立相关关系，推定结构或构件混凝土的抗压强度。笔者发明的“检测混凝土抗压强度的剪切仪”和“抗折法检测混凝土抗压强度的方法及装置”，授权专利号分别为：ZL201320506591.0和ZL201110282390.2。对于抗剪法采用直线、幂函数、指数、对数、多项式等函数形式分别计算得出的R 2开方得到其相关系数分别为0.9317、0.9018、0.8351、0.9628、0.9699。从上述计算结果来看，多项式剪切强度值与试件抗压强度值相关性最好。因此申报专利时初步选取了这
种函数形式。而对于纯抗折时，其相关系数达到0.9899，最佳转换公式为,,e kz i bf c kz i f a =，详见(4)。
从图2可见，剪切仪包括架体、传感器、固定座、板体以及动力元件等，两固定座相向设置，连接于架体之上，并具有一定间隔，中间设有安装孔，供混凝土试样插设安放，便于检测。检测仪的样式可以有不同形式，也可以是图3所示的另一种形式。
设计的抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪的具体检测技术如下：
1)将直径为44 mm 的小芯样插设于两固定座间的安装孔；
2)对仪器的驱动元件施加驱动力，使抵接件与混凝土试样的剪切(抗折)段产生剪切作用，直至剪切(抗折)破坏；
3)混凝土试样从插设段上被剪切(抗折)破坏瞬间，通过传感器将驱动力数据传递至控制元件，控制元件通过事先设定的剪切(抗折)强度与抗压强度的转换公式(见式(1))自动计算得到混凝土试样的强度。
2c kji kji kji f a b f c f =+×+× (1)
其中，c kji f 为混凝土的抗压强度换算值(MPa)；kji f 为多个混凝土的平均剪切(抗折)强度(MPa)；a 、b 、c 为回归方程的回归系数。
4) 当为纯抗折时，其最佳转换公式为,,e kz i bf c kz i f a =，取上述确定出的三个抗折试件的抗折强度的平均
Figure 2. Anti shear (flexural) concrete strength in-
telligent tester
图2. 抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪
王文明
1. 剪切仪；14. 动力元件；15. 传感器；16. 抵接环；
12. 固定座；11. 架体
Figure 3. Another form of anti shear (flexural
strength) concrete strength intelligent tester main
visual sketch map
图3. 另一形式抗剪(抗折)类混凝土强度智能检
测仪主视示意图
值,kz i f 作为本组抗折试件的抗折强度代表值，与对应的150 mm 立方体试件抗压强度建立相关关系，从而确定回归方程回归系数a ，b 的具体数值；
其中：,c kz i f 即为第i 个混凝土构件抗压强度换算值(MPa)；
,kz i f 即为第i 个混凝土构件抗折强度(MPa)；
a 和
b 即为回归方程回归系数。
3.3. 扭矩类混凝土强度智能检测仪及其检测技术[8]
扭矩类混凝土强度智能检测仪又称混凝土抗压强度扭矩法检测仪，由夹座、扭矩杆、座体、夹板、显示屏、螺杆、销轴、滑槽等构成，扭矩法检测仪夹板的内表面上设有凹凸结构，使得夹板可以更加稳固的夹住混凝土试样。如图4和图5所示。
扭矩类混凝土强度智能检测仪系采用抗扭试件扭矩强度与边长为150 mm 的立方体标准试件抗压强度建立相关关系，推定结构或构件混凝土的抗压强度。笔者发明的“混凝土抗压强度扭矩法检测仪”和“混凝土抗压强度扭矩法检测仪及其检测方法”，其专利授权号分别为：ZL201320516708.3和ZL201310370542.3。检测仪的样式可以有不同形式，也可以是图5所示的另一种形式。对于扭矩类混凝土强度智能检测仪，采用直线、幂函数、指数、对数、多项式等函数形式分别计算得出的R 2开方得到其相关系数分别为0.9415、0.8918、0.9352、0.9816、0.9499。从上述计算结果来看，对数函数形式的扭矩
王文明
1. 扭矩法检测仪；
2. 混凝土结构实体；21. 环槽；
22. 用于检测的混凝土试样；12. 夹座；11. 扭矩杆；
122. 座体；121. 夹板；111. 显示屏；123. 螺杆；125.
销轴；126. 滑槽
Figure 4. The schematic diagram of the main view
of the measuring instrument in the working condition
图4.扭矩类混凝土强度智能检测仪处于工作状
态的主视示意图
1
1. 扭矩法检测仪；
2. 混凝土结构实体；21. 环槽；
22. 用于检测的混凝土试样；12. 夹座；11. 扭矩杆；
122. 座体；121. 夹板；111. 显示屏；123. 螺杆；125.
销轴；126. 滑槽
Figure 5. Another case of torque detection instrument
in the working state of the main vision
图5. 另一情形扭矩类混凝土强度智能检测仪处
于工作状态的主视示意图
王文明
强度值与试件抗压强度值相关性最好，因此申报专利时初步选取了(),,c nj i
nj i aL f n f b =+这种函数形式。 设计的扭矩类混凝土强度智能检测仪的具体检测技术如下：
1) 在待测混凝土构件或混凝土结构实体上钻制贯穿于混凝土构件或混凝土结构实体的外表面的检测环槽；
2) 将扭矩类混凝土强度智能检测仪其套设在混凝土试样外，夹紧后逐步施加扭力，直至将混凝土试样扭断；
3) 在混凝土试样被扭断的瞬间，得到扭矩法检测仪施加的扭力峰值；根据事先确定的的扭力峰值代入扭力与抗压强度的转换公式，得到混凝土试样的强度。转换公式如式(2)。
(),,c nj i
nj i aL f n f b =+ (2) 其中：,c nj i f 即为采用的扭矩法检测仪检测时第i 个混凝土构件或混凝土结构实体2的抗压强度换算值(MPa)；,nj i f 即为采用的扭矩法检测仪检测时施加于第i 个混凝土构件或混凝土结构实体2混凝土扭力峰值(kN)；a 、b 即为回归方程的回归系数。
3.4. 混凝土强度智能检测仪技术间横向对比[9]
上述介绍的三类混凝土强度智能检测仪均有授权的发明专利，说明其技术均具备新颖性、创造性和实用性。同时，均完全实现智能自动化，保障数据的真实可靠以及检测垃圾少具有较好的环保效益。对其进行技术间横向对比，主要存在以下不同。
1) 矩形状或环形状类混凝土强度智能检测仪(授权专利号：ZL201310303529.6)，对于检测试件尺寸的要求为直径范围30~50 mm 、长度不小于60 mm 。其相关性良好均在0.95以上，但最佳函数形式随着矩形状或环形状等不同形状以及不同尺寸及其不同受力点的变化而变化，因此没有特定的最佳函数形式。
2) 抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪(“检测混凝土抗压强度的剪切仪”和“抗折法检测混凝土抗压强度的方法及装置”，授权专利号分别为：ZL201320506591.0和ZL201110282390.2。)，系采用抗剪(抗折)试件抗剪(抗折)强度与边长为150 mm 的立方体标准试件抗压强度建立相关关系，推定结构或构件混凝土的抗压强度。最佳函数形式为多项式，相关系数达到0.9699。而对于纯抗折时，其最佳转换公式为 ,,e kz i bf c kz i f a =，相关系数达到0.9899。
3) 扭矩类混凝土强度智能检测仪(“混凝土抗压强度扭矩法检测仪”和“混凝土抗压强度扭矩法检测仪及其检测方法”，其专利授权号分别为：ZL201320516708.3和ZL201310370542.3。)，系采用抗扭试件扭矩强度与边长为150 mm 的立方体标准试件抗压强度建立相关关系，推定结构或构件混凝土的抗
压强度。最佳函数形式为对数函数(),,c nj i
nj i aL f n f b =+，相关系数达到0.9816。 从以上技术间横向对比，精度最高的是抗剪(抗折)类混凝土强度智能检测仪中的纯抗折模式，最佳转
换公式为,,e kz i bf c kz i f a =，相关系数达到0.9899。
4. 结论
混凝土强度智能检测仪具有以下特点：
1) 可用于混凝土抗压强度、抗折强度、抗剪强度、抗拉强度等不同形式来测得，也可通过以上不同形式最终统一推定混凝土抗压强度等重要技术指标，确保混凝土强度检测结果的可靠性；
2) 可用于混凝土现场检测或对预留混凝土试件直接检测，对混凝土破坏较小甚至不会对混凝土构件产生破坏，确保工程结构安全；
3) 仪器设计结构简单，体积较小，质量较轻，便于携带，检测过程完全自动化，减少检测过程人为
王文明
因素的影响，从而提高检测精度。三类混凝土强度智能检测仪优势各有千秋，其相关性良好均在0.95以上，较传统的试件法和间接技术法有显著提高，大大提高检测结果的公正性、准确性；
4) 广泛适用于建筑、铁路、交通、水运、港工等行业的不同龄期不同强度等级的混凝土强度的检测。
参考文献(References)
[1]王文明. 建设工程检测鉴定实例及检测鉴定技术应用指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
[2]王文明. 混凝土检测标准解析与检测鉴定技术应用指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.
[3]王文明. 新编建设工程无损检测技术发展与应用[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2012.
[4]王文明, 张荣成. 《高强混凝土强度检测技术规程》实施指南及检测新技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,
2014.
[5]王文明. 混凝土抗压强度智能检测仪及其检测方法[J]. 计量技术, 2015(4): 55-58.
[6]王文明. 抗剪法检测混凝土抗压强度技术研究[J]. 混凝土世界, 2012(12): 76-79.
[7]王文明. 抗折法检测混凝土抗压强度技术研究[J]. 混凝土世界, 2013(8): 74-77.
[8]王文明. 混凝土抗压强度扭矩法检测仪及其检测方法[J]. 仪器与设备, 2015(9): 4.
[9]王文明. 基于混凝土抗压强度检测的剪切仪设计方案及其检测方法[J]. 混凝土世界, 2016(9): 84-91.
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《结构设计原理》试题1（不错） 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为 【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是 【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗压设计强度。 14. 梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥作用的截面以外h0／2处，以保证斜截面抗弯；同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外，以保证正截面抗弯。 15. 其他条件相同时，配筋率愈大，平均裂缝间距愈小，平均裂缝宽度愈小。其他条件相同时，混凝土保护层愈厚，平均裂缝宽度愈大。 16. 当截面内力大且截面受限时，梁中可配受压钢筋。 17. 在一定范围内加大配箍率可提高梁的斜截面承载力。 18. 截面尺寸和材料品种确定后，在min≤≤max条件下，受弯构件正截面承载力随纵向受拉钢筋配筋率的增加而增大。 19. 为避免少筋梁破坏，要求≥min。
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。
水泥混凝土强度的检测方法 1、水泥砼抗压强度 测定砼抗压强度是评定砼品质的主要指标。目前，砼抗压强度试件以边长为150mm的正立方体为标准试件，砼强度以该试件标准养护到28天，按规定方法 测得的强度为准。 当砼抗压强度采用非标准试件时，其集料粒径要求及抗压强度尺寸换算系数如下： 集料粒径要求及抗压强度换算系数 集料最大粒径 试件尺寸（mm）尺寸换算系数 （mm） 30 100×100×100 0.95 40 150×150×150 1.00 60 200×200×200 1.05
砼立方体试件抗压强度计算：R=P/A 其中：R—砼抗压强度（MPa）P—极限荷载（N）A—受压面积（mm2）注：①以3个试件测值的算术平均值为测定值。如任一个测值与中间值的差值超过中间值的15%，则取中间值为测定值；如有两个测值与中间值的差值均超过上述规定时，则该组试验结果无效。②结果计算至0.1MPa。③非标准试件的 抗压强度应乘以尺寸换算系数。 2、砼抗折（抗弯拉）强度 测定砼抗（抗弯拉）极限强度，是为了提供水泥砼路面设计参数，检查水泥砼路面施工品质和确定抗折弹性模量试验加荷标准。 水泥砼抗折强度是以150mm×150mm×550mm的梁形试件，在标准养护条件下，达到规定龄期后，在净跨450mm，双支点荷载作用下的弯拉破坏，并按规定的计算方法得到的强度值。 砼抗折强度计算：Rb=PL/bha 其中：Rb—抗折强度（MPa）；P—极限荷载（N）；L—支座间距（L=450mm）；b—试件宽度（mm）；h—试件高度（mm）。 注：①如断面位于加荷点外侧，则该试件之结果无效；如两根试件无效，则该组结果作废。断面位置在试件断块短边一侧的底面中轴线上量得。②以3个试件测值的算术平均值为测定值。如任一个测值与中间值的差值超过中间值的15%，则取中间值为测定值；如有两个测值与中间值的差值均超过上述规定时，则该组试验结果无效。③结果计算至0.01MPa。④采用100mm×100mm×400mm非标准试件时，所取得的抗折强度值应乘以尺寸换算系数0.85。
《混凝土结构设计原理》期末考试题及答案 一.选择题 1、钢筋与混凝土能够共同工作得主要原因就是 ( D ) A、防火,防锈 B、混凝土对钢筋得包裹及保护 C、钢筋抗拉而混凝土抗压 D、混凝土与钢筋有足够得粘结力,二者膨胀系数接 近 2、钢筋混凝土梁在正常使用情况下 ( A ) A、通常就是带裂缝工作得 B、一旦出现裂缝,裂缝贯通全 截面 C、一旦出现裂缝,沿全长钢筋与混凝土得粘结力丧尽 D、通常就是无裂缝 得 3.《规范》确定立方体抗压强度所用试块得边长就是 ( A ) A、150mm B、200mm C、100mm D、250mm 4.钢材得含碳量越低则 ( B ) A.强度越高,塑性越好B、屈服台阶越长,伸长率越大,塑性越好 C、强度越低,塑性越差 D、屈服台阶越短,伸长率越小,塑性越差 5.钢筋混凝土轴心受压构件,引入稳定系数就是来考虑 ( D ) A.材料不同性能得影响 B、荷载长期作用得影响 C、两端约束情况得影响 D、长柱纵向挠曲得影响 二.填空 1．混凝土立方体十块得尺寸越大,其强度越小。 2．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级得提高而增大。 3．承载能力极限状态时,材料强度取设计值。 4．正常使用极限状态时,材料强度一般取标准值。 5．轴心受压构件得长细比越大,稳定系数值越小。 6．钢筋混凝土梁正截面设计中少筋破坏而,就是为了避免增大。 7．大偏心受压情况下,随着轴向压力得增大,正截面受弯承载力随之增大。 8．大偏心受压情况下,随着轴向压力得减小,正截面受弯承载力随之减小。 9．小偏心受压情况下,随着轴向压力得增大,正截面受弯承载力随之减小。 10．小偏心受压情况下,随着轴向压力得减小,正截面受弯承载力随之增大。 11．某工地一批混凝土立方体试块实测抗压强度平均值为,标准差为,则这一 批混凝土立方体抗压强度标准值为32、5-1、645 0、65=31、43 。 12．混凝土水灰比越大或水泥用量越多,则徐变与收缩值越大 。
线订装封密 号学 线 订装封密 级 西南交通大学 第（一）学期考试试卷 （教学班用） 课程代码0171033课程名称 混凝土结构设计原理 考试时间90分钟 阅卷教师签字： ____________________________________________________ 1、 单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个你认为最合 理的并标记“ ”。共27分，每小题1分） 1、混凝土强度等级是按其（ 证率为（）。 A.立方体、95% C.棱柱体、95% ）试块抗压强度标准值确定的，其保 B.立方体、85% D.棱柱体、85% 2、钢筋混凝土结构承载力极限状态设计计算中取用的荷载（当其效应 对结构不利时）设计值Q 与其相应的标准值Q k 、材料强度的设计值 f 与其相应的标准值f k 之间的关系为（ ）。 f f k B. Q Q k , f f f f k D. Q Q k , f f A. Q Q k , C. Q Q k , k k 3、设计和施工正常的轴心受压构件在长期压力作用下， （ ） A. 构件的极限承载力会急剧变小 B. 混凝土压应力随时间增长而变大，钢筋压应力变小 C. 混凝土压应力随时间增长而变小，钢筋压应力变大
D. 无论如何卸载钢筋一定出现拉应力、混凝土则一定出现压应 力 4、双筋矩形截面抗弯强度计算公式的适用条件： x 2a s ,其作用是（ ） A. 保留过大的受压区高度不致使混凝土过早压坏 B. 保证受拉钢筋的应力在截面破坏时能达到屈服 C. 保证受压钢筋的应力在截面破坏时能达到抗压强度设计值 D. 使总的钢筋用量为最小 5、配筋率很高的钢筋混凝土梁，提高其正截面抗弯承载力的最有效方 法是（ 7、（）的一定属于钢筋混凝土 T 形截面受弯构件 A. 截面形状是T 形或倒L 形 B. 截面形状是T 形或L 形 C. 截面形状是T 形或L 形且翼缘位于受压区 D. 截面形状是T 形或L 形且翼缘位于受拉区 & （）不是混凝土保护层的主要作用。 A. 防火 B.防锈 C.增加粘结力 D.便于装修 9、 正截面抗弯承载力计算公式是针对（ ）的。 A.少筋梁 B.适筋梁 C.超筋梁 D.上述A.、B 和C 全是 10、 梁柱中受力纵筋的保护层厚度是 指（ ）。 A. 箍筋外表面至梁柱最近表面的垂直距离 B. 纵筋外表面至梁柱最近表面的垂直距离 A. 提高混凝土强度等级 C.增大截面高度 B. 提高钢筋强度等级 D.增大截面宽度 6、在进行梁抗剪承载力计算时，验算 V 0.25 c f c bh o 的目的是（ ）。 A. 防止发生斜压破坏 C. 防止截面尺寸过大 B. 防止发生斜拉破坏 D. 防止发生锚固破坏
《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？
混凝土结构设计原理试卷及答案 一、判断题（正确的打“√”，错误的 打“×”）（每题1分，共10分） [× ]1、对钢筋冷拉可提高其抗拉强度和延性。 [√ ]2、对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。 [√ ]3、荷载分项系数与荷载标准值的乘积，称为荷载设计值。 [√ ]4、同样尺寸和材料的钢筋混凝土梁，适筋梁的极限承载力不是最高的。 [× ]5、对所有偏心受压构件必须考虑全截面受压时离轴力较远一侧钢筋受压屈服的可能性。 [√ ]6、受弯构件斜截面的抗剪承载力通过计算加以控制，斜截面的抗弯承载力一般不用计算而是通过构造措施加以控制。 [√ ]7、动力荷载作用下的裂缝宽度有所增大。 [× ]8、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数越大，表明裂缝间受拉混凝土参与工作的程度越高。 [× ]9、I 形截面各部分所受到的扭矩按其截面面积进行分配。 [× ]10、预应力混凝土构件的延性要比普通钢筋混凝土构件的延性要好。 二、单项选择题 （每题2分，共22分） 1、钢筋混凝土短柱在不变的轴压力长期作用下，由于混凝土的徐变使得（ B ） A.混凝土应力增大钢筋应力减小 B. 混凝土应力减小钢筋应力增大 C. 混凝土应力增大钢筋应力增大 D. 混凝土应力减小钢筋应力减小 2、复合受力下，混凝土抗压强度的次序为（ B ） A. Fc1 < Fc2 < Fc3； B. Fc2 < Fc1 < Fc3 ； C. Fc2 < Fc1 = Fc3； D.Fc1 = Fc2 < Fc3； 3、在二a 环境类别下，混凝土强度等级不大于C25时，钢筋混凝土梁的保护层最小厚度是（ D ） A. 15mm B. 20 mm C. 25 mm D. 30 mm 4、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（ A ） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 5、双筋矩形截面应满足s a 2x '≥的条件，其目的是（ B ） A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋 屈服 6、适筋梁的受弯破坏是（ B ） A 受拉钢筋屈服以前混凝土压碎引起的破坏
试卷A 一．名词解释 (本大题分5小题，每小题4分，共20分) 1．准永久组合： 准永久组合：正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。 2．预应力混凝土结构： 预应力混凝土结构：由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。 3．剪力墙结构： 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 4．极限状态： 极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。 5．荷载效应： 荷载效应：由荷载引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。二．简答题(本大题分6小题，共50分) 1、钢筋与混凝土粘结作用有哪些，并简述之？（9分） 钢筋与混凝土的粘结作用主要由三部分组成： （1）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）。这种吸附作用力来自浇注时水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化。这种吸附作用力一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用。当接触面发生相对滑移时，该力即消失。 （3分）（2）混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力。摩阻力是由于混凝土凝固时收缩，对钢筋产生垂直于摩擦面的压应力。这种压应力越大，接触面的粗糙程度越大，摩阻力就越大。（3分）（3）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自表面的粗糙不平。变形钢筋与混凝土之间有机械咬合作用，改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式，显著提高了粘结强度。对于变形钢筋，咬合力是由于变形钢筋肋间嵌入混凝土而产生的。虽然也存在胶结力和摩擦力，但变形钢筋的粘结主要来自钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合作用。（3分）
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）
探讨现场混凝土强度检测技术施彬 发表时间：2018-10-01T15:27:14.393Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：施彬 [导读] 摘要：在我国建筑工程行业不断的发展下，各类建筑在城市中得到迅速的发展，而混凝土也被广泛的应用在建筑物中。 南通市通佳工程质量检测有限公司江苏南通 226007 摘要：在我国建筑工程行业不断的发展下，各类建筑在城市中得到迅速的发展，而混凝土也被广泛的应用在建筑物中。混凝土作为一种结构性的材料，在近些年来，其在品种、强度等级、用途等方面的不断更新，混凝土技术也有了长足的进步。而当前，检测混凝土强度的方法有很多种，但总体而言，分为无损检测和局部损检测这两种。本文主要结合作者实际的工作经验，就以混凝土的强度检测为中心，对混凝土项目强度现场检测的概念和内容展开探讨，并且提出了更好地运用技术进行混凝土强度现场检测的要点。 关键词：建筑工程；混凝土项目；强度；现场施工 前言:近年来，随着混凝土需求量的增加，其质量问题也引起了人们的广泛关注，为了保证建筑物的结构安全，人们都会选择使用上乘的混凝土进行施工，其中被应用最多的是商品预拌混凝土，这种混凝土的结构材料不仅质量好，性能稳定，节能环保，还能够有效地缩短施工工期和降低建设投资等，但是它最大的优点还是它具有很高的抗压强度。在机械生产过程中，由于某些原因，混凝土的实际抗压强度出现了异常波动，混凝土的抗压强度达不到设计要求的强度等级现象。为确保混凝土结构工程的质量，探讨结构混凝土的实际强度，往往采用回弹法，超声回弹综合法等。 1常见的混凝土强度检测技术 1.1混凝土强度检测的回弹法 混凝土强度推定的准确性是由两方面的原因引起的，一方面是由回弹仪的质量引起的，而另一方面是测试性能的直接引起的，高性能的回弹仪有利于确保检测结果的真实性和准确性。洛氏硬度HRC为60±2的标准钢砧上是回弹仪的标准状态的平均率定应为80±2，如果缺乏这一条件则回弹仪就需要及时进行调整或校验。批量检测项目检测前后回弹仪率定值的差异会导致测试结果偏低。因此，在大批量检测过程中随时进行率定检测有利于确保检测结果的准确性。 回弹仪是回弹法在混凝土检测中最常用的仪器，回弹仪首先可以检测出混凝土的表面硬度，然后根据混凝土的表面硬度来推算出混凝土强度的一种方法。《建筑结构检测技术标准》的第4.3.2条规定：采用回弹法的过程中要确保被检测混凝土的表层质量具有代表性，同时还要确保切混凝土的抗压强度和龄期在技术规程限定的范围内。因此，回弹法在混凝土的检测过程中要建立在保证混凝土的内外质量基本一致的基础上。当混凝土表层与内部质量遭受化学腐蚀、火灾、冻伤以及内部存在缺陷时，这种情况是回弹法不能直接用于检测混凝土的强度。 1.2混凝土检测的超声回弹综合法 在混凝土强度检测方法当中，超声回弹综合法属于非破损方法之一。超声回弹综合法的主要是利用回弹值和超声波的脉冲速度这两个物理量来考量混凝土的强度，由于该种方法采用多项的物理参数，因此可较为全面的反应构成混凝土强度的各种因素，不仅如此，其还可以抵消部分影响混凝土强度的相关物理量。 1.3混凝土强度检测的钻芯法 混凝土检测方法，从宏观来分类，可分为非破损法和局部破损法两种，其中，属于非破损法的检测方法有回弹法、超声法和超声回弹综合法，而属于局部破损检测方法的有钻芯法和拔出法。混凝土检测的钻芯法，受混凝土工龄的限制比较小，因此其检测结果的误差也往往比较小可直观且真实地反映出混凝土的整体强度，因此在混凝土检测当中得到了广泛的应用。 2混凝土现场施工强度检验的方法 应用于混凝土强度检测的技术有很多，而在现场施工中检验混凝土强度一般采用回弹法，这种方法具有操作简便、适用现场的特点，可以充分满足混凝土现场施工的检测需要，且检测的数据具有精确性，不但能够对混凝土强度进行检测，而且能够对混凝土进行整体检验。 3混凝土现场施工强度检测的要点 3.1制定科学而周密的强度检测计划 应该看到混凝土项目现场施工因自身的特点、周边的环境不同而会表现出不同的特性，因此，应用混凝土强度现场检测的方式和方法也应该有所区别，因此，必须制定混凝土强度现场检测计划，这样才能够确保现场强度检测的质量。在制定混凝土强度检测计划时，应该注意如下几点：第一，应该对混凝土现场施工的情况进行综合分析，这样才能得出混凝土现场施工的整体而全面的信息和数据，有利于强度检测计划的设计。第二，要考虑强度检测计划的可执行性，要结合混凝土检测人员的组织和能力，这样所制定的混凝土强度检测计划才能够更加富有适应性，能够得到实际的有利支持。第三，要对强度检测计划进行科学验证，要考虑影响检测的各类因素，使计划制定得更为科学而严谨。 3.2规范操作 回弹法的操作过程简便易行，若检测过程中技术要求被忽视或实际检测中没有严格按照标准规定的技术要求进行规范操作就会产生较大的测试误差，无法保证回弹质量。因此，规范操作是必需的。在规范操作的过程中要做到三方面的内容，第一方面，检测人员应持有相应的资格证书和经过专业培训。第二方面，建设、监理、施工及检测单位共同商定检测方案。第三方面，加强检测人员的职业道德素养和加强检测者的责任心。通过这些方面的努力从而实现回弹法在混凝土检测中的规范操作。 3.3碳化深度的测试取值 回弹值的准确与否是直接影响推定混凝土强度准确度的因素，同理，碳化深度值的测量准确与否和回弹值有相似的作用。孔洞内的粉末和碎屑在没有清除干净的情况下将很难将划分出已碳化和未碳化这条很明显的分界线，孔洞内的粉末和碎屑会造成测试误差的重要原因。测量碳化深度值时要使用专用的测量仪器而不是使用目测方法。检测已用粉刷砂浆覆盖的构件是我们必须注意的一种特殊情况，由于测试面的含碱量受水泥砂浆充填渗透的影响，测试表面会有较高的碱含量，碳化测试的酚酞酒精溶液和测试表面的碱会发生反应而变红，变红以后极易使人产生视觉误差。碳化深度的测试取值在回弹法的运用中有利于减少和修正误差。
中南大学考试试卷2009 -- 2010 学年二学期时间120分钟 混凝土结构设计原理（二）课程24 学时学分考试形式：卷专业年级：土木工程2007级总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空题（每空1分，共计26分） 1. 先张法和后张法对混凝土构件施加预应力的途径不同，先张法通过（预应力筋与混凝土间的黏结力）施加预应力，后张法则通过（锚具）施加预应力。 2. 按照预应力筋与混凝土的粘结程度分，预应力混凝土构件分为（有粘结）预应力混凝土构件和（无粘结）预应力混凝土构件。 3. 预应力混凝土中所用的锚具种类很多，但按照传力方式分，主要可分为：（摩擦型）、（粘结型）和（承压型）三类。 4. 在其他条件相同的情况下，由于预应力构件中建立的有效预压应力 pcⅡ高低不同，使用阶段先张法构件的消压荷载N0和开裂荷载N cr均（小于）后张法构件，但先张法构件的极限承载力（等于）后张法构件的极限承载力。（填“大于”、“小于”或“等于”）。 5. 预应力混凝土轴拉构件及受弯构件正截面承载力计算均是以（构件破坏）时的受力状态为计算依据，计算方法和步骤均类似于普通钢筋混凝土构件。 6. 铁路桥涵中普通钢筋混凝土铁路桥梁按（容许应力）法计算，预应力混凝土铁路桥梁按（破坏阶段）法计算。 7. 铁路桥涵钢筋混凝土受弯构件的计算是以应力阶段（Ⅱ）的应力状态为依据，但轴心受压构件的计算则以（破坏）阶段的截面应力状态为依据，但形式上按容许应力法表达。 8. 根据《铁路钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB1002.3-2005），普通钢筋混凝土单筋矩形截面梁的受压区高度完全取决于截面尺寸、材料及（配筋率），而与荷载弯矩无关。
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。
混凝土强度检测试题 公司/部门:姓名：分数： Ⅰ、单选题（每题1分） 1、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001 1、计算混凝土强度换算值时，应按下列排列的先后顺序选择测强曲线( )。 (6.1.2) (A)专用曲线、统一曲线、地区曲线(B)统一曲线、地区曲线、专用曲线 (C)地区曲线、专用曲线、统一曲线(D)专用曲线、地区曲线、统一曲线[正确] 2、结构或构件的混凝土强度推定值是指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于( )的结构或构件中的混凝土抗压强度值。(7.0.3) (A)85% (B)95%[正确](C)90% (D)100% 3、回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值，每个构件上的测点数最少的情况下也不应少于( )。 (A)1个(B)2个[正确](C)3个(D)4个 4、某构件10个测区中抽取的3个测区碳化深度平均值分别为1.5mm、2.0mm、 3.5mm，则该构件碳化深度平均值为( )。 (A)2.5mm[正确](B)1.5mm(C)2.0mm(D)以上都不是 5、回弹法测强时，相邻两测区的间距应控制在( )以内。(4.1.3) (A)1m(B)0.2m(C)2m[正确](D)0.5m 6、某工程同批构件共计26根，依据JGJ/T23-2001或DBJ/T13-71-2015的要求，按批量抽检时，抽检数量不得少于( )。(4.1.2) (A)8根(B)9根(C)10根[正确](D)11根。 7、当采用钻芯法进行修正时，芯样的数量不得少于( )。(4.1.5) (A)3个(B)10个(C)6个[正确](D)5个 8、对于泵送混凝土，当其测区碳化深度平均值为3.0mm时，应( )。(4.1.6) (A)按规程的附录B进行修正(B)可不进行修正 (C)对回弹值进行修正(D)采用钻芯法进行修正[正确] 9、回弹测试时，相邻两测点的最小净距( )。(4.2.2) (A)30mm(B)20mm[正确](C)10mm(D)40mm 10、测点距构件边缘或外露钢筋、预埋件的距离不宜小于( )。(4.2.2)
2013混凝土设计原理考试试题 一、选择题 1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震）。 2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（ D．立方体抗压强度标准值）确定。 3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（ A．弹性应变与总应变的比值）为弹性系数。 4．混凝土的变形模量等于（弹性系数与弹性模量之乘积）。 5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ C．85% ）作为条件屈服点。 6．结构的功能要求不包括（经济性） 7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（B．风荷载） 8．（ A．荷载标准值）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。 9．受弯构件抗裂度计算的依据是适筋梁正截面（ A．第I阶段末）的截面受力状态。 10．钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到（ D．混凝土弯曲时的极限拉应变）时，受拉区开始出现裂缝。 11．有明显流幅的热轧钢筋，其屈服强度是以（D．屈服下限）为依据的。 12．受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面（C．第III阶段末）的截面受力状态。 13．梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为（平衡配筋梁）。 14．双筋矩形截面梁正截面承载力计算基本公式的第二个适用条件 15．受弯构件斜截面承载力计算公式是以（ D．剪压破坏）为依据的。的物理意义是（C．保证受压钢筋屈服）。
混凝土抗压强度检测 试验原理： 以压力试验机测出混凝土试件的破坏荷载，依据计算公式求得混凝土试件的抗压强度。 试验设备、仪器及要求： 1．仪器设备：钢板尺（0—300mm）、NYL—2000A压力试验机----测试范围（0—400KN 、0—1000K 0—2000KN）分度值（1KN、2.5KN、5KN）、稳压电源、计算机采集分析系统。 2．要求： 其测量精度为±1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%。 钢垫板承压面的平均度公差为0.04mm；表面硬度不小于55HRC；硬化层厚度约为5mm。 检测标准及试块规格要求： 1. 检测标准：GB/T50081―2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》、 GB 107―87《混凝土强度检验评定标准》、 GB 50204―2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》。 2. 抗压强度试件应符合下列规定： 边长为150mm的立方体试件是标准试件。
边长为100mm 和200mm 的立方体试件是非标准试件。 3. 所有试件的承压面的平面度公差为0.0005d 。为方便使用，列出各种试件对应的承压面的平面度公差值： 表1 试件承压面公差允许值 试件横截面边长（mm ） 承压面平面公差（mm ） 100 0.050 150 0.075 200 0.100 4 .规定了各种试件相邻面夹角的公差为0.5°。 5 . 规定了各种试件边长公差为1mm 。 6 .试件的养护： ①试件成型后应立即用不透水薄膜覆盖表面。 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入XXXX 作业指导书 文件编号： XXXX-03-3.36 第2页 共 6 页 主题：混凝土抗压强度检测方法 第B 版 第0次修订 颁布日期：2017年8月 15日