哈工大--钢筋混凝土

1 第一章第一章 材料的力学性能材料的力学性能 一 填空题 1 钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类 有明显屈服点的 钢筋和无明显屈服点的钢筋 通常分别称它们为 软钢 和 硬钢 2 对无明显屈服点的钢筋 通常取相当于残余应变为 0 2 时的应力作 为假定的屈服点 即 条件屈服强度 3 碳素钢可分为低碳钢 中碳钢 和 高碳钢 随着含碳量的增加 钢筋 的强度 提高 塑性 降低 在低碳钢中加入少量锰 硅 钛 铬等合 金元素 变成为 普通低合金钢 4 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是 强度 塑性 焊接性能 粘结力 5 钢筋和混凝土是不同的材料 两者能够共同工作是因为 两者之间的良 好粘结力 两者相近的膨胀系数 混凝土包裹钢筋避免钢筋生锈 6 光面钢筋的粘结力由 胶结力 摩擦力 挤压力 三个部分组成 7 钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度 钢筋的强度越 高 直径越 粗 混凝土强度越 低 则钢筋的锚固长度就越长 8 混凝土的极限压应变包括 弹性应变 和 塑性应变 两部分 塑性 应变 部分越大 表明变形能力越 大 延性 越好 9 混凝土的延性随强度等级的提高而 降低 同一强度等级的混凝土 随 着加荷速度的减小 延性有所 增加 最大压应力值随加荷速度的减小而 减小 10 钢筋混凝土轴心受压构件 混凝土收缩 则混凝土的应力 增加 钢 筋的应力 减小 11 混凝土轴心受拉构件 混凝土徐变 则混凝土的应力 减小 钢筋的 应力 增大 12 混凝土轴心受拉构件 混凝土收缩 则混凝土的应力 增大 钢筋的 应力 减小 13 混凝土轴心抗压强度的标准试件尺寸为 150 150 300 或 150 150 150 14 衡量钢筋塑性性能的指标有 延伸率 和 冷弯性能 15 当钢筋混凝土构件采用 HRB335 级钢筋时 要求混凝土强度等级不宜 低 于 C20 当采用热处理钢筋作预应力钢筋时 要求混凝土强度不宜低 C40 二 判断题 1 混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的 N 2 采用边长为 100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时 其换算系数是 0 95 Y 2 3 混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低 N 4 线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系 Y 5 对无明显屈服点的钢筋 设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度 Y 6 强度与应力的概念完全一样 N 7 含碳量越高的钢筋 屈服台阶越短 伸长率越小 塑性性能越差 Y 8 钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积 N 9 有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的 Y 10 钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性 Y 11 钢筋的弹性模量与钢筋级别 品种无关 N 12 钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切 N 13 硬钢在应力达到假定屈服点时 塑性应变为 0 002 Y 14 冷拉与冷拔一样 可同时提高钢筋的抗拉及抗压强度 N 15 冷拔低碳钢丝本身是硬钢 其母材为软钢 Y 16 冷拔钢丝的冷拔次数越多则延性越差 Y 17 边长 200mm 的混凝土立方体抗压强度为 18MPa 则标准立方体强度为 18 9MPa Y 18 若混凝土立方强度与的试验方法由在试块表面不涂油改为涂油 三种 边长尺寸 100mm 150mm 200mm 的试块强度是相同的 Y 19 高宽比为 3 的棱柱体抗压强度可以代替高宽比为 5 的棱柱体抗压强度 Y 20 混凝土轴心抗压强度随高宽比增大而变小 主要原因是试块的加载垫 板与试块的接触面的摩摖阻力随高宽比增大而逐渐对破坏失去影响 Y 21 混凝土的轴心抗压强度更接近于实际结构的混凝土抗压强度 Y 22 有三种混凝土受力状态 A 一向受压 一向受拉 B 单项受压 C 双向 受压 则它的抗压强度的关系为 B A C N 23 称混凝土是弹塑性材料是因为混凝土在应力作用下所产生的变形包括 两种变形 弹性变形和塑性变形 Y 24 混凝土强度等级越高 其应力峰值所对应的应变越小 N 25 变形模量随应力增大而增大 N 26 混凝土弹性模量仅仅与混凝土强度有关 N 27 受拉时的弹性模量小于受压时的弹性模量 N 28 混凝土强度等级越高其延性越好 N 29 徐变变形不包括加荷时所产生的瞬时变形 Y 30 产生徐变变形的同时也产生收缩变形 Y 三 选择题 1 钢筋的冷加工有两种方法 冷拉 冷拔 C 3 A 二者都可提高钢筋的抗拉和抗压强度 B 冷拉时钢筋的冷拉应力应低于钢筋的屈服点 C 冷拔后的钢筋没有明显的屈服点 D 冷加工 冷拉 冷拔 后对塑性没有影响 2 HRB400 级钢筋的抗拉强度设计值 冷拉 III 级钢筋的抗 2 360N mm y f 拉强度设计值 则冷拉 III 级钢筋的抗压强度设计值 B 2 420N mm y f y f A 310 B 340 C 400 D 420 2 N mm 2 N mm 2 N mm 2 N mm 3 钢筋经冷拉后 D A 可提高和 B 可提高和伸长率 y f y f y f C 可提高和 D 可提高 但不能提高 y f s E y f y f 4 对钢筋冷加工的目的是 A A 提高屈服强度 B 增加钢材的塑性 C 提高钢筋与 混凝土的粘结强度 D 调直 除锈 5 对无明显屈服点的钢筋 规范 取用的条件屈服强度为 D A 应变为 0 2 时所对应的应力 B 应变为 2 时所对应的应力 C 极限抗拉强度的 0 8 倍 D 极限抗拉强度的 0 85 倍 6 混凝土强度等级 C30 表示 D A 混凝土的立方强度 30N mm2 B 混凝土的棱柱体抗压强度设计值 30 N mm2 c f C 混凝土的轴心抗压强度标准值 30N mm2 ck f D 混凝土的立方强度达 30N mm2的概率不小于 95 7 混凝土收缩变形 C A 与 混凝土所受的应力大小有关 B 随水泥用量的增加而减小 C 随水灰比的增加而增大 8 在下列关于 混凝土收缩的概念中 正确的是 A A 配置钢筋限制收缩裂缝宽度 但不能使收缩裂缝不出现 B 为减小收缩应力 应提高 混凝土强度等级 C 为减小收缩应力 应多配分布钢筋 D 设变形缝 可防止 混凝土收缩 9 混凝土的变形模量 A c E 4 A 随 混凝土应力增加而降低 B 与 混凝土弹性系数有关 弹性系数越小 其值越大 C 与 混凝土强度等级有关 强度等级越高 其值越小 D 与 混凝土弹性模量有关 弹性模量越大 其值越小 10 钢筋和混凝土之间的粘结强度 C A 当外荷大时 其粘结强度大 B 当钢埋入 混凝土中长度长时 其粘结强度大 C 混凝土强度等级高时 其粘结强度大 D 钢筋级别低时 其粘结强度大 11 在下列关于 混凝土徐变的概念中 正确的是 A 周围环境越潮湿 混凝土徐变越大 B 水泥用量越多 混凝土徐变越小 C 水灰比越大 混凝土徐变越小 D 初始压应力越大 混凝土徐变越小 12 混凝土的极限压应变 A A 包括弹性应变和塑性应变 塑性部分越大 延性越好 B 包括弹性应变和塑性应变 弹性部分越大 延性越好 C 是曲线上最大压应力所对应的应变值 13 在 混凝土受拉开裂之前的瞬间 B A 混凝土内钢筋受拉应力达到屈服应力 B 混凝土内钢筋受拉应力仍很低 C 混凝土变形与钢筋变形不一致 D 混凝土与钢筋之间的粘结力已破坏 14 在 I II 级钢筋周围 混凝土受压破坏之前的瞬间 C A 钢筋受压力达 400N mm2 B 钢筋受压应力仍很低 C 受压钢筋已达屈服 15 混凝土的变形特点是 D A 应力和应变成正比例 即 ccc E B 均匀受压时大 非均匀受压时小 cmax cmax C 当 时 c c max c c max 5 D 低强度等级 混凝土的比高强度等级 混凝土的大 c max c max 16 一两端固定对称配筋的钢筋混凝土构件 不考虑竖载作用 其支座距离 不变 如图 设混凝土未开裂 由于混凝土收缩产生结果是 C A 混凝土和钢筋均不产生应力 B 钢筋受拉 混凝土受压 C 钢筋受压 混凝土受拉 D 混凝土和钢筋受拉 四 简答题 1 钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为哪两类 分别 绘制它们的应力 应变曲线 并标明它们各自的强度指标 答 有明显屈服点的钢筋 即软钢 和无明显屈服点的钢筋 即硬钢 应力 应变曲线 略 2 什么是条件屈服强度 答 硬钢的极限强度很高 变形很小 没有明显屈服点 通常取相应于残 余应变时的应力作为名义屈服点 称为条件屈服强度 0 2 0 2 3 检验钢筋的质量主要有哪几项指标 答 对软钢有屈服强度 极限强度 伸长率 冷弯性能 对硬钢有极限强 度 伸长率 冷弯性能 4 什么是钢筋的屈强比 它反映了什么问题 答 屈强比为钢筋的屈服强度与极限强度的比值 它反映结构可靠性的潜 力及材料的利用率 5 什么叫钢筋的冷拔 冷拉和冷拔对钢筋的性能的改变有何不同 答 冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝膜 冷拉可以提 高钢筋的抗拉强度但不能提高钢筋的抗压强度 冷拔可以同时提高钢筋的抗拉 强度和抗压强度 6 需要焊接的钢筋为什么要先焊接后冷拉 6 答 因为焊接时产生的高温会使钢筋软化 即强度降低 塑性增加 7 建筑工程中所用钢筋有哪几种 答 分热轧钢筋 冷拉钢筋 冷轧带肋钢筋及热处理钢筋 8 如何确定混凝土的立方体抗压强度标准值 它与试块尺寸的关系如何 答 按标准方法制作 养护的边长为 150mm 的立方体在 28 天龄期用标准 试验方法测得的具有 95 保证率的抗压强度 试件尺寸越小 抗压强度值越高 9 确定混凝土的轴心抗压强度时 为何要用 为棱柱体的高 为 3h bhb 棱柱体的宽 的棱柱体当试件 答 混凝土的抗压强度随试件高宽比的大小而变化 但当时 混凝 3h b 土的棱柱体抗压强度趋于稳定 10 为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标 它与混凝土立方体 抗压强度有什么关系 答 钢筋混凝土受压构件中棱柱体多于立方体 所以棱柱体抗压强度比立 方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际强度 混凝土的棱柱体抗 压强度低于混凝土的立方体抗压强度 11 绘制混凝土在一次短期荷载下的应力 应变关系曲线 并标明 c f 0 等特征值 cu 答 见教材 12 什么是混凝土的极限压应变 cu 答 混凝土的极限压应变是指混凝土棱柱体受压破坏时的最大压应变 13 什么是混凝土的徐变 线性徐变 非线性徐变 答 徐变 混凝土在长期不变荷载作用下 应变随时间继续增长的现象 线性徐变 当混凝土应力较小时 时 徐变变形与初应力成正比 这 0 5 cc f 种徐变即线性徐变 14 徐变和塑性变形有什么不同 答 1 徐变主要为水泥凝胶体的黏性流动 塑性变形主要为混凝土内微裂 缝的发展 2 徐变可部分恢复 塑性变形不可恢复 3 有应力 不论大小 即有 徐变 塑性变形只在应力较大时发生 15 为什么伸入支座的钢筋要有一定的锚固长度 钢筋在绑扎搭接时 为 什么要有足够的搭接长度 答 设锚固长度的目的是通过该长度上黏结应力的积累 使钢筋在支座中 7 锚固可靠 不会被拔出 钢筋绑扎搭接时 只有在搭接长度足够长时 才能通 过钢筋与混凝土之间的黏结力来传递钢筋与钢筋之间的内力 16 在钢筋混凝土结构中 钢筋和混凝土能够共同工作的基础是什么 答 1 钢筋与混凝土之间的粘结力 2 钢筋与混凝土两种材料的温度线膨 胀系数接近 钢为 1 2 10 5 混凝土为 1 0 10 5 1 5 10 5 3 钢筋与构件边缘 之间的混凝土保护层 保护钢筋不易发生锈蚀 不致因火灾使钢筋软化 17 影响混凝土抗压强度的因素是什么 答 1 组成混凝土的材料品种 2 组成材料的配比 水灰比 空气含 ab 量 水泥含量 骨料最大尺寸 3 混凝土的龄期 4 试验方法 试件形 cda 状和尺寸 加载速度 b 18 什么是混凝土的疲劳强度 答 混凝土能够承受一定重复作用次数的应力值 19 若混凝土试块以低于疲劳强度的应力值 在百万次以上重复作用后 是否会发生疲劳破坏 答 不能产生疲劳破坏 只有在应力大于或等于疲动强度时 在百万次以 上重复作用时 才会产生疲劳破坏 20 影响混凝土徐变的因素有哪些 答 1 所受应力值大小 2 时间长短 3 材料品种性质 4 周围环境 21 什么是混凝土的收缩 答 混凝土在空气中结硬时 随时间的延长体积减小的现象 22 当荷载不变长期作用时 受压柱中钢筋和混凝土的压应力是否随时间 变化 答 钢筋的压应力随时间的延长而增长 混凝土的压应力因徐变随时间的 延长而减小 第二章 混凝土结构的设计方法 一 填空题 1 结构的 安全性 适用性 耐久性 统称为结构的可靠性 2 当结构出现整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡 倾覆 滑移 或 或 结构构件或构件间的连接因超过相应材料强度而破坏 包括疲 劳破坏或因过大塑性变形而不适于继续加载 或 结构转变为机动体系 几 8 何不变体系变为可变体系 结构或构件丧失稳定 柱子压曲 状态时即认为 其超过了承载力极限状态 3 当结构出现 影响正常使用或外观的变形 梁的挠度过大 或影响正 常使用或耐久性能的局部破坏 包括裂缝 或 影响正常的振动 或影响正常 使用的其他特定状态 水池渗漏等 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规定的时间内 规定的条件下 完成预定功能的 概率 5 可靠指标 安全等级为二级的构件延性破坏和脆性 z z 破坏时的目标可靠指标分别是 3 2 和 2 7 6 结构功能的极限状态分为 承载力 和 正常使用 两类 7 我国规定的设计基准期是 50 年 8 结构完成预定功能的规定条件是 正常设计 正常施工 正常 使用及维护 9 可变荷载的准永久值是指 可变荷载中在整个设计基准期内出现时间较 长 总持续时间不低于 25 年 的那部分荷载 10 工程设计时 一般先按 承载力 极限状态设计结构构件 再 按 正常使用 极限状态验算 11 根据功能要求 结构极限状态可分为 正常使用 极限状态和承载能力极限状态两大类 在按承载能力极限状态进行设计时 荷载效应及结构抗力需采用 设计 值 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 对 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 对 9 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 错 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 对 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 错 6 构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过 规范 规定的允许值 承载 力计算就没问题 错 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 错 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 对 2 固定作用是一种永久作用 错 9 计算构件承载力时 荷载应取设计值 对 10 结构使用年限超过设计基准期后 其可靠性减小 对 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 错 12 没有绝对安全的结构 因为抗力和荷载效应都是随机的 对 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 错 0 0 9 14 在进行正常使用极限状态的验算中 荷载采用标准值 对 15 钢筋强度标准值应具有不少于 95 的保证率 对 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 对 17 我国结构设计的基准期是 50 年 结构设计的条件 正常设计 正常施 工 正常使用 对 18 结构设计中承载力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的 在任 10 何情况下都应计算 错 19 结构的可靠指标愈大 失效概率就愈大 愈小 失效概率就愈小 错 20 结构的抗力 R S 荷载效应 或功能函数 Z 0 就认为结构处于可靠状 态 错 21 承载能力极限状态和正常使用极限状态 都应采用荷载设计值进行计 算 因为这样偏安全 错 22 荷载的长期效应组合是指永久荷载的标准值加上可变荷载的准永久值 对 三 选择题 1 在下列各项结构功能要求中 你认为哪项表达的有遗漏 在下列各项结构功能要求中 你认为哪项表达的有遗漏 A A 能承受在正常使用时可能出现的各种作用 B 在正常使用时具有良好的工作性能 C 在正常维护下具有足够的耐久性能 D 在偶然事件发生时及发生后 仍能保持必需的整体稳定性 2 下列哪种状态应按正常使用极限状态设计 下列哪种状态应按正常使用极限状态设计 C A 结构作为刚体失去平衡 B 因过度的塑性变形而不适于继续承载 C 影响耐久性能的局部损坏 D 构件丧失稳定 3 正常使用阶段短期标准效应组合的表达式为 正常使用阶段短期标准效应组合的表达式为 A n GGkQlQllkQiQiCiik i 2 C G C Q C Q B n GGkQiik i 2 C G C Q C GkCiQiik C G C Q 11 D GkQilkCiQiik C G C Q C Q 4 现行规范关于结构可靠度的设计准则为 现行规范关于结构可靠度的设计准则为 A 半概率设计准则 B 近似概率设计准则 C 全概率设计准则 5 荷载准永久值用在下面哪种组合中 荷载准永久值用在下面哪种组合中 A 荷载的基本组合 B 荷载的偶然组合 C 荷载的短期效应组合 D 荷载的长期效应组合 6 在算结构抗倾覆时 永久荷载的分项系数应取 在算结构抗倾覆时 永久荷载的分项系数应取 A 0 9 B 1 0 C 1 2 D 1 4 7 对楼面结构 当可变荷载标准值不小于 对楼面结构 当可变荷载标准值不小于 4kN m2时 其分项系数取 时 其分项系数取 A 1 0 B 1 2 C 1 3 D 1 4 8 按承载力极限状态计算的表达式为 按承载力极限状态计算的表达式为 A B 0SkRk S R 0kSkR S R C D 0kSRk S R 0SkkR SR 9 材料强度设计值是 材料强度设计值是 A 材料强度标准值乘以分项系数 B 材料强度标准值除以分项系数 C 正态分布曲线上 具有 95 保证率的下分位值 D 正态分布曲线上 具有 95 保证率的上分位值 10 结构的可靠指标 结构的可靠指标 A 在不变的情况下 随的增大而增大 z z B 在不变的情况下 随的增大而减小 z z C 在不变的情况下 随的增大而增大 z z D 在不变的情况下 也不变 z z 11 砼强度标准值的保证率为 砼强度标准值的保证率为 A 100 B 97 7 C 95 D 84 13 12 12 我国现行 规范 钢筋强度标准值的保证率为 A 100 B 97 73 C 95 D 84 13 13 进行结构正常使用极限状态验算时 应 进行结构正常使用极限状态验算时 应 A 采用材料强度设计值计算结构抗力 B 对重要结构取结构重要性系数 0 1 1 C 采用荷载设计值计算荷载效应 D 分别采用荷载的短期效应组合和长期效应组合 14 按承载力极限状态计算时 按承载力极限状态计算时 提高一级 可靠度指标提高一级 可靠度指标 0 A 大约减少 0 5 B 大约增加 0 5 C 大约减少 1 0 D 大约增加 1 0 15 属于超出承载能力极限状态 属于超出承载能力极限状态 A 裂缝宽度超过规定限值 B 挠度超过规范限值 C 结构或构件视为刚体失去平衡 D 预应力构件中混凝土的拉应力超过规范限值 16 下列不属于正常使用极限状态的情况是 下列不属于正常使用极限状态的情况是 A 雨篷倾倒 B 现浇双向板楼面在人行走动中震动较大 C 连续梁中间支座产生塑性铰 D 雨篷梁出现裂缝 17 根据结构的重要性及破坏可能产生后果的严重程度 将结构的安全等 根据结构的重要性及破坏可能产生后果的严重程度 将结构的安全等 级划分为级划分为 级 级 A 3 B 5 C 7 D 10 18 为了保证结构的正常使用和耐久性 构件裂缝的控制等级有 为了保证结构的正常使用和耐久性 构件裂缝的控制等级有 级 级 A 10 个 B 5 个 C 3 个 D 2 个 19 构件允许出现裂缝 但最大裂缝宽度不应大于 构件允许出现裂缝 但最大裂缝宽度不应大于 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 规定的允许值 则其裂缝控制等级为规定的允许值 则其裂缝控制等级为 级 级 A 一 B 二 C 三 D 四级 19 按荷载短期效应组合计算时 构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力的 按荷载短期效应组合计算时 构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力的 13 构件的裂缝控制等级为构件的裂缝控制等级为 A 一级 B 二级 C 三级 D 四级 21 我国钢筋混凝土结构规范度量混凝土结构可靠性的原则是 我国钢筋混凝土结构规范度量混凝土结构可靠性的原则是 A 用分项系数 不用 f p B 用分项系数和结构重要性系数 不用 f p C 用 不用 f p D 用表示 并在形式上采用分项系数和结构重要性系数代替 f p 22 规范对混凝土结构的目标可靠指标要求为 规范对混凝土结构的目标可靠指标要求为 3 7 属脆性破坏属脆性破坏 和和 3 2 延性延性 破坏破坏 时 该建筑结构的安全等级属于时 该建筑结构的安全等级属于 A 一级 重要建筑 B 二级 重要建筑 C 二级 一般建筑 D 三级 次要建筑 23 有关荷载分项系数的叙述 有关荷载分项系数的叙述 不正确 不正确 A 为恒载分项系数 G B 用于计算活载效应的设计值 Q C 不分场合 均取 1 2 G D 取 1 4 对楼面结构 当活载标准值不小 4kN mm2时 取 1 3 Q 24 一般说结构的可靠性是指结构的 一般说结构的可靠性是指结构的 A 安全性 B 适用性 C 耐久性 D 安全性 适用性 耐久性 25 结构可靠的条件可以写成 结构可靠的条件可以写成 A Z0 C Z 0 D Z 0 26 目前结构设计所用材料强度值是 目前结构设计所用材料强度值是 A 材料的平均强度值 B 材料的平均强度除以分项系数 C 具有一定保证率的材料强度值 14 D 材料的最小强度值 27 可变荷载在整个设计使用期内出现时间不少于 可变荷载在整个设计使用期内出现时间不少于 的那部分荷载值 的那部分荷载值 称为该可变荷载的准永久值 称为该可变荷载的准永久值 A 10 年 B 25 年 C 50 年 D 100 年 28 结构可靠度的定义所说的结构的规定时间应为 结构可靠度的定义所说的结构的规定时间应为 A 10 年 B 30 年 C 40 年 D 50 年 29 结构可靠度定义中所说的规定条件是指 结构可靠度定义中所说的规定条件是指 A 正常设计 正常施工 B 正常使用 C 正常设计 正常施工 正常使用且考虑人为的过失 D 正常设计 正常施工 正常使用且不考虑人为的过失 30 下述构件哪一种超过承载能力极限状态 下述构件哪一种超过承载能力极限状态 A 构件在荷载作用下产生较大变形而影响使用 B 构件在动力荷载作用下产生较大的振动 C 构件受拉区混凝土出现裂缝 D 构件因过度塑性变形而不适于继续承载 四 简答题 1 建筑结构有哪几个方面的功能要求 答 建筑结构的功能要求有以下四个方面 一 能承受在正常施工和正常 使用时可能出现的各种作用 二 在正常使用时具有良好的工作性能 三 在 正常维护下具有足够的耐久性能 四 在偶然事件发生时及发生后 仍能保持 必需的整体稳定性 2 什么叫结构的极限状态 分几类 答 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 极限状态分两类 即承载能 力极限状态与正常使用极限状态 15 3 什么是结构的可靠性 它包含几方面的含义 答 结构在规定的时间内 在规定的条件下 完成预定功能的能力 称为 结构的可靠性 它包含结构的安全性 耐久性 适用性 4 什么叫结构的可靠度 答 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称为结 构可靠度 结构可靠度是度量结构可靠性的数量指标 也称为结构可靠概率 5 已知结构的失效概率为 求结构的可靠概率 4 6 9 10 f P S P 答 4 11 6 9 1099 931 Sf PP 6 设结构抗力为 R 荷载效应为 S 结构的状态函数 试指出ZRS 分别相应于结构处于何种状态 0z 0z0z 0z 0z 效状态 7 已知状态函数的变异系数 求结构的可靠指标 0 3125 z 答 111 3 2 0 3125 z zzzz 8 已知结构的可靠指标 当结构上的作用变异性加大后 可靠指3 2 标是变大了还是变小了 答 变小了 9 有一批短柱其承载力 R 为正态分布 用于3560 377 RR KNKN 房屋结构 其荷载效应 S 也为正态分布 求结构可靠1960 316 SS KNKN 指标 答 2222 3560 1960 3 25 377316 RS RS 10 计算跨度为 L 的简支梁 梁上作用有均布可变荷载 试写出跨中截面 弯矩效应系数 16 答 跨中截面弯矩效应系数为 1 8L2 11 钢筋强度标准值的取值原则 答 钢筋强度标准值等于强度的平均值减去两倍标准差 具有 97 73 的保 证率 12 混凝土强度标准值的取值原则 答 混凝土强度标准值等于强度平均值减去 1 645 倍标准差 具有 95 的保 证率 13 试把材料平均强度 标准强度 设计强度按数值大小排序 答 设计强度 标准强度150mm 不应大于 1 5h 且不应大于 250mm 分布钢筋宜采用 HPB235 级 HRB335 级和 HRB400 级 钢筋 常用直径是 6mm 和 8mm 单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受 力钢筋截面面积的 15 且不应小于该方向板截面面积的 0 15 分布钢筋的间距不宜大 于 250mm 保护层厚度根据环境类别一般为 15 3 0mm 3 混凝土保护层的作用是什么 梁 板的保护层厚度按规定应取多少 混凝土保护层的作用是什么 梁 板的保护层厚度按规定应取多少 答 保护层是为了保证钢筋和混凝土之间的黏结 防止钢筋过早锈蚀 梁 板受力构件混凝土保护层最小厚度 mm 梁板环境类别 C20 C25 C45 C50 C20 C25 C45 C50 一302525201515 21 a 3030 2020二 b 3530 2520 三 4035 3025 4 梁内纵向受拉钢筋的根数 直径及间距有何具体规定 纵向受拉钢筋什么情况下多 梁内纵向受拉钢筋的根数 直径及间距有何具体规定 纵向受拉钢筋什么情况下多 层布筋 层布筋 答 纵向钢筋有强度等级一般宜采用 HRB400 或 RRB400 级和 HRB335 级钢筋 直径 是 10 12 14 16 18 20 22 25mm 根数一般不少于 3 根 间距梁下部钢筋水平方 向的净间距不应小于 25mm 和钢筋直径 梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于 30mm 和 1 5 倍钢筋直径 当梁底部钢筋较多 无法满足要求时 梁的纵向受力钢筋可置成两层 或两层以上 梁的下部纵向钢筋配置多于两层时 从第三层起 钢筋的中距应比下面两 层的中距增大一倍 各层钢筋之间净间距不应小于25mm 和钢筋直径 d 5 受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏 经历了哪几个阶段 各阶段的主要特征是什么 受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏 经历了哪几个阶段 各阶段的主要特征是什么 各个阶段是哪种极限状态的计算依据 各个阶段是哪种极限状态的计算依据 答 适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段 第 阶段荷载较小 梁基本上处于弹性工作阶段 随着荷载增加 弯矩加大 拉区边 缘纤维混凝土表现出一定塑性性质 第 阶段弯矩超过开裂弯矩 Mcrsh 梁出现裂缝 裂缝截面的混凝土退出工作 拉力由 纵向受拉钢筋承担 随着弯矩的增加 受压区混凝土也表现出塑性性质 当梁处于第 阶 段末 a时 受拉钢筋开始屈服 第 阶段钢筋屈服后 梁的刚度迅速下降 挠度急剧增大 中和轴不断上升 受压区 高度不断减小 受拉钢筋应力不再增加 经过一个塑性转动构成 压区混凝土被压碎 构 件丧失承载力 第 阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据 第 阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据 第 阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据 6 什么叫纵向受拉钢筋的配筋率 钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式 其 什么叫纵向受拉钢筋的配筋率 钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式 其 破坏特征有何不同 破坏特征有何不同 答 配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比 轴心受压 构件为全截面的面积 为配筋率 As为受拉区纵向钢筋的截面面 100 0 bh As 积 b 为矩形截面的宽度 h0为截面的有效高度 钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏 超筋破坏 少筋破坏 梁配筋适中会发生适筋破坏 受拉钢筋首先屈服 钢筋应力保持不变而产生显著的塑 性伸长 受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变 混凝土压碎 构件破坏 梁破坏前 挠度较大 产生较大的塑性变形 有明显的破坏预兆 属于塑性破坏 梁配筋过多会发生超筋破坏 破坏时压区混凝土被压坏 而拉区钢筋应力尚未达到屈 服强度 破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点 拉区的裂缝宽度较小 破坏 是突然的 没有明显预兆 属于脆性破坏 称为超筋破坏 梁配筋过少会发生少筋破坏 拉区混凝土一旦开裂 受拉钢筋即达到屈服 并迅速经 历整个流幅而进入强化阶段 梁即断裂 破坏很突然 无明显预兆 故属于脆性破坏 22 7 什么是延性的概念 受弯构件破坏形态和延性的关系如何 影响受弯构件截面延性的因 什么是延性的概念 受弯构件破坏形态和延性的关系如何 影响受弯构件截面延性的因 素有那些 如何提高受弯构件截面延性 素有那些 如何提高受弯构件截面延性 答 延性是指组成结构的材料 组成结构的构件以及结构本身能维持承载能力而又具有较大 塑性变形的能力 因此延性又包括材料的延性 构件的延性以及结构的延性 适筋破坏是延性破坏 超筋破坏 少筋破坏是脆性破坏 在单调荷载下的受弯构件 延性主要取决于两个综合因素 即极限压应变 cu以及受 压区高度 x 影响受弯构件截面延性的因素包括 如混凝土强度等级和钢筋级别 受拉钢 筋配筋率 受压钢筋配筋率 混凝土极限压应变 箍筋直径和间距 截面形式等 在设计混凝土受弯构件时 承载力问题与延性问题同样重要 主要措施是 1 抗震设计时 限制纵向受拉钢筋的配筋率 一般不应大于 2 5 受压区高度 x 0 25 0 35 h0 2 双筋截面中 规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例 一般使受压钢筋与受拉钢筋面 积之比保持为 0 3 0 5 在弯矩较大的区段适当加密箍筋 8 什么是受弯构件纵向钢筋配筋率 什么叫最小配筋率 它们是如何确定的 它们在 什么是受弯构件纵向钢筋配筋率 什么叫最小配筋率 它们是如何确定的 它们在 计算中作用是什么 计算中作用是什么 答 配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比 轴心受 压构件为全截面的面积 其中 为配筋率 As为受拉区纵向钢筋的 100 0 bh As 截面面积 b 为矩形截面的宽度 h 0为截面的有效高度 配筋率是反映配筋数量的一个参 数 最小配筋率是指 当梁的配筋率 很小 梁拉区开裂后 钢筋应力趋近于屈服强度 这时的配筋率称为最小配筋率 min 是根据 Mu Mcy时确定最小配筋率 配筋率是影响构件受力特征的一个参数 控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态 不发生超筋破坏和少筋破坏 配筋率又是反映经济效果的主要指标 控制最小配筋率是防 止构件发生少筋破坏 少筋破坏是脆性破坏 设计时应当避免 9 单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么 等效矩形应力图的基本假 单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么 等效矩形应力图的基本假 定是什么 它们作用是什么 定是什么 它们作用是什么 答 单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是 1 平截面假定 2 混凝 土应力 应变关系曲线的规定 3 钢筋应力 应变关系的规定 4 不考虑混凝土抗 拉强度 以上规定的作用是确定钢筋 混凝土在承载力极限状态下的受力状态 并作适当 简化 从而可以确定承载力的平衡方程或表达式 混凝土结构设计规范 规定 将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足 以下两个条件 1 受压区混凝土压应力合力 C 值的大小不变 即两个应力图形的面积 应相等 2 合力 C 作用点位置不变 即两个应力图形的形心位置应相同 等效矩形应 力图的基本假定使简化计算成为可能 10 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么 要规定适用条件 要规定适用条件 答 单筋矩形受弯构件正截面承载力应符合下列规定 syc Afbxf 1 23 2 01 xhbxfMM cu 或 2 0 xhAfMM syu 适用条件 1 保证这一条件 防止发生超筋破坏 超筋破坏是脆性破坏 b 2 保证这一条件 防止发生少筋破坏 少筋破坏是脆性破坏 若 min bhAs 应按构造配置 As 即取 min bhAsbhAs minmin 11 什么是双筋截面 在什么情况下才采用双筋截面 双筋截面中的受压钢筋和单筋 什么是双筋截面 在什么情况下才采用双筋截面 双筋截面中的受压钢筋和单筋 截面中的架立钢筋有何不同 双筋梁中是否还有架立钢筋 截面中的架立钢筋有何不同 双筋梁中是否还有架立钢筋 答 在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面 在受压区配置钢筋 可 协助混凝土承受压力 提高截面的受弯承载力 由于受压钢筋的存在 增加了截面的 延性 有利于改善构件的抗震性能 此外 受压钢筋能减少受压区混凝土在荷载长期 作用下产生的徐变 对减少构件在荷载长期作用下的挠度也是有利的 双筋截面一般不经济 但下列情况可以采用 1 弯矩较大 且截面高度受到限制 而采用单筋截面将引起超筋 2 同一截面内受变号弯矩作用 3 由于某种原因 延 性 构造 受压区已配置 4 为了提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变 s A 形 单筋截面中的架立钢筋是根据构造配置 计算时不参与受力 双筋截面中的受压钢筋 是根据计算确定的 双筋截面中配置了受压钢筋就没有必要配置架立钢筋 12 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么 要规定适用条件 要规定适用条件 答 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的两个基本公式 sysyc AfAfbxf 1 0 01 2 ssycu ahAf x hbxfMM 适用条件 1 是为了保证受拉钢筋屈服 不发生超筋梁脆性破坏 且 b 1 保证受压钢筋在构件破坏以前达到屈服强度 2 为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值 应满足 其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心 当不满足条件 2 s ax 时 则表明受压钢筋的位置离中和轴太近 受压钢筋的应变太小 以致其应力达不到抗压 强度设计值 13 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要 当 当 x 2a s应如何计 应如何计 2 s ax 24 算 算 答 为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值 应满足 其含义为受压钢筋位 2 s ax 置不低于受压应力矩形图形的重心 当不满足条件时 则表明受压钢筋的位置离中和轴太 近 受压钢筋的应变太小 以致其应力达不到抗压强度设计值 此时对受压钢筋取矩 2 1 0 x abxfahAfM scssyu x 时 公式中的右边第二项相对很小 可忽略不计 近似取 即近似认为 2 s a 2 s ax 受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合 从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所 产生的力矩等于零 因此 0sy s ahf M A 14 T 形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么要规形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么 为什么要规 定适用条件 定适用条件 答 基本公式 第一类型 T 形截面 中和轴在翼缘内 xbfAf fcsy 1 2 0 1 x hxbfM fcu 第二类型 T 形截面 中和轴在腹板内 sycffc Afbxfhbbf 1 1 2 2 0 101 f ffccu h hhbbf x hbxfM 适用条件 b bhAs min 规定适用条件是为了避免超筋破坏和少筋破坏 15 计算 计算 T 形截面的最小配筋率时 为什么是用梁肋宽度形截面的最小配筋率时 为什么是用梁肋宽度 b 而不用受压翼缘宽度而不用受压翼缘宽度 bf 答 最小配筋率从理论上是由 Mu Mcy确定的 主要取决于受拉区的形状 所以计算 T 形截面的最小配筋率时 用梁肋宽度 b 而不用受压翼缘宽度 bf 16 单筋截面 双筋截面 单筋截面 双筋截面 T 形截面在承载力计算方面有何异同 形截面在承载力计算方面有何异同 答 相同点 都是由两个平衡方程 和得来的 0 N 0 M 25 不同点 平衡方程的表现形式 具体表达式不同 17 写出桥梁工程中单筋截面 双筋截面 写出桥梁工程中单筋截面 双筋截面 T 形截面受弯构件正截面承载力计算的基形截面受弯构件正截面承载力计算的基 本公式及适用条件是什么 比较这些公式与建筑工程中相应公式的异同 本公式及适用条件是什么 比较这些公式与建筑工程中相应公式的异同 答 1 单筋截面 ssdcd Afbxf 2 00 x hbxfM cdd 适用条件 b bhAs min 2 双筋截面 ssdssdcd AfAfbxf 0 00 2 sssdcdd ahAf x hbxfM 适用条件 b bhAs min 2 s ax 3 T 形截面 第一类型 T 形截面 中和轴在翼缘内 xbfAf fcdssd 2 0 0 x hxbfM fcdd 第二类型 T 形截面 中和轴在腹板内 sycffc Afbxfhbbf 1 1 2 2 0 00 f ffcdcdd h hhbbf x hbxfM 适用条件 b min 公路桥规 和 混凝土结构设计规范 中 受弯构件计算的基本假定和计算原理基 本相同 但在公式表达形式上有差异 4 4 计算题计算题 1 已知梁的截面尺寸为已知梁的截面尺寸为 b h 200mm 500mm 混凝土强度等级为 混凝土强度等级为 C25 fc 11 9N mm2 钢筋采用钢筋采用 HRB335 截面弯矩设计值截面弯矩设计值 2 27 1 mmNft 2 300mmNfy 26 M 165KN m 环境类别为一类 求 受拉钢筋截面面积 环境类别为一类 求 受拉钢筋截面面积 解 采用单排布筋 mmh46535500 0 将已知数值代入公式 及 syc Afbxf 1 得 2 01 xhbxfM c 1 0 11 9 200 x 300 s A 165 10 1 0 11 9 200 x 465 x 2 6 两式联立得 x 186mm A 1475 6mm2 s 验算 x 186mm 0 123 满足 满足要求 图 3 2 min 390600250 26 01473mmbhAs 4 已知梁的截面尺寸为已知梁的截面尺寸为 b h 200mm 500mm 混凝土强度等级为 混凝土强度等级为 C25 截面弯矩设计值 截面弯矩设计值 M 125KN m 环境类别为一类 环境类别为一类 22 9 11 27 1 mmNfmmNf ct 求 求 1 当采用钢筋 当采用钢筋 HRB335 级级时 受拉钢筋截面面积 时 受拉钢筋截面面积 2 当 当 2 300mmNfy 采用钢筋采用钢筋 HPB235 级级时 受拉钢筋截面面积 截面弯矩设计值时 受拉钢筋截面面积 截面弯矩设计值 2 210mmNfy M 225KN m 当采用钢筋 当采用钢筋 HRB335 级级 2时 受拉钢筋截面面积 时 受拉钢筋截面面积 mmNfy 300 解 1 由公式得 0 243 2 6 2 0 465200 9 110 1 10125 bhf M c s 283 0 0 243211211 s 858 0 243 0 211 5 0 2 1 15 0 s s 2 6 0 1044 465858 0 300 10125 mmhfMA sys 选用钢筋 4 2 1017 18mmAs 2 min 200500200 2 01044mmbhAs 29 2 采用双排配筋 mmhh44060 0 2 01 bhfM cs 271 0 440200 9 110 1 10125 2 6 s 211 323 0 271 0 211 0 5 2 1 15 0 s s 0 838271 0 211 2 6 0 1614 440838 0 210 10125 mmhfMA sys 选用钢筋 816 A 1608mm2 s 2 min 270500200 27 0 1614mmbhAs 3 假定受拉钢筋放两排 60 ammh44060500 0 2 01 bhfM cs 488 0 4402009 110 1 10225 2 6 1 s 211 55 0 845 0 488 0 21 故采用双筋矩形截面 取 M b 5 01 2 011bbcbh f 55 0 5 01 55 0 440200 9 110 1 2 183 7KNm 2 66 0 9 339 35440 300 10 7 18310225 mmahfMA ys 9 339300 440200 9 110 155 0 01 yysycbs ffAfbhfA 2260mm2 故受拉钢筋选用 6 A 2281mm222 s 受压钢筋选用 2 A 402mm2 满足最小配筋率要求 16 s 25KN m 当采用钢筋 HRB335 级 2时 受拉钢筋截面面积 mmNfy 300 5 已知梁的截面尺寸为 已知梁的截面尺寸为 b h 250mm 450mm 受拉钢筋为受拉钢筋为 4 根直径为根直径为 16mm 的的 30 HRB335 钢筋 即钢筋 即 级钢筋 级钢筋 As 804mm2 混凝土强度等级为 混凝土强度等级为 C40 2 300mmNfy 承受的弯矩 承受的弯矩 M 89KN m 环境类别为一类 验算 环境类别为一类 验算 22 1 19 71 1 mmNfmmNf ct 此梁截面是否安全 此梁截面是否安全 解 fc 19 1N mm2 ft 1 7 N mm2 fy 300 N mm2 由表知 环境类别为一类的混凝土保 护层最小厚度为 25mm 故设 a 35mm h0 450 35 415mm 2 min 293450250 26 0 804mmbhAs 则 满足适用条件 55 0 121 0 1 190 1 300 0077 0 1 b c y f f 安全 mKNMmKN bhfM cu 89 49 93 121 0 5 01121 0 415250 1 190 15 01 2 2 01 6 已知梁的截面尺寸为 已知梁的截面尺寸