混凝土概念及简答

混凝土概念及简答混凝土概念及简答 一 什么叫混凝土 答 它是由胶凝材料 粗骨料 细骨料和水 或不加水 按适当比例配制 经搅拌振捣成型的混合物 在一定条件下养护而成的人造石材 二 砼强度 1 常用强度 立方体抗压强度 轴心抗压强度 抗拉强度 抗折强度等 2 砼立方体抗压强度 标准尺寸 150 150 150 mm 的立方体试件 在标 准养护条件 温度在 20 2 相对湿度为 95 以上的标准养护室中养护 或在 温度在 20 2 的不流动的 Ca OH 2 饱和溶液中 养护到 28d 龄期 以标准 试验方法测得的抗压强度值 3 影响砼立方体抗压强度的因素 1 尺寸越大 测得值越大 2 上下表面不涂油 值越大 3 加载速度越大 值越大 4 砼养护龄期越短 值越小 4 立方体抗压强度标准值 fcu k 确定砼强度等级 5 轴心抗拉强度 劈裂抗拉试验 约为抗压强度的 17 1 8 1 6 轴心抗压强度 150 150 300 棱柱体 在标准养护条件下养护到 28d 龄 期用标准试验方法测得 三 砼的变形 1 变形模量 弹性模量 割线模量和切线模量 2 砼的徐变 在不变的应力长期持续作用下 混凝土的变形随时间而缓慢增 长的现象 3 影响砼徐变的因素 1 胶凝材料的用量和水胶比大小 正比关系 骨料越坚硬 徐变越小 2 应力越大 徐变越大 非线性徐变 应力大 徐变变形比应力增长快 不 成正比 线性徐变 应力较小 3 砼养护条件和使用环境 4 构件体表比 4 徐变对结构的影响 有利影响 徐变有利于削弱由温度 干缩引起的约束变形 防止结构物裂缝 形成 不利影响 使结构变性增加 在钢筋混凝土截面产生应力重分布 在预应 力结构中造成预应力损失 5 重复荷载作用下的变形 应力应变曲线确定混凝土的疲劳抗压强度 6 砼的收缩和膨胀 影响砼收缩的因素 四 钢筋 1 钢筋强度 极限抗拉强度和屈服强度 有明显流幅的钢筋有两个强度指标 一是屈服强度 由屈服下限确定 这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值 的依据 因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形 这将使 构件变形和裂缝宽度 大大增加以致无法使用 所以在设计中用屈服强度为钢筋的强度极限 y f 另一个强度指标是钢筋极限强度 一般作钢筋的实际破坏强度 u f 一般取残余应变为 0 2 所对应的应力 0 2作为无明显流幅钢筋的强度限值 通常称为条件屈服强度 2 钢筋塑性 伸长率 断面收缩率 冷弯 硬度 冲击韧性 3 冷拉 只提高抗拉强度 提高屈服强度 冷拔 同时提高抗拉抗压强度 冷加工后塑性和韧性降低 4 钢筋和砼共同作用的原理 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 混凝土对钢筋有保护作用 5 粘结力的组成 化学胶结力 摩擦力 机械咬合力 钢筋端部的锚固力 6 影响粘结强度的因素 1 砼强度 正比 2 变形钢筋比光圆钢筋高 3 净间距 4 横向压力提高粘结强度 5 沿横向布置的钢筋提高粘结强度 7 保证可靠粘结的构造措施 1 保证最小搭接长度和锚固长度 2 满足钢筋最小间距和最小保护层厚度要求 3 钢筋搭接接头范围内加密箍筋 4 钢筋端部设置弯钩 8 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求 1 对钢筋强度方面的要求 2 强屈比的要求 3 延性 4 粘结性 5 耐久性 6 适宜施工性 7 经济性 五 受弯构件的正截面承载力 1 受弯构件正截面破坏的全过程 适筋梁 三个受力阶段 第 阶段 裂前阶段 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 带缝工作阶段 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 破环阶段 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 2 受弯构件正截面承载力计算的几个假定 1 平截面假定 即认为截面变形后仍保持平面 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 纵向钢筋的极限拉应变去 0 01 4 不考虑混凝土抗拉强度 5 规定纵向受拉钢筋和纵向受压钢筋的应力不应大于其屈服强度为基础的抗 拉强度设计 值和抗压强度设计值 3 等效截面应力图条件 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 4 相对受压区高度 图 计算表达式 5 双筋截面梁 在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面 好处 1 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 2 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 3 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 配置条件 1 截面承受弯矩较大 且截面高度受到限制 而采用单筋截面将引起超筋 2 在不同荷载组合情况下 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 s A 4 为了提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形 6 截面计算 1 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 单筋矩形受弯构件正截面承载力应符合下列规定 syc Afbxf 1 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 min bhAs 若 应按构造配置 As 即取 min bhAsbhAs minmin 2 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 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 且保 b 1 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 2 s ax 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 3 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 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 100 0 bh As 其中 为配筋率 As为受拉区纵向钢筋的截面面积 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 7 破坏 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 1 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 延性破坏 2 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 脆性破坏 3 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 脆性破坏 8 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 六 受弯构件的斜截面承载力 1 斜截面破坏形态有几类 分别采用什么方法加以控制 影响破环形态的因素 1 斜截面破坏形态有三类 斜压破坏 1 剪压破坏 1 3 斜拉破坏 3 均为脆性破坏 斜拉 斜压 剪压 2 斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制 剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制 斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制 3 影响破坏形态的主要因素 无腹筋梁是剪跨比 有腹筋梁除了剪跨比的影响 还有配置腹筋数量的多少 2 简述无腹筋梁和有腹筋梁的抗剪性能 无腹筋梁的抗剪性能主要有混凝土剪压区承担的剪力 纵向钢筋的销栓力 骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成 有腹筋梁的抗剪性能主要与腹筋的配置量的多少有关系 3 分析斜截面的受力和受力特点 1 斜截面的受力分析 斜截面的外部剪力基本上由混凝土剪压区承担的剪力 纵向钢筋的销栓力 骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成 2 受力特点 斜裂缝出现后 引起了截面的应力重分布 4 影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些 1 剪跨比的影响 随着剪跨比的增加 抗剪承载力逐渐降低 2 混凝土的抗压强度的影响 当剪跨比一定时 随着混凝土强度的提高 抗 剪承载力增加 3 纵筋配筋率的影响 随着纵筋配筋率的增加 抗剪承载力略有增加 4 箍筋的配箍率及箍筋强度的影响 随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加 抗剪承载力增加 5 斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用 6 加载方式的影响 7 截面尺寸和