绪 论
1. 钢筋混凝土结构有哪些优缺点?
答:优点:(1)节约钢材(2)可模性好;(3)耐久性和耐火性较好;
(4)整体性好;(5)就地取材。 缺点:(1)如自重大,不适用于大跨、高层结构;;
(2)抗裂性差;
(3)承载力有限,破坏前预兆较小:
(4)施工复杂,工序多,工期长,施工受季节影响;; (5)破损后修复、加固、补强比较困难。
2. 为什么钢筋和混凝土两种不同的材料能结合在一起共同工作?
(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)设置一定厚度混凝土保护层; (4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
第1章 混凝土结构用材料的性能
1.土木工程常用钢筋的品种、级别有哪些? 常用级别的表示方法有哪些?
四种:热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、预应力螺纹钢筋、冷加工钢筋;
2.建筑工程常用钢筋的机械性能指标有哪几项?各有何作用?
塑性性能:
(1)伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指标,伸长率越大,塑性越好。 (2)冷弯性能,冷弯试验是检验钢筋性能以及反映刚才脆化倾向的指标。
冷弯试验的合格标准为在规定的D和a下冷弯后的钢筋应无裂纹、鳞落或断裂的现象。 强度性能:
(1)屈服强度:fyk钢筋设计强度的取值依据;
(2)极限抗拉强度fu:作为一种安全储备,屈强比的定义,即“屈服应力/极限抗拉强度”
fyk/fu=0.6-0.7。
补充:1、热轧钢筋具有明显的屈服点和屈服台阶。
2、中、高强钢丝和钢绞线均无明显的屈服点和屈服台阶(中:800-1270MPa, 高:1470-1960MPa)。
3、ó0.2 为对应于残余应变为0.2%的应力,称为无明显屈服点钢筋的条件屈服点。 4、除冷拉钢筋仍有明显的屈服点外,其余冷加工钢筋均无明显屈服点和屈服台阶。
3.混凝土强度等级是怎样确定的?有哪几种强度指标?如何测定?
答:混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值fcu,k确定。
三种强度指标
(1)立方体抗压强度fcu,k
补充:试件尺寸越小,测得抗压强度越高;加载速度越快,测得抗压强度越高。
(2)混凝土轴心抗压强度:
补充:立方体抗压强度大于轴心抗压强度
(3)轴心抗拉强度ftk:试件尺寸为100mm×100mm×500mm的柱体,两端埋有伸出长度为150mm的变形钢筋(d=16mm),钢筋位于试件轴线上。试验机夹紧两端伸出的钢筋,对试件施加拉力,破坏时裂缝产生在试件的中部,此时的平均破坏应力为轴心抗拉强度ftk 补充:高宽比越大,它的强度越小。
4.混凝土在三向受压情况下强度和变形有何特点?
强度:
①最大主压应力方向的抗压强度取决于侧向压应力的约束程度
②随着侧向压应力的增加,微裂缝的发展受到了极大的限制,大大地提高了混凝土纵向抗压强度,此时混凝土形变性能接近理想的弹塑性体。
③最高抗压强度值不宜超过单轴抗压强度的5倍。
④对于纵向受压的混凝土,约束混凝土的侧向变形,可使混凝土的抗压强度有较大提高。 变形特点:
5.混凝土的收缩和徐变有何区别和联系?影响因素有哪些?
收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。
徐变:在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变。
区别:徐变是在荷载作用下发生的变形,是结构产生应力重分布和使结构变形增加,而收
缩不需在荷载作用就会发生,会使混凝土产生裂缝。
联系:影响徐变和收缩的因素基本相同,且均为变形。 影响混凝土收缩的因素:
①干燥失水是引起收缩的重要因素,所以构件的养护条件、使用环境的温湿度及影响混凝土水分保持的因素,都对收缩有影响。
②水泥用量越多、水灰比越大,收缩越大;骨料的级配越好、弹性模量越大,收缩越小; 小尺寸构件收缩大,大尺寸构建收缩小;高强度混凝土收缩大。 影响混凝土徐变的因素:
①内在因素:混凝土的组成和配合比。
②环境因素:养护及使用条件下的温、湿度。
③混凝土的应力条件也是影响徐变的非常重要的因素。(线性徐变:σ≤0.5fc时。非线性徐变:σ=(0.5-0.8)fc时。将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。)
6.钢筋和混凝土之间的粘结强度跟哪些因素有关?怎样保证可靠粘结?
因素:(1)钢筋的表面形状;(2)混凝土强度;(3)钢筋保护层厚度和钢筋间距;
(4)横向钢筋的影响;(5)钢筋锚固区有横向压力时的影响;(6)受力状态。 保证措施:
(1)钢筋强度等级不宜过低,一般≥C20;
(2)受力钢筋应有足够的受拉锚固长度和绑扎搭接长度;
(3)保证钢筋有足够的钢筋保护层,在钢筋搭接范围内加密箍筋; (4)尽量采用变形钢筋,光圆钢筋末端应做弯钩。
7.建筑工程中对钢筋性能有何要求?
(1)强度高,屈强比适当; (2)塑性好; (3)可焊性好;
(4)与混凝土的粘结锚固性能好;(5)抗低温性能和耐火性、耐久性能好。
第2章 混凝土结构设计方法
1.什么是结构上的作用和作用效应?荷载效应与作用效应的区别。
结构上的作用:是指施加在结构上的集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的
各种因素(如地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等)。
作用效应:直接作用或者间接作用作用在结构构件上,由此在结构内产生内力和变形 (如:轴力、剪力、弯矩、扭矩及挠度、转角和裂缝等)。
区别:当为直接作用(即荷载)作用在结构构件上时,其效应称为荷载效应。故荷载效应为
作用效应的一种。
2.荷载按随时间的变异分为几类?荷载有哪些代表值?
三类:(1)永久作用:结构自身重力、土压力、预应力;
(2)可变作用:楼面活荷载、行车荷载、风荷载和雪荷载; (3)偶然作用:强烈地震、爆炸、撞击等。
可变荷载有四种代表值,标准值、组合值、频遇值和准永久值。
3.什么是结构的抗力?影响结构抗力的因素有哪些?
结构抗力R是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力,如构件的承
载能力、刚度等。
影响因素:
(1)材料性能(强度、变形模量等); (2)几何参数(构件尺寸等);
(3)计算模式的精确性(抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等); (4)结构抗力也随时间变化。
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