钢筋混凝土知识要点简答精要

钢筋混凝土知识要点简答精要1、钢筋和混凝土是两种性能不同的材料，为什么能在一起工作？（P3）答：钢筋与混凝土能共同工作的原因如下：（1）混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能，二者能够可靠地结合在一起，共同受力，共同变形。（2）混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近，避免温度变化时产生较大的温度应力破坏二者之间的粘结力（3）混凝土对钢筋有保护和固定作用。混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化。2、钢筋混凝土结构有哪些优点，缺点？如何克服这些缺点？（P3）答：混凝土结构的优点：1）用材合理，充分利用钢筋抗拉特性和混凝土的抗压特性2）良好的耐火性，整体性，可塑性3）可就地取材4）节约钢材混凝土结构的缺点：结构自重大；抗裂性差，隔热隔声性能较差等；施工复杂且受季节气候影响;难修复。克服方法:采用轻质高强混凝土减轻自重，采用预应力混凝土和钢纤维混凝土提高结构抗裂性能，采用植筋技术能修复结构损坏，采用粘贴钢板或粘贴纤维布能进行结构加固等3、混凝土强度的基本指标是什么？它是如何确定的？可划分为那些等级？答：混凝土强度的基本指标是立方体抗压强度值。混凝土立方体抗压强度标准值的确定是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。有C15-C80共14个强度等级。4、在单向应力作用下，影响混凝土立方体抗压强度的因素有哪些（P19）答：水泥强度等级，水灰比（主要因素）骨料的性质、级配，养护温度、湿度、龄期，试件的尺寸、形状、试验方法以及加载速率。（1）试验方法：如果试件上下表面涂抹一些润滑剂，这时没有“套箍作用”的影响，测的强度降低;加载速度越快，测定强度越高。（环箍效应）（2）试件的大小和形状：试件的尺寸越小，测得的抗压强度值越大。立方体试件比棱柱试件测得的抗压强度值大（尺寸效应）（3）加载速率：加载速率快，测得的抗压强度值较大（应变滞后应力）5、何谓混凝土的徐变？影响混凝土徐变因素有哪些？（P32~33）答：徐变：混凝土在荷载不变的情况下，变形随荷载持续时间的增长而增大。影响因素：内在因素：要减小徐变，就应该尽量减少水泥用量，减小水灰比，增加骨料所占体积及刚度（对水泥石约束作用越大）；环境影响：高温高湿蒸汽养护能促使水泥充分进行水化作用，减小徐变。加载后环境温度较低而湿度较高体表比越大，则会减小徐变；应力条件：混凝土加载龄期越早徐变越大。6、在复合应力的条件下混凝土的强度有什么样的变化？（重点）（P24~25）答：1、双向应力状态第一象限：双向受拉，双向受拉强度均接近于单向抗拉强度；第三象限：双向受压，一个方向随另一个方向抗压强度的增大而增大，最大抗压强度发生在两个应力比为0.4或0.7时，比单向抗压强度提高约30％，而在两向压应力相等的情况下强度增加为15%~20%。第二、四象限：一向受压，一向受拉，抗压强度随拉应力增大而减小，混凝土的强度均低于单向受力（压或拉）的强度。2、剪压或剪拉复合应力状态由于剪应力的存在，砼的抗拉强度、抗压强度均低于相应的单轴强度。3、三向受压混凝土三向受压时，极大地提高混凝土的抗压强度和承受变形能力，混凝土接近理想塑性状态。7、单向受力时混凝土应力—应变关系曲线有何特点？裂缝是怎样发展的？不同强度等级的混凝土应力—应变关系曲线有何变化？（P26~27）答：a点前内部裂缝没有发展，应力应变近似直线。b点称为临界应力点,内部裂缝有发展,但处于稳定状态。（此临界应力值为混凝土长期抗压设计依据）c点应力为轴心抗压强度fc，e0约为0.002（C50以下）内部裂缝延伸到表面，c点后出现应变软化。d点为极限压应变,对普通混凝土取0.0033。不同强度混凝土的应力－应变曲线随着混凝土强度等级的提高，上升段曲线的形状愈接近直线，斜率愈陡，峰值应变标变化不大，应变值在0.002左右。强度高的混凝土，下降段坡度较陡，残余应力相对较低，因为高强度混凝土粘结力较大，往往是骨料的劈裂，为脆性破坏，故延性差。8、什么是混凝土的变形模量和弹性模量？（P30）答：变形模量是曲线上一点的应力与应变之比。弹性模量是应力——应变曲线原点切线斜率。由于轴心受压混凝土应力——应变关系是一条曲线，在不同的应力阶段变形模量是一个变数。混凝土的变形模量有三种表示方法，即原点弹性模量、割线模量、切线模量。混凝土的弹性模量通常是指原点弹性模量，其值可用Ec表示。GB50010规范给出的混凝土弹性模量值：对棱柱体试件，加载至，然后卸载至零，这样重复加载卸载5~10次后，卸载曲线接近直线且其斜率趋于稳定，将该直线的斜率定为混凝土的弹性模量。9、钢筋混凝土结构中钢筋的选用原则？（P48）答：1.满足强度要求。2.有一定塑性，要求伸长率冷弯性能合格。3.可焊性达标4.有一定的耐火能力5.钢筋与混凝土有足够的的粘结力。10、何为收缩？收缩对结构有什么影响？影响收缩的因素有哪些？（P34）收缩：混凝土在空气中凝结硬化时体积减小。对结构的影响：加速裂缝的出现和开展，预应力混凝土中损失预应力。影响收缩的因素：水泥品种、用量，骨料性质、级配、弹模，温度湿度，施工质量，构件的体表比。11、钢筋与混凝土间的粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？答：胶着力、摩擦力、机械咬合作用。光圆钢筋主要为摩擦力、摩擦阻力起作用，带肋钢筋主要为机械咬合作用起作用。12、什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类？试举例说明哪些属于超过了这些状态？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规定要求，则此状态称为该功能的极限状态。极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极限状态：材料强度不足而破坏或因疲劳而破坏，或产生过大的塑性形变而不能继续承载，或丧失稳定。正常使用极限状态：过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动14、钢筋混凝土结构材料的强度标准值、设计值是如何确定的？有什么关系？答：材料强度标准值按不小于一定保证率来确定其标准值。材料强度标准值除以材料分项系数，即为材料强度设计值。钢筋材料强度的分项系数取1.1，混凝土材料强度的分项系数为1.4。15、荷载分为哪几类？荷载的代表值有哪些？荷载设计值有标准值有什么关系？荷载按随时间的变异性，分为：永久荷载（结构自重、土压力）可变荷载（楼面活荷载、风荷载、雪荷载）偶然荷载（爆炸、撞击和地震）；荷载代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值。荷载代表值乘以荷载分项系数后的值，称为荷载设计值。16、我国《规范》承载力极限状态和正常使用极限状态的设计表达式分别采用何种形式？答：承载力极限状态设计时的荷载效应组合应采用基本组合、偶然组合和地震组合。正常使用极限状态设计时的荷载效应组合，应根据不同的设计要求和荷载的长期或短期作用，采用标准组合、频遇组合和准永久组合。17、板中一般有几种钢筋？分别起什么作用？应满足哪些构造要求？答：一般仅配有纵向受力钢筋和固定受力钢筋的分布钢筋。（1）板的受拉钢筋：提供截面受弯承载力。采用HRB400,HRB335，常用直径6mm,8mm,10mm,12mm，间距不宜小于8mm，一般为70—200mm；板厚h＜150mm,不宜大于200mm;h＞150mm,不宜大于1.5h，且不应大于250mm。（2）板的分布钢筋：用于固定受力钢筋，使主筋受力均匀，并分担混凝土收缩和温度应力。构造上应在受拉钢筋的内侧布置与其垂直的分布钢筋。采用HRB400,HRB335,HRB235级钢筋，常用直径6mm和8mm。单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不应小于该方向截面面积的0.15%。；间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm。温度变化较大或集中荷载较大时，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。18、梁中有几种钢筋？分别起什么作用？应满足什么构造要求？答：纵向受力钢筋：提供梁的正截面受弯承载力和一部分斜截面的受剪承载力和斜截面受弯承载力，在受压区时还承担一部分压力箍筋：（1）提供斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力，抑制斜裂缝的开展（2）连系梁的受压区和受拉区，构成整体（3）防止纵向受压钢筋被压屈服（4）与纵向钢筋构成钢筋骨架。弯起钢筋：（1）提供斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力；（2）将斜裂缝之间的混凝土斜压力传递给混凝土，以加强混凝土块体之间的共同作用，抑制斜裂缝的开展。架立筋：在构造上起架立钢筋作用，形成钢筋骨架腰筋（纵向构造钢筋）：承受侧面温度变化及混凝土收缩引起的应力，抑制裂缝开展19、进行正截面承载力计算引入了哪些基本假定？答：四个假定：1平截面假定2混凝土的抗拉强度忽略不计3钢筋为理想弹塑性材料4混凝土采用理想化的应力应变曲线20、论证在截面尺寸不变的条件下，提高钢筋等级和提高混凝土强度等级，哪一个对梁的受弯承载力影响较大？答：提高钢筋强度等级对梁的受弯承载力影响较大。梁的受弯承载力主要是由纵向受拉钢筋提供的，结合公式Mu1=fy*As(h0-x/2),Mu2=α1*fc*b*x(h0-x/2),提高相同倍数的强度值，Mu1变化量明显大于Mu2变化量。所以混凝土强度提高承载力变化不明显，提高钢筋强度对梁的受弯承载力的提高影响较大。21、钢筋混凝土梁正截面的破坏形态有哪些？对应每种破坏形态的破坏特征是什么？答：①适筋破坏，适筋梁的破坏始于纵向受力钢筋的屈服，终于混凝土的压碎，整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏；②少筋破坏：破坏是由于受拉区混凝土一旦开裂，钢筋很快屈服，甚至被拉断，它是突发性脆性破坏。③超筋破坏，是受压区边缘混凝土达到极限压应变导致梁受压破坏，而钢筋未屈服，它是脆性破坏。22、梁内箍筋有哪些方面的作用？（134页）答：（1）提供斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力，抑制斜裂缝的开展；（2）联系梁的受压区和受拉区，构成整体；（3）防止纵向受压钢筋的压屈；（4）与纵向钢筋构成钢筋骨架。23、影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些？（132~134页）答：（1）剪跨比：随着剪跨比λ的增加，梁的破坏形态按斜压（λ1）、剪压（1≤λ≤3）和斜拉（λ3）的顺序演变，其受剪能力则逐步减弱。当λ3时，剪跨比的影响将不明显；（2）混凝土强度：一般混凝土强度等级越高，斜截面抗剪承载力越高；（3）箍筋：梁的斜截面受剪承载力随箍筋的配筋率增大而增大，两者呈线性关系，箍筋级别越高，斜截面受剪承载力越高；（4）纵筋:配筋率越大，产生的销栓力越大，斜截面受剪承载力越高；（5）斜截面的骨料咬合力：对无腹筋梁的斜截面受剪承载力影响较大；（6）截面尺寸和形状:尺寸大的构件，破坏时平均剪应力比尺寸小的构件要低；适当增加翼缘宽度可提高受剪承载力25%，过大而增加趋于平缓。另外，加大梁宽也可提高受剪承载力。24、试说明集中荷载作用下的无腹筋梁有哪几种剪切破坏形态？其形成的条件、破坏形态及破坏原因是什么？答：（1）斜压破坏：剪跨比λ1，此破坏属于脆性破坏，随着荷载的增加，梁腹部的混凝土被这些斜裂缝分割为若干个斜向短柱，最后这些短柱被压碎而使梁失去承载能力，属于受压脆性破坏；（2）剪压破坏：剪跨比1≤λ≤3。此破坏属于脆性破坏，一些斜裂缝中有一条贯穿的较宽的主要斜裂缝（临界裂缝)，随着剪压区高度减少，临界斜裂缝顶端处混凝土在剪应力和正应力的作用下发生破坏，破坏区域有明显的混凝土压碎现象，是界于受拉和受压脆性破坏之间；（3）斜拉破坏：剪跨比λ3。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形很小，破坏是由于混凝土斜向拉坏引起的。25、什么叫配筋率？它对梁的破坏形态有什么影响？答：纵向受力钢筋总截面面积As与正截面的有效面积bh0的比值。ρmin·h/h0≤ρ≤ρb时发生适筋破坏；ρ＞ρb时发生超筋破坏；ρ＜ρmin·h/h0时发生少筋破坏。26、轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏有何不同？答：短柱：一般是纵筋先达到屈服极限，继续增加一些荷载，最后混凝土达到极限压应变值，短柱在轴心压力整个钢筋和混凝土的截面的