混凝土概念题

混凝土概念题《基本原理》课后习题6-1对于纯扭构件，为什么配置螺旋形钢筋或配置垂直箍筋和纵筋？答：试验表明，无筋截面混凝土构件在扭矩的作用下，首先在截面长边中点附近最薄弱处产生一条是45°角方向的斜裂缝，然后迅速地以螺旋形向相邻两面延伸，最后形成一个三面开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，使结构立即破坏，具有典型脆性破坏性质。因此可在混凝土构件中沿45°角主拉应力方向配置螺旋钢筋，并将螺旋钢筋配置在构建截面的边缘处，或在构件中配置箍筋和纵筋来承受主拉应力，承受扭矩作用效应，提高抗扭承载力。6-2纯扭适筋、少筋、超筋构件的破坏特征是什么？答：少筋构件：当混凝土受扭构件配筋数量较少时，破坏特性：结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量较少时，钢筋应力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏。属于脆性破坏。适筋破坏：当混凝土受扭构件按正常数量配筋时，破坏特征是结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂不断开展并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点，，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压屈服点，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压强度而破坏。破坏时其变形及混凝土裂缝宽度较大。属于延性破坏。超筋破坏：当混凝土受扭构件配筋数量过大或混凝土强度等级过低时，结构破坏特征：结构破坏时纵筋和箍筋均未达到屈服点，受压区混凝土首先达到抗压强度而破坏。结构破坏时其变形以及混凝土裂缝宽度较小，属于脆性破坏。当混凝土受扭构件的纵筋与箍筋比率相差较大时为部分超筋构件；随着扭矩荷载的不断增加，配置数量较少的钢筋达到屈服点，最后受压区混凝土达到抗压强度而破坏。结构破坏时配置数量较多的钢筋并没有达到屈服点，结构具有一定的延性。6-3我国《规范》是怎样处理在弯、剪、扭联合作用下的结构构件设计的？答：在国内大量试验研究和按变角空间桁架模型分析的基础上，《规范》给出弯矩以及弯剪扭构件承载力的实用计算法。受弯扭构建的承载力计算，分别按受纯弯矩和受纯扭矩计算纵筋与箍筋。然后将相应的钢筋截面面积进行叠加，即弯扭构件的纵筋用量为受弯的纵筋和受扭的纵筋截面面积之和，而箍筋用量则有受扭的箍筋所决定，弯剪扭构件承载力计算，分别按受弯和受扭计算的纵筋截面面积叠加，分别按受剪和受扭计算的箍筋解密恩面积相叠加6-5为什么规定受扭构件的截面限制条件？若扭矩超过截面限制条件的要求，解决方法是什么？答：在受扭构件计算时，为了保证结构界面尺寸及混凝土材料强度不致过小，结构在破坏时混凝土不首先被压碎，因此规定截面限制条件。若扭矩超过截面限制条件的要求，则需要加大构件截面尺寸，或提高混凝土强度等级。6-6在什么情况下受扭构件应按最小配箍率和最小纵筋配筋率进行配筋？答：钢筋混凝土构件承受的剪力及扭转相当于结构混凝土即将开裂时剪力及扭矩值的界限状态，称为构造配筋界限。从理论上说来，结构处于界限状态时，由于混凝土尚未开裂，混凝土能够承受荷载作用而不需要设置受剪及受扭钢筋；但在设计时为了安全可靠，以防止混凝土偶然开裂而丧失承载力。按构造要求还应设置符合最小配箍率要求得钢筋截面面积。6-7在弯、剪、扭联合作用下构件的受弯配筋是怎么考虑的？受剪配筋是怎样考虑的？答：在（M、V、T）作用下，构件受弯配筋按纯弯构件计算，受剪钢筋先按纯剪时计算，但剪扭都具有相关性，所以计算时要乘以降低系数。6—9（非课后习题，但老师提及过）什么是平衡扭矩和协调扭矩（附加扭矩）？答：若结构的扭矩是由荷载产生的，其扭矩可根据平衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关，这种扭矩称为平衡扭矩。超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转，称为协调扭转或附加扭转。9-1何谓预应力混凝土？与普通钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土构件有何优缺点？答：在混凝土构件承受外荷载之前，对其手拉区预先施加压应力，就成为预应力混凝土结构。预应力混凝土优点：1，提高构件的抗裂能力2，增大了构件的刚度3，充分利用了高强度材料4，扩大构件的应用范围缺点：1，施工工序多2，对施工技术要求高且需要张拉设备3，锚夹具及劳动力费用高9-2为什么预应力混凝土构件必须采用高强度钢材，且应尽可能采用高强度等级的混凝土？答：在进行张拉时，为得到较大预应力需对钢筋进行较大限度的张拉，所以刚才须采用高强度的，同样，混凝土强度等级越高，能够承受预应力也越高，二者强度等级相配合，可获得较经济的截面尺寸，对先张构件，高强度等级的高粘结力尤为重要。9.3预应力混凝土分为哪几类？各有何特点？答：1预应力混凝土分为以下几类：a.先张法和后张法预应力混凝土b.全预应力和部分预应力混凝土c.有粘结预应力和无粘结预应力混凝土2先张法：通过预应力钢筋和混凝土的粘结力传递预应力的，制作方法是先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土而成的。适用于预制厂大批制作中.小构件。3后张法：是依靠其两端的锚具锚住预应力的，制作方法是先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋而成的，此方法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架，吊车梁，大跨度桥梁等。4全预应力混凝土：指在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力。即为全截面受压的构件。5部分预应力混凝土：指在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压。6有粘结预应力混凝土：是指沿预应力全长其周围均与混凝土粘结握裹在一起的预应力混凝土结构。7无粘结预应力混凝土：指预应力筋伸缩，滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。9-4施加预应力的方法有哪几种？先张法和后张法的区别何在？试简述它们的优缺点及适用范围。答：施加预应力的方法有：先张法和后张法。先张法和后张法的区别在于两者施加预应力的工艺、传递预应力及适用范围。先张法相对后张法的制作要简单，而后张法的锚具不能够重复使用且制作工艺复杂。先张法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、梁等。后张法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。9.5什么张拉控制力δcon？为什么张拉控制应力值不能过高也不能过低？答：1张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时，张拉设备的测力仪表所指示的总张拉应力除以预应力钢筋截面面积得出的拉应力值，以δcon表示。2δcon应取值适当，当构件截面尺寸及配筋数量一定时，δcon越大，在构建受拉区建立的混凝土预压应力也越大，则构件使用时的抗裂度也越高，但是同时也会产生负面的问题，比如个别钢筋可能会被拉断，施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力甚至开裂，还可能使后张法构件混凝土产生局部破坏；使开裂荷载与破坏荷载相近；一旦裂缝，则会立即破坏、此外，此外，为了保证构件中建立必要的有效预应力，δcon也不能过小。9.6预应力损失由哪几种？各种损失产生的原因是什么？计算方法及减小措施如何？先张法，后张法各有哪几种损失？哪些属于第一批，哪些属于第二批？答：（1）预应力损失分为以下几类及其产生的原因：A．张拉端锚具变形引起的损失δL1B．由于钢筋内缩引起的预应力损失C．由于预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失δL2D．由于温度变化一起的损失δL3E．由于盈利松弛现象产生的损失δL4F．由于混凝土收缩和徐变引起的损失δL5G．用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的损失δL6H．由于混凝土弹性压缩产生的损失（2）各类预应力损失的计算方法及减小措施：(略，见习题手写版)δL1=a/LEs①δL1=a/LEs应尽量减小用垫板②σ2=(kx+μθ)σcom③④⑤9-7什么是预应力钢筋的松弛？为什么短时的超张拉可以减小松弛损失？答：应力松弛是指钢筋受力后，在长度不变的条件下，钢筋应力随时间的增长而降低的现象。因为超张拉下短时间内发生的损失在低应力下需要较长的时间；持荷2分钟可使相当一部分松弛损失发生在钢筋锚固之前，则锚固后损失较小。9-10预加预应力对轴心受拉构件的承载力有何影响？为什么？答：预加预应力对轴心受拉构件的承载力计算公式与普通钢筋混凝土构件相同，与预应力的存在于大小无关，即预加预应力不能提高承载力。9-11预应力混凝土构件中的非预应力钢筋有何作用？答：非预应力钢筋在预应力混凝土构件中不仅起到支撑钢筋骨架的作用，同时还提高构件受弯，受剪承载力，减小裂缝宽度等方面的作用。9-12什么是预应力钢筋预应力传递长度？传递长度内的抗裂能力与其他部位有何不同？何时考虑其影响？答：把从应力为0的截面到应力达到有效应力σpe的截面的这段产度叫做预应力理论传递长度。先张法其他部位截面中的σpc均相同。所以抗裂能力也相同。传递长度ltr内，混凝土预应力由0开始逐渐增至σpc。所以抗裂能力不同，当杆件连接时，节点区该构件的最小截面位于ltr内时，考虑其影响。9-13为什么要对后张法构件端部进行局部受压承载力验算？应进行哪些方面的计算？不满足时采取什么措施？答：当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，构件端部将出现纵向裂缝，甚至导致局部受压破坏。实验表明发生局部受压破坏时混凝土强度值大于单轴受压时的混凝土强度值。为了防止构件端部发生局部受压破坏，则进行端部承压承载力验算。对后张法预应力混凝土构件，还应进行施工阶段和使用阶段两种极限状态的计算以及构件端部截面尺寸验算。当不满足时应采取加大构件端部尺寸，调整锚具位置，调整混凝土的强度或增大垫层厚度等措施。9-14预应力混凝土受弯构件的受压区有时也配置预应力钢筋，有什么作用？这种钢筋对构件的承载力有无影响？为什么？答：在构件截面内，设置在使用阶段受拉区的预应力钢筋Ap的重心与截面的重心由偏心，为了防止在制作，运输和吊装等施工阶段，构件的试用阶段，受压区出现裂缝或裂缝过宽，有时也在受压区出现裂缝或裂缝过宽，有时也在受压区设置预应力钢筋，有影响他也会受压。9-16、不同的裂缝控制等级时，预应力混凝土构件的正截面抗裂验算应满足什么要求？不满足时怎么办？答：（1）一级——严格需求不出现裂缝的构件a.荷载效应标准组合下，σck-σpc≤0（2）二级——一般要求不出现裂缝的构建a、荷载效应标准组合下,σck-σpc≤ftkb、荷载效应标准永久组合下,σcp-σpc≤0（3）三级——允许出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合下并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度。ωmax≤ωlim9-18、预应力混凝土构件为何还应进行施工阶段验算？都验算哪些项目？答：为了保证预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段的安全性，应限制施加预应力过程中的混凝土法向压应力值，以免混凝土被压坏，即σce≤0.8fck《结构设计》课后习题P1792-2、简述横向平面排架承受的竖向荷载和水平荷载的传力途径以及纵向平面排架承受的水平荷载的传力途径。（以下为文字叙述，最好是画图比较简练）答：横向平面排架承受的荷载传力途径：①竖向荷载（包括结构自重、屋面荷载雪载和吊车竖向荷载等）通过屋架或吊车梁、联系梁传给柱子（即横向排架），再由柱将荷载传给基础。②水平荷载（包括吊车横向水平荷载、横向风荷载、横向地震作用）通过吊车梁、屋架或纵墙传给横向排架柱，由柱子本身的抗弯刚度进行承受，从而将荷载传给基础。③纵向平面排架承受的水平荷载传力途径：纵向水平荷载（包括吊车纵向水平荷载、风荷载、地震作用）等通过吊车梁、屋架及屋盖支撑，最后再传给基础。2—3、装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房中一般应设置哪些支撑？简述这些支撑的作用和设置原则。答：（1）单层厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑。屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、垂直支撑与纵向水平系杆，天窗架支撑等。（2）上弦横向水平支撑作用：保证屋架上弦杆在平面外稳定和屋盖纵向水平刚度，承受并传递荷载；当屋盖为有檩体系或无檩体系，但屋面板与屋架的连接质量不能保证，且山墙抗风柱将风荷载传到屋架上弦时，应在每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置上弦横向水平支撑。（3）下弦横向水平支撑作用：将山墙风荷载及纵向水平荷载传到柱列，同时防止屋架下弦的侧向振动；当厂房跨度大于18米，或者当屋架下弦设有悬、挂吊车或厂房内有较大的振动以及山墙风荷载通过抗风柱传到屋架下弦时，应在每一伸缩缝区段端布