《混凝土结构设计原理》简答题复习

《混凝土结构设计原理》简答题复习1.什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构以及配置各种纤维筋的混凝土结构。2.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：①钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能结合在一起。②钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近，两者之间不致因温度变化产生较大的相对变形而使粘结力遭到破坏。③钢筋埋置于混凝土中，混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀。3.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法。答：⑴钢筋冷加工是为了提高钢筋的强度，以节约钢材⑵冷加工方法有冷拔、冷拉、冷轧、冷扭⑶冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。4.什么是钢筋的屈强比？它反映了什么问题？答：⑴屈服强度与极限抗拉强度之比称为屈强比⑵它代表了钢筋的强度储备，也在一定程度上代表了结构的强度储备。5.什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？混凝土徐变对结构有什么影响？答：⑴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⑵①加荷载时混凝土的龄期愈早，则徐变愈大②持续作用的应力愈大，徐变也愈大③水灰比大，水泥用量多，徐变大④使用高质量水泥及强度和弹性模量高、级配好的集料（骨料），徐变小⑤混凝土工作环境的相对湿度低则徐变大，高温干燥环境下徐变将显著增大⑶①有利影响：有利于结构或构件的内力重分布，减少应力集中现象及减少温度应力等；在某种情况下，徐变有利于防止结构物裂缝的形成。②不利影响:由于混凝土的徐变使构件变形增大；在预应力混凝土构件中，徐变会导致预应力损失；徐变使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大，故而使受弯构件挠度增加，使偏心构件的附加偏心距增大而导致构件承载力的降低。6.什么是混凝土的收缩，影响收缩的因素有哪些？减小混凝土收缩的有效措施？答：⑴混凝土在空气中结硬时体积减小的现象⑵①水泥用量愈多、水灰比愈大，则混凝土收缩愈大②集料的弹性模量大、级配好，混凝土浇捣愈密实则收缩愈小③使用环境温度愈高，收缩愈小⑶加强混凝土的早期养护、减小水灰比、减小水泥用量，加强振捣7.影响钢筋与混凝土粘结强度的因素答：①混凝土强度；②混凝土保护层厚度及钢筋净间距；③钢筋外形；④横向配筋；⑤侧向压应力；⑥受力状态8.什么是结构上的作用、作用效应及结构抗力？答：⑴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原因。⑵施加在结构上的作用在结构或其构件上所产生的内力和变形。⑶整个结构或结构构件承受作用效应的能力。9.结构的功能要求包括哪些内容?答:①安全性。建筑物和构筑物承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用，以及在偶然事件发生时及发生后，仍然保持必需的整体稳定性；②适用性。建筑物和构筑物在正常使用时有良好的工作性能，不出现过大的变形和过宽的裂缝；③耐久性。在正常的维护下，不发生锈蚀和风化现象。10.写出可靠性和可靠度的定义，两者的关系是什么？答：⑴安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性，亦即结构在规定时间（设计基准期）内，规定条件下（正常设计、正常施工、正常使用），完成预定功能的能力。⑵结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率⑶可靠度是可靠性的概率度量11.如何划分结构的安全等级？答：结构的安全等级表示房屋的重要性程度。大量的一般房屋列入中间等级，重要的房屋提高一级，次要的房屋降低一级。重要房屋与次要房屋的划分，应根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。12.何谓结构的极限状态？分为哪两类？答：⑴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。⑵承载能力极限状态和正常使用极限状态13.板中分布钢筋的作用？答：将板面上的荷载更均匀地分布给受力钢筋；与受力钢筋绑扎在一起以形成钢筋网片，保证施工时受力钢筋位置正确；同时还能承受由于温度变化、混凝土收缩等在板内所引起的拉应力。14.钢筋混凝土受弯构件正截面的几种破坏形态及其破坏特征？答：①适筋破坏。破坏特征：纵向受拉钢筋的应力首先达到屈服强度，然后受压区混凝土达到极限压应变致使受压区混凝土被压坏。②超筋破坏。破坏特征：受压区混凝土先被压碎而纵向受拉钢筋应力达不到屈服强度③少筋破坏。破坏特征：破坏时的极限弯矩值颇小，且受拉区混凝土一开裂梁就破坏15.受弯构件的破坏形态？答：正截面破坏：适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏斜截面破坏：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏16.包括受弯构件在内的各种混凝土构件正截面承载力计算的基本假定是什么？答：①截面应变分布符合平截面假定，即正截面应变按线性规律分布②截面受拉区的拉力全部由钢筋负担，不考虑混凝土的抗拉作用③混凝土受压的应力-应变关系曲线是由抛物线上升段和水平段两部分组成④纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01⑤纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度设计值17.等效矩形应力图的等效原则是什么？答：①等效矩形应力图形的面积=曲线应力图形的面积，即混凝土压应力合力的大小相等②两个应力图形的形心位置相同，即压应力合力的作用点位置不变18.配筋率？最小配筋率在计算中的作用？答：⑴配筋率指纵向受力钢筋的面积与截面的有效面积之比⑵配筋率是影响构件受力特征的参数之一，控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态，同时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。19.什么情况下采用双筋截面？受压钢筋起何作用？答：⑴①弯矩较大，且混凝土强度和截面高度受到限制，而采用单筋截面将引起超筋②在不同的荷载组合情况下，梁的同一截面内受异号弯矩作用③由于某种原因（延性、构造），受压区已配置面积较大的纵向钢筋④为提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形⑵在受压区配置钢筋，可协助混凝土承受压力，提高截面的抗弯承载力；增加了截面的延性，有利于结构抗震；有利于减小混凝土的徐变变形，故可减少受弯构件在荷载长期作用下的挠度。20.为什么要规定T形截面受压翼缘计算宽度？翼缘计算宽度与哪些因素有关？答：⑴T形截面受压翼缘上的纵向压应力分布是不均匀的，靠近梁肋处翼缘中的压应力较高，而离梁肋越远则翼缘中的压应力越小，故实际上与梁肋共同工作的翼缘宽度是有限的。⑵与梁的跨度、翼缘高度、受力条件（独立梁、现浇肋形楼盖梁）等因素有关21.钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是什么？答：固定纵向钢筋的位置，与纵筋形成空间钢筋骨架，并且防止纵筋受力后向外凸，为纵向钢筋提供侧向支撑，同时箍筋还可以约束核心混凝土，改善混凝土的变形性能。配置在螺旋箍筋柱中的箍筋一般间距较密，这种箍筋能够显著地提高核心混凝土的抗压强度，并增大其纵向变形能力。22.钢筋混凝土轴心受压长、短柱的破坏有何不同？影响稳定系数的主要因素是什么？答：⑴①长柱：构件凹侧先出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，构件凸侧混凝土出现横向裂缝，侧向挠度急剧增大②短柱：柱四周出现明显的纵向裂缝及压坏痕迹，混凝土保护层剥落，箍筋间的纵筋压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱随即破坏⑵柱的长细比23.配置螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压柱其承载能力提高的原因是什么?答:螺旋箍筋可以约束混凝土的横向变形,从而间接提高了混凝土的纵向抗压强度24.为什么要考虑附加偏心距?答:考虑到工程中实际存在着荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均匀性及施工的偏差等因素，《混凝土结构设计规范》规定，在两类偏心受压构件的正截面承载力计算中，均应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea25.如何保证受弯构件斜截面承载力？答：①为了保证构件的斜截面受剪承载力，应使构件具有合适的截面尺寸和适宜的混凝土强度等级，并配置必要的箍筋。当梁承受的剪力较大时，也可增设弯起钢筋。②为了保证构件的斜截面受弯承载力，应使梁内的纵向受力钢筋沿梁长的布置及伸入支座的锚固长度满足若干构造要求。26.影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？答：①剪跨比。在梁截面尺寸、混凝土强度等级、箍筋的配筋率和纵筋的配筋率基本相同的条件下，剪跨比愈大，梁的受剪承载力愈低②混凝土强度。混凝土强度等级愈高，斜截面受剪承载力愈高③箍筋的配筋率和箍筋强度。在配筋量适当的范围内，箍筋配得愈多，箍筋强度愈高，梁的受剪承载力也愈大④纵向钢筋的配筋率。纵筋配筋率愈高，斜截面受剪承载力愈高27.厚腹梁斜截面抗剪承载力计算时要满足𝐕≤𝟎.𝟐𝟓𝜷𝒄𝒇𝒄𝒃𝒉𝟎和𝝆𝒔𝒗,𝒎𝒊𝒏=𝟎.𝟐𝟒𝒇𝒕/𝒇𝒚𝒗，其目的是什么？答：①𝐕≤𝟎.𝟐𝟓𝜷𝒄𝒇𝒄𝒃𝒉𝟎：为防止发生斜压破坏（或腹板压坏），同时也为了限制梁在使用阶段的裂缝宽度②𝝆𝒔𝒗,𝒎𝒊𝒏=𝟎.𝟐𝟒𝒇𝒕/𝒇𝒚𝒗：为避免斜拉破坏。（如果梁内箍筋配置过少，斜裂缝一出现，箍筋应力会立即达到屈服强度甚至被拉断，导致突然发生的斜拉破坏）28.斜压破坏、斜拉破坏和剪压破坏都属于脆性破坏，为何却以剪压破坏的受力特征为依据建立计算公式？答：由于斜拉破坏时，斜裂缝一旦出现，抗剪腹筋马上屈服，斜截面抗剪承载力接近于无腹筋梁斜裂缝产生时的抗剪承载力，配置的抗剪筋未发挥作用，不经济。斜压破坏时，与斜裂缝相交的抗剪腹筋未屈服，剪压区混凝土先被压碎，虽然斜截面抗剪承载力较高，抗剪筋未得到充分利用，也不经济。剪压破坏时，与斜裂缝相交的抗剪腹筋先屈服，随后剪压区混凝土被压碎，钢筋和混凝土都得到充分利用，所以斜截面抗剪承载力计算公式依据剪压破坏时的受力特征建立更为合理。29.为什么弯起筋的设计强度取0.8fy？答：0.8为应力不均匀折减系数，考虑到当弯起钢筋在斜裂缝顶端越过时，因接近压区，弯起钢筋可能达不到屈服。30.《规范》是如何考虑弯矩、剪力和扭矩共同作用的？βt的意义是什么，上下限是什么？答：⑴实际工程中单纯的受扭构件很少，大多是弯矩、剪力和扭矩同时作用。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的，这种相互影响的性质称为构件各承载力之间的相关性。由于弯、剪、压、扭承载力之间的相互影响极为复杂，所以要完全考虑它们之间的相关性，并用统一的相关方程来计算将非常困难。因此，《规范》对复合受扭构件的承载力计算采用了部分相关、部分叠加的计算方法，即对混凝土抗力部分考虑相关性，对钢筋的抗力部分采用叠加的方法。⑵βt为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数，0.5-131.为什么说裂缝条数不会无限增加而是最终将趋于稳定？答：随着裂缝的出现，在距开裂截面为粘结应力作用长度L处，钢筋应力由σs1降低到σs2，混凝土的应力σc由零增大到ftk，才有可能出现新的裂缝。显然，在距裂缝两侧L的范围内，即在间距小于2L的两条裂缝之间，最大混凝土应力达不到抗拉强度ftk时，将不可能再出现新裂缝。32.影响裂缝宽度的主要因素是什么？如果不满足裂缝宽度限值，减小裂缝宽度的措施？答：⑴①受拉区纵向钢筋的应力σsq②受拉区纵向钢筋的直径d③受拉区纵向钢筋表面形状④受拉区纵向钢筋相对于有效受拉混凝土截面Ate的配筋率ρte⑤受拉区纵向钢筋的混凝土保护层厚度cs⑥荷载性质⑵在钢筋截面面积不变的情况下，采用较小直径的钢筋，或采用变形钢筋，也可采用增大钢筋截面面积或增大构件截面尺寸等措施。33.钢筋混凝土梁与均质弹性材料梁的抗弯刚度有何异同?答:钢筋混凝土受弯构件通常是带裂缝工作的，且混凝土是非弹性材料，受力后产生塑性变形，其刚度随荷载增大，且随荷载作用时间增加而降低，与均质弹性材料梁的截面抗弯刚度EI为常数有很大的不同。34.简述Ψ的物理意义和影响因素？答:纵向受拉钢筋应变不均匀系数Ψ的定义是裂缝间钢筋平均应变与裂缝截面处钢筋应变的比值。其物理意义是反映裂缝间受拉混凝土参与工作的程度。Ψ的大小与以有效受拉混凝土截