混凝土概念題

1、混凝土概念題基本原理課后習題6-1 對于純扭構(gòu)件，為什么配置螺旋形鋼筋或配置垂直箍筋和縱筋？答：試驗表明，無筋截面混凝土構(gòu)件在扭矩的作用下，首先在截面長邊中點附近最薄弱處產(chǎn)生一條是45角方向的斜裂縫，然后迅速地以螺旋形向相鄰兩面延伸，最后形成一個三面開裂，一面受壓的空間扭曲破壞面，使結(jié)構(gòu)立即破壞，具有典型脆性破壞性質(zhì)。因此可在混凝土構(gòu)件中沿45角主拉應力方向配置螺旋鋼筋，并將螺旋鋼筋配置在構(gòu)建截面的邊緣處，或在構(gòu)件中配置箍筋和縱筋來承受主拉應力，承受扭矩作用效應，提高抗扭承載力。6-2 純扭適筋、少筋、超筋構(gòu)件的破壞特征是什么？答：少筋構(gòu)件：當混凝土受扭構(gòu)件配筋數(shù)量較少時，破壞特性：結(jié)構(gòu)在扭矩

2、荷載作用下，混凝土開裂并退出工作，混凝土承擔的拉力轉(zhuǎn)移給鋼筋，由于結(jié)構(gòu)配置縱筋及箍筋數(shù)量較少時，鋼筋應力立即達到或超過屈服點，結(jié)構(gòu)立即破壞。屬于脆性破壞。 適筋破壞：當混凝土受扭構(gòu)件按正常數(shù)量配筋時，破壞特征是結(jié)構(gòu)在扭矩荷載作用下，混凝土開裂不斷開展并退出工作，鋼筋應力增加但沒有達到屈服點，進而混凝土裂縫不斷開展，最后由于受壓區(qū)混凝土達到抗壓屈服點，進而混凝土裂縫不斷開展，最后由于受壓區(qū)混凝土達到抗壓強度而破壞。破壞時其變形及混凝土裂縫寬度較大。屬于延性破壞。 超筋破壞：當混凝土受扭構(gòu)件配筋數(shù)量過大或混凝土強度等級過低時，結(jié)構(gòu)破壞特征：結(jié)構(gòu)破壞時縱筋和箍筋均未達到屈服點，受壓區(qū)混凝土首先達到抗

3、壓強度而破壞。結(jié)構(gòu)破壞時其變形以及混凝土裂縫寬度較小，屬于脆性破壞。 當混凝土受扭構(gòu)件的縱筋與箍筋比率相差較大時為部分超筋構(gòu)件；隨著扭矩荷載的不斷增加，配置數(shù)量較少的鋼筋達到屈服點，最后受壓區(qū)混凝土達到抗壓強度而破壞。結(jié)構(gòu)破壞時配置數(shù)量較多的鋼筋并沒有達到屈服點，結(jié)構(gòu)具有一定的延性。6-3 我國規(guī)范是怎樣處理在彎、剪、扭聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計的？答：在國內(nèi)大量試驗研究和按變角空間桁架模型分析的基礎(chǔ)上，規(guī)范給出彎矩以及彎剪扭構(gòu)件承載力的實用計算法。受彎扭構(gòu)建的承載力計算，分別按受純彎矩和受純扭矩計算縱筋與箍筋。然后將相應的鋼筋截面面積進行疊加，即彎扭構(gòu)件的縱筋用量為受彎的縱筋和受扭的縱筋截面面

4、積之和，而箍筋用量則有受扭的箍筋所決定，彎剪扭構(gòu)件承載力計算，分別按受彎和受扭計算的縱筋截面面積疊加，分別按受剪和受扭計算的箍筋解密恩面積相疊加6-5 為什么規(guī)定受扭構(gòu)件的截面限制條件？若扭矩超過截面限制條件的要求，解決方法是什么？答：在受扭構(gòu)件計算時，為了保證結(jié)構(gòu)界面尺寸及混凝土材料強度不致過小，結(jié)構(gòu)在破壞時混凝土不首先被壓碎，因此規(guī)定截面限制條件。若扭矩超過截面限制條件的要求，則需要加大構(gòu)件截面尺寸，或提高混凝土強度等級。6-6 在什么情況下受扭構(gòu)件應按最小配箍率和最小縱筋配筋率進行配筋？答：鋼筋混凝土構(gòu)件承受的剪力及扭轉(zhuǎn)相當于結(jié)構(gòu)混凝土即將開裂時剪力及扭矩值的界限狀態(tài)，稱為構(gòu)造配筋界限。

5、從理論上說來，結(jié)構(gòu)處于界限狀態(tài)時，由于混凝土尚未開裂，混凝土能夠承受荷載作用而不需要設置受剪及受扭鋼筋；但在設計時為了安全可靠，以防止混凝土偶然開裂而喪失承載力。按構(gòu)造要求還應設置符合最小配箍率要求得鋼筋截面面積。6-7 在彎、剪、扭聯(lián)合作用下構(gòu)件的受彎配筋是怎么考慮的？受剪配筋是怎樣考慮的？答：在（M 、V 、T）作用下，構(gòu)件受彎配筋按純彎構(gòu)件計算，受剪鋼筋先按純剪時計算，但剪扭都具有相關(guān)性，所以計算時要乘以降低系數(shù)。69（非課后習題，但老師提及過）什么是平衡扭矩和協(xié)調(diào)扭矩（附加扭矩）？答：若結(jié)構(gòu)的扭矩是由荷載產(chǎn)生的，其扭矩可根據(jù)平衡條件求得，與構(gòu)件的抗扭剛度無關(guān)，這種扭矩稱為平衡扭矩。 超

6、靜定結(jié)構(gòu)中由于變形的協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)或附加扭轉(zhuǎn)。9-1 何謂預應力混凝土？與普通鋼筋混凝土構(gòu)件相比，預應力混凝土構(gòu)件有何優(yōu)缺點？答：在混凝土構(gòu)件承受外荷載之前，對其手拉區(qū)預先施加壓應力，就成為預應力混凝土結(jié)構(gòu)。預應力混凝土優(yōu)點：1，提高構(gòu)件的抗裂能力 2，增大了構(gòu)件的剛度 3，充分利用了高強度材料 4，擴大構(gòu)件的應用范圍 缺點：1，施工工序多 2，對施工技術(shù)要求高且需要張拉設備 3，錨夾具及勞動力費用高9-2 為什么預應力混凝土構(gòu)件必須采用高強度鋼材，且應盡可能采用高強度等級的混凝土？答：在進行張拉時，為得到較大預應力需對鋼筋進行較大限度的張拉，所以剛才須采用高強度的，同樣，

7、混凝土強度等級越高，能夠承受預應力也越高，二者強度等級相配合，可獲得較經(jīng)濟的截面尺寸，對先張構(gòu)件，高強度等級的高粘結(jié)力尤為重要。9.3預應力混凝土分為哪幾類？各有何特點？答： 1 預應力混凝土分為以下幾類：a. 先張法和后張法預應力混凝土b. 全預應力和部分預應力混凝土c. 有粘結(jié)預應力和無粘結(jié)預應力混凝土 2 先張法：通過預應力鋼筋和混凝土的粘結(jié)力傳遞預應力的，制作方法是先張拉預應力鋼筋后澆灌混凝土而成的。適用于預制廠大批制作中.小構(gòu)件。 3 后張法：是依靠其兩端的錨具錨住預應力的，制作方法是先澆灌混凝土，待混凝土達到規(guī)定強度后再張拉預應力鋼筋而成的，此方法適用于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，如預

8、應力屋架，吊車梁，大跨度橋梁等。 4 全預應力混凝土：指在使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝土不出現(xiàn)拉應力。即為全截面受壓的構(gòu)件。 5 部分預應力混凝土：指在使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝土允許出現(xiàn)拉應力或開裂，即只有部分截面受壓。 6 有粘結(jié)預應力混凝土：是指沿預應力全長其周圍均與混凝土粘結(jié)握裹在一起的預應力混凝土結(jié)構(gòu)。 7 無粘結(jié)預應力混凝土：指預應力筋伸縮，滑動自由，不與周圍混凝土粘結(jié)的預應力混凝土結(jié)構(gòu)。9-4 施加預應力的方法有哪幾種？先張法和后張法的區(qū)別何在？試簡述它們的優(yōu)缺點及適用范圍。答：施加預應力的方法有：先張法和后張法。先張法和后張法的區(qū)別在于兩者施加預應力的工藝、傳遞預應力及適用范

9、圍。先張法相對后張法的制作要簡單，而后張法的錨具不能夠重復使用且制作工藝復雜。先張法適用于在預制廠大批制作中、小型構(gòu)件，如預應力混凝土樓板、梁等。后張法適用于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，如預應力屋架、吊車梁、大跨度橋梁等。9.5什么張拉控制力con ？為什么張拉控制應力值不能過高也不能過低？答：1 張拉控制應力是指張拉預應力鋼筋時，張拉設備的測力儀表所指示的總張拉應力除以預應力鋼筋截面面積得出的拉應力值，以con表示。 2 con應取值適當，當構(gòu)件截面尺寸及配筋數(shù)量一定時，con越大，在構(gòu)建受拉區(qū)建立的混凝土預壓應力也越大，則構(gòu)件使用時的抗裂度也越高，但是同時也會產(chǎn)生負面的問題，比如個別鋼筋可能會

10、被拉斷，施工階段可能會引起構(gòu)件某些部位受到拉力甚至開裂，還可能使后張法構(gòu)件混凝土產(chǎn)生局部破壞；使開裂荷載與破壞荷載相近；一旦裂縫，則會立即破壞、此外，此外，為了保證構(gòu)件中建立必要的有效預應力，con也不能過小。9.6 預應力損失由哪幾種？各種損失產(chǎn)生的原因是什么？計算方法及減小措施如何？先張法，后張法各有哪幾種損失？哪些屬于第一批，哪些屬于第二批？答：（1） 預應力損失分為以下幾類及其產(chǎn)生的原因：A 張拉端錨具變形引起的損失L1 B 由于鋼筋內(nèi)縮引起的預應力損失C 由于預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失L 2D 由于溫度變化一起的損失L3E 由于盈利松弛現(xiàn)象產(chǎn)生的損失L4F 由于混凝

11、土收縮和徐變引起的損失L5G 用螺旋式預應力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于混凝土的局部擠壓引起的損失 L 6H 由于混凝土彈性壓縮產(chǎn)生的損失（2）各類預應力損失的計算方法及減小措施：(略，見習題手寫版)L 1 =a/L EsL 1 =a/L Es 應盡量減小用墊板2=(kx+)com9-7 什么是預應力鋼筋的松弛？為什么短時的超張拉可以減小松弛損失？答：應力松弛是指鋼筋受力后，在長度不變的條件下，鋼筋應力隨時間的增長而降低的現(xiàn)象。因為超張拉下短時間內(nèi)發(fā)生的損失在低應力下需要較長的時間；持荷2分鐘可使相當一部分松弛損失發(fā)生在鋼筋錨固之前，則錨固后損失較小。9-10 預加預應力對軸心受拉構(gòu)件的承載力有

12、何影響？為什么？答：預加預應力對軸心受拉構(gòu)件的承載力計算公式與普通鋼筋混凝土構(gòu)件相同，與預應力的存在于大小無關(guān)，即預加預應力不能提高承載力。9-11 預應力混凝土構(gòu)件中的非預應力鋼筋有何作用？答：非預應力鋼筋在預應力混凝土構(gòu)件中不僅起到支撐鋼筋骨架的作用，同時還提高構(gòu)件受彎，受剪承載力，減小裂縫寬度等方面的作用。9-12什么是預應力鋼筋預應力傳遞長度？傳遞長度內(nèi)的抗裂能力與其他部位有何不同？何時考慮其影響？答：把從應力為0的截面到應力達到有效應力pe的截面的這段產(chǎn)度叫做預應力理論傳遞長度。先張法其他部位截面中的pc均相同。所以抗裂能力也相同。傳遞長度ltr內(nèi)，混凝土預應力由0開始逐漸增至pc。

13、所以抗裂能力不同，當桿件連接時，節(jié)點區(qū)該構(gòu)件的最小截面位于ltr內(nèi)時，考慮其影響。9-13 為什么要對后張法構(gòu)件端部進行局部受壓承載力驗算？應進行哪些方面的計算？不滿足時采取什么措施？答：當拉應力超過混凝土的抗拉強度時，構(gòu)件端部將出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導致局部受壓破壞。實驗表明發(fā)生局部受壓破壞時混凝土強度值大于單軸受壓時的混凝土強度值。為了防止構(gòu)件端部發(fā)生局部受壓破壞，則進行端部承壓承載力驗算。對后張法預應力混凝土構(gòu)件，還應進行施工階段和使用階段兩種極限狀態(tài)的計算以及構(gòu)件端部截面尺寸驗算。當不滿足時應采取加大構(gòu)件端部尺寸，調(diào)整錨具位置，調(diào)整混凝土的強度或增大墊層厚度等措施。9-14 預應力混凝土受

14、彎構(gòu)件的受壓區(qū)有時也配置預應力鋼筋，有什么作用？這種鋼筋對構(gòu)件的承載力有無影響？為什么？答：在構(gòu)件截面內(nèi)，設置在使用階段受拉區(qū)的預應力鋼筋Ap的重心與截面的重心由偏心，為了防止在制作，運輸和吊裝等施工階段，構(gòu)件的試用階段，受壓區(qū)出現(xiàn)裂縫或裂縫過寬，有時也在受壓區(qū)出現(xiàn)裂縫或裂縫過寬，有時也在受壓區(qū)設置預應力鋼筋，有影響他也會受壓。9-16、不同的裂縫控制等級時，預應力混凝土構(gòu)件的正截面抗裂驗算應滿足什么要求？不滿足時怎么辦？答：（1）一級嚴格需求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件a.荷載效應標準組合下，ck-pc0（2）二級一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)建a、荷載效應標準組合下, ck-pcftk b、荷載效應標準永久組

15、合下, cp-pc0（3）三級允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應標準組合下并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度。maxlim9-18、預應力混凝土構(gòu)件為何還應進行施工階段驗算？都驗算哪些項目？答：為了保證預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段的安全性，應限制施加預應力過程中的混凝土法向壓應力值，以免混凝土被壓壞，即 ce0.8fck結(jié)構(gòu)設計課后習題P1792-2、簡述橫向平面排架承受的豎向荷載和水平荷載的傳力途徑以及縱向平面排架承受的水平荷載的傳力途徑。（以下為文字敘述，最好是畫圖比較簡練）答：橫向平面排架承受的荷載傳力途徑：豎向荷載（包括結(jié)構(gòu)自重、屋面荷載雪載和吊車豎向荷載等）通過屋架或吊車梁、聯(lián)系

16、梁傳給柱子（即橫向排架），再由柱將荷載傳給基礎(chǔ)。水平荷載（包括吊車橫向水平荷載、橫向風荷載、橫向地震作用）通過吊車梁、屋架或縱墻傳給橫向排架柱，由柱子本身的抗彎剛度進行承受，從而將荷載傳給基礎(chǔ)。縱向平面排架承受的水平荷載傳力途徑：縱向水平荷載（包括吊車縱向水平荷載、風荷載、地震作用）等通過吊車梁、屋架及屋蓋支撐，最后再傳給基礎(chǔ)。23、裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層廠房中一般應設置哪些支撐？簡述這些支撐的作用和設置原則。答：（1）單層廠房支撐分屋蓋支撐和柱間支撐。屋蓋支撐包括上、下弦橫向水平支撐、垂直支撐與縱向水平系桿，天窗架支撐等。（2）上弦橫向水平支撐作用：保證屋架上弦桿在平面外穩(wěn)定和屋蓋縱向

17、水平剛度，承受并傳遞荷載；當屋蓋為有檁體系或無檁體系，但屋面板與屋架的連接質(zhì)量不能保證，且山墻抗風柱將風荷載傳到屋架上弦時，應在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間布置上弦橫向水平支撐。（3）下弦橫向水平支撐作用：將山墻風荷載及縱向水平荷載傳到柱列，同時防止屋架下弦的側(cè)向振動；當廠房跨度大于18米，或者當屋架下弦設有懸、掛吊車或廠房內(nèi)有較大的振動以及山墻風荷載通過抗風柱傳到屋架下弦時，應在每一伸縮縫區(qū)段端布置下弦橫向水平支撐。（4）縱向水平支撐作用：加強屋蓋結(jié)構(gòu)的橫向支撐；（5）垂直支撐和水平系桿的作用：保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力；水平系桿的作用是可保證屋架上弦或屋面梁受壓翼

18、緣的側(cè)向穩(wěn)定。設置原則：當廠房跨度小于18m且無天窗時，一般可以不設垂直支撐和水平條桿。當廠房跨度為1830M，屋架間距為6M，采用大型屋面板時，應在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間設置一道垂直支撐；（6）柱間支撐作用：承受由抗風柱和屋蓋橫向水平支撐傳來的山墻風載，由屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向水平地震作用及由吊車梁傳來的吊車縱向水平制動力，并將它們傳給基礎(chǔ)，另外，還提高廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度。設置原則：沒有吊車工作級別為A6A8的吊車，或者A1A5的吊車起重量在100KN或100KN以上，廠房跨度大于或等于18M，或者柱高大于或等于8M；廠房縱向柱的總數(shù)每列在7根以下，沒有30KN以上的懸掛吊車；沒有露天

19、吊車棧橋的栓列，若有以上情況則設置柱間支撐。2-4 抗風柱與屋架的鏈接應滿足哪些要求？連系梁、圈梁、基礎(chǔ)梁的作用各是什么？他們與柱是如何鏈接的？ 答：（1）抗風柱與屋架的連接方式應滿足兩個要求：一是在水平方向必須與屋架有可靠的連接以保證有效地傳遞風荷載；二是在豎直方向應允許二者之間產(chǎn)生一定的相對位移，以防止抗風柱與屋架沉降不均勻而產(chǎn)生不利影響。（2）圈梁的作用是將墻體與排架柱，抗風柱等箍在一起，以增強廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大的振動荷載對廠房產(chǎn)生不利影響。連系梁除承受墻體荷載外，還起到連系縱向柱列。增強廠房的縱向剛度，傳遞荷載的作用?；A(chǔ)梁的作用是用來承托圍護墻體的重量，而

20、不另做墻基礎(chǔ)。（3）圈梁與柱連接僅起拉結(jié)作用，不承受墻體自重。連系梁與柱之間可采用螺栓或焊接連接?；A(chǔ)梁一般不要求與柱連接，將梁直接放置在柱基礎(chǔ)的杯口上即可。2-6 作用于橫向平面排架上的荷載有哪些？這些荷載的作用位置如何確定？試畫出各單項荷載作用下排架結(jié)構(gòu)的計算簡圖？ （1）作用在橫向排架結(jié)構(gòu)上的荷載有恒載，屋面活荷載，雪荷載，積灰荷載，吊車荷載和風載。（2）恒載：a 屋蓋恒載G1 ：計算單元內(nèi)屋蓋總重力荷載是通過屋架或屋面梁的端部以豎向集中力的形式傳至柱頂，作用點位于屋架上，下弦?guī)缀沃行木€匯交處，一般在廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)150mm處。b 懸墻自重重力荷載G2：其作用點通過連系梁或墻體截面

21、的形心軸，距下柱截面幾何中心的距離為e2; C2吊車梁和軌道及連接重力荷載G3：其作用點一般距縱向定位軸線750mm，對下柱截面幾何中心線的偏心距為e3。d 柱自重重力荷載：上柱和下柱重力荷載分別作用于各自截面的幾何中心線上，其中上柱重力荷載對下柱截面幾何中心線有一偏心距e0。屋面可變荷載（屋面活載、屋面雪載、屋面積灰荷載）均以豎向集中力的形式作用于柱頂，作用點同屋面恒載。風荷載：作用方向垂直于建筑物表面，建筑物表面均勻分布。吊車荷載：吊車豎向荷載Dmax和Dmin分別作用于同一跨兩側(cè)排架柱的牛腿頂面，作用點位置與吊車梁和軌道自重G3相同，距下柱截面型心的偏心距為e3。（3）各荷載作用下的計算簡圖。（略，見手寫版）2-7 作用于排架上的吊車豎向荷載Dmax（Dmin）和吊車水平荷載Tmax如何計算？答： Dmax=Fpimaxyi Dmin=Fpiminyi ，F(xiàn)pimax，F(xiàn)pimin第i臺吊車的最大輪壓和最小輪壓，yi與吊車輪壓相對應的支座反力影響線的豎向坐標值，其中y1=1。計算吊車水平荷載橫向水平荷載：對于一般四輪