混凝土題目(修改) (1)

1、1.簡述鋼筋混凝土結構的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（1）耐久性好（2）耐火性好（3）整體性好（4）就地取材（5）承載力強（6）剛度大（7）可模性好（8）適用性廣缺點：（1）自重大（2）抗裂性差（3）混凝土的補強維修困難（4）隔熱隔聲效果差（5）施工比鋼結構復雜，建造工期一般較長2.為什么對混凝土立方體試件，標準試驗方法規(guī)定沿垂直澆注方向加載以測定抗壓強度？因為當混凝土承受不同方向（即平行、垂直或傾斜于混凝土的澆注方向）的應力時，其強度和變形值有所不同。在混凝土澆注和振搗過程中，比重和顆粒較大的骨料沉入構件的底部，而比重小的骨料和流動性大的水泥砂漿、氣泡等上浮，靠近構件模板側面和表面的混凝土表層內(nèi)，水泥砂漿

2、和氣孔含量比內(nèi)部的多，造成整體的不均勻，因此以加載時最容易破壞的方向作為混凝土的加載方向。3.在實際中，混凝土的基本力學性能不可能完全和理想的標準試驗方法所測得的數(shù)值相同。要考慮到實際中多種復雜的的情況。那么在實際條件中，影響混凝土基本力學性能的主要因素有哪些？主要因素有：荷載重復加卸作用；偏心受力包括偏心受壓、偏心受拉和彎曲受拉；養(yǎng)護齡期；混凝土的收縮變形以及混凝土的徐變。4.拉壓子午線的定義及特點:定義：靜水壓力軸與任一主應力軸組成的平面，同時通過另兩個主應力軸的等分線，此平面與破壞包絡面的交線，分別稱為拉壓子午線。特點：1、拉子午線的應力條件為1 2 = 3 ，線上特征強度點有單軸受拉(

3、ft,0,0)和二軸等壓(0,-fcc,-fcc）在偏平面上的夾角為 =0°；2、壓子午線的應力條件則為1 = 2 3 ，線上有單軸受壓(0,0,-fc )和二軸等拉(ftt, ftt, 0)，在偏平面上的夾角 =60°； 3、拉、壓子午線與靜水壓力軸同交于一點，即三軸等拉(fttt, fttt, fttt)。拉、壓子午線至靜水壓力軸的垂直距離即為偏應力 rt 和 rc。5 為什么要考慮混凝土的多軸強度？混凝土極少處于單一的壓力或拉力狀態(tài)，而大多是處于二維或三維的應力狀態(tài)。即使是最簡單的梁、板、柱構件，混凝土都處于二維或三維應力狀態(tài)。如果采用混凝土的單軸抗壓或抗拉強度，則會

4、造成過低或過高的給出多軸拉-壓混凝土的強度，造成材料浪費或埋下不安全隱患，顯然這是不合理的，因此我們要考慮混凝土的多軸強度。6.簡述制備高強混凝土的途徑以及其發(fā)展意義？ 答：途徑：（1）提高水泥的強度，加速其水化作用，增強混凝土的密實性；（2）減小水灰比；（3）使用各種聚合物作為膠結材料替代水泥；發(fā)展意義：（1）發(fā)展高強度等級的混凝土,不僅有著重要的社會效益,而且有著極其顯著的經(jīng)濟效益，它幾乎成了衡量一個國家或地區(qū)在材料科學領域的研究水平的重要標志。（2）用C100以上的混凝土制作的預應力混凝土構件在同等承載的情況下,重量上可以與鋼結構相近,這樣大部分的鋼結構工程,可以用預應力混凝土結構代替。

5、（3）高強度等級的混凝土可以使建筑結構的體積縮小,從而起到節(jié)約混凝土澆注量和增大建筑物使用空間的作用。（4）用高強度混凝土代替一般混凝土,可節(jié)約混凝土用量和鋼材等,具有節(jié)能效果。7. 影響鋼筋與混凝土之間粘結強度的主要因素有哪些？影響鋼筋與混凝土之間粘結強度的主要因素有：1.混凝土強度：光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強度等級的提高而提高，且與混凝土的劈裂抗拉強度近似成正比。2.與澆筑位置有關：澆筑深度超過300mm的“頂部”水平鋼筋，地面的混凝土由于水分、氣泡的逸出和混凝土泌水下沉，并不與鋼筋緊密接觸形成一強度較低的疏松空隙層，它削弱了鋼筋與混凝土的粘結作用，頂部水平鋼筋的粘結強度要比

6、豎位鋼筋和底部鋼筋的強度低。3.保護層厚度及鋼筋的凈距離：增大鋼筋外部混凝土保護層厚度（鋼筋外邊緣到混凝土表面的最小距離）和保持一定的凈鋼筋間距離，可以提高劈裂抗力，保證粘結強度充分發(fā)揮。4.增大鋼筋外部混凝土保護層厚度（鋼筋外邊緣到混凝土表面的最小距離）和保持一定的凈鋼筋間距離，可以提高劈裂抗力，保證粘結強度充分發(fā)揮。5.當鋼筋的錨固區(qū)作用有橫向壓力時，橫向壓力約束了混凝土的橫向變形，使鋼筋與混凝土間抵抗滑動的摩阻力增大，因而可以提高粘結強度。8. 鋼筋和混凝土共同工作的基礎是什么？1.混凝土和鋼筋之間有良好的粘結性能，兩者能可靠地結合在一起，共同受 力和變形。2. 混凝土和鋼筋兩種材料的溫

7、度線膨脹系數(shù)很接近，避免溫度變化時產(chǎn)生較大的溫度應力破壞二者之間的粘結力。 3. 混凝土包裹在鋼筋的外部，可使鋼筋免于過早腐蝕或高溫軟化。9. 與素混凝土梁相比，鋼筋混凝土梁有哪些優(yōu)勢？鋼筋混凝土梁具有很好的抗拉性能，當混凝土梁開裂后鋼筋可以幫助混凝土承受拉力，梁并不破壞還可以繼續(xù)承載。提高了梁的承載能力，而且還提高了梁的變形能力，使得梁在破壞前能給人以明顯的預告。10.有哪些力學模型可對混凝土的局部抗壓強度值作近似分析？1、CEB-FIP MC90模型 2、Hawkins 模型 3、經(jīng)驗公式11.一鋼筋混凝土軸心受壓柱，承受軸向壓力設計值1450KN。正方形截面，計算長度=4800mm，C3

8、0混凝土，縱向受力鋼筋HRB335、箍筋HPB300。試選配縱向受力鋼筋和箍筋?？v向受力鋼筋，選配4根直徑為25的鋼筋，布置在四角全部縱筋配筋率：，一側縱筋配筋率：且滿足。按構造配箍。12.(普通箍筋柱與螺旋箍筋柱箍筋作用特點？普通箍筋柱中箍筋的作用是防止縱筋壓屈，改善構件的延性，并與縱筋形成鋼筋骨架，便于施工。螺旋箍筋柱中，螺旋箍筋為圓形，且間距較密，其作用除了具有普通箍筋的作用外，還能約束核心部分的混凝土的橫向變形，使混凝土處于三軸受壓狀態(tài)（核芯混凝土）提高了混凝土強度，更重要的是增加了構件破壞時的延性。13.已知梁截面尺寸b=250mm，h=450mm，混凝土等級為C30，鋼筋采用HRB

9、500級，環(huán)境類別為二b類，受拉鋼筋采用325（As=1473mm2）,受壓鋼筋為216（As´=402mm2）,箍筋直徑為8mm，要求承受的彎矩設計值M=180kN·m，驗算此梁是否安全。（已知=1.0， =14.3kN/mm2，=435N/mm2， =410N/mm2,=0.482，二b類環(huán)境下保護層厚度為35mm）【解】=35+8+25/2=55.5mm， =35+8+16/2=51mm，則=450-55.5=394.5mm。 則可得截面相對受壓區(qū)高度為： 則2=2×51394.5=0.259=0.337=0.480，滿足基本公式的適用條件。截面的抵抗矩系數(shù)

10、為 =0.337×(10.5×0.337)=0.280則雙筋截面的極限彎矩為 =0.280×1.0×14.3×250×394.52 +410×402×(394.551)=212.40×106N·mm則M=110kN·m=212.40kN·m，此梁安全。14.簡述鋼筋混凝土結構溫度變形差產(chǎn)生的機理。溫度變化時，特別是高溫（T>200ºC）的情況下，混凝土的熱惰性使構件截面上形成溫度梯度很大的不均勻溫度場。鋼筋和混凝土的線膨脹系數(shù)在不同溫度下仍有一定的差別。這些都

11、使構件截面上出現(xiàn)可觀的溫度變形差。15.在壓彎承載力構件中，為了簡化計算，一般將受壓區(qū)混凝土的拋物線加矩形應力圖形用一個等效矩形應力替換，請問兩個圖形等效的原則是什么？1.等效矩形應力圖形的面積應等于拋物線加矩形應力圖形的面積，即混凝土壓應力的合力的大小相等；2.等效矩形應力圖形的形心位置應與拋物線加矩形應力圖形的總形心位置相同，即壓應力合力的作用點位置不變。16. 影響混凝土裂縫寬度的主要因素有哪些？影響裂縫寬度的因素如下所示：（1）、受拉鋼筋的應力；（2）、鋼筋的直徑；（3）、受拉鋼筋的配筋率；（4）、鋼筋的外形；（5）、荷載作用的性質(zhì)；（6）、構件的受力性質(zhì)；17. 構件的變形過大，會對

12、結構產(chǎn)生哪些不良的影響？（1）、改變構件的內(nèi)力或承載力；例如受壓的柱子產(chǎn)生過大的變形，將可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，承載力明顯降低；（2）、妨礙結構的使用功能；強風下懸索橋可能產(chǎn)生震顫，橋梁劇烈晃動，影響使用；（3）、引起相連建筑構件的損傷；例如支撐式隔墻的局部損傷開裂將加重梁的負擔；（4）、人們的心理不安全感；例如比薩斜塔曾經(jīng)因整體變形過大而停止對外開放；18. 適筋簡支梁純彎段的彎矩-曲率關系圖中出現(xiàn)兩個拐點的含義？第一個拐點出現(xiàn)于受拉區(qū)混凝土開裂后，當作用在構件上的彎矩超過其開裂彎矩時拉區(qū)混凝土將開裂，截面中和軸向壓區(qū)移動，受拉鋼筋與壓區(qū)混凝土的應變均加速增加，截面曲率突增曲線斜率迅速減小，之后裂

13、縫處于平穩(wěn)發(fā)展階段曲率增長減緩，因此曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，形成第一個拐點；作用在構件上的彎矩繼續(xù)增加，當彎矩臨近鋼筋的屈服彎矩時，受拉鋼筋的應變再次加速增加并迅速達到其屈服應變，截面曲率加速增長，曲線斜率再次迅速減小，出現(xiàn)第二個拐點。19. 簡述牛腿在不同的挑出長度（a/h）下的裂縫發(fā)展過程和破壞形態(tài)。剪切破壞(a0.1h0)沿下柱支承邊出現(xiàn)多條斜向短裂縫，與直接剪切試件(圖128(a)相同，最后牛腿沿此垂立面往下剪切移動而破壞。斜壓破壞(a=（0.1-0.75）h0)當荷載達極限值的20-40時，首光在牛腿頂面出現(xiàn)受拉豎向裂縫，稍有擴展后停滯。達極限荷載的40-60時，加載板內(nèi)側出現(xiàn)裂縫，并向

14、斜下方發(fā)展。至7080極限荷裁后，此斜裂縫的外側出現(xiàn)大量短小的斜裂縫，逐漸擴展和相連。最終如同加載板下的個斜向短柱受壓破壞。彎壓破壞(a=（0.75-1.0）h0)荷載增大后，相繼出現(xiàn)頂部的豎向受拉裂縫和加載板內(nèi)側起始的斜裂縫，并逐漸向牛腿根部延伸。達80極限荷載后，頂部鋼筋受拉屈服，裂縫增寬并向下延伸，牛腿根部的壓區(qū)高皮不斷縮減，混凝土發(fā)生受壓破壞而告終。20. 斜截面破壞形態(tài)有幾類？分別采用什么方法加以控制？ （1）斜截面破壞形態(tài)有三類：斜壓破壞，剪壓破壞，斜拉破壞 ； （2）斜壓破壞通過限制最小截面尺寸來控制;剪壓破壞通過抗剪承載力計算來控制;斜拉破壞通過限制最小配箍率來控制。21. 在

15、對稱配筋和非對稱配筋（頂部配筋少于底部配筋）承受扭矩作用構件上施加正彎矩會對其抗扭承載力產(chǎn)生怎樣的影響？對稱配筋抗扭構件，在純扭狀態(tài)時頂部和底部鋼筋同時達到受拉屈服強度，當施加有正彎矩時，梁底鋼筋總能達到受拉屈服強度，梁頂鋼筋的拉應力會減小甚至轉(zhuǎn)為受壓，結構的抗扭承載力相比純扭狀態(tài)減小。非對稱配筋構件，在純扭的極限狀態(tài)時梁頂鋼筋達到受拉屈服強度，而梁底鋼筋低于受拉屈服強度。當施加有正彎矩時，可以調(diào)整上下鋼筋的應力，頂部拉應力減小，底部拉應力增大，彎矩為一定值時上下鋼筋可以同時達到受拉屈服強度，構件極限扭矩值相比純扭狀態(tài)提高。若再增加彎矩值，則底部鋼筋會先于頂部鋼筋達到受拉屈服強度。22.在構件

16、非線性分析中，為什么研究的是增量間（荷載增量與位移增量，即）之間的關系而不是研究荷載與位移之間()的關系？在構件的非線性研究中，荷載與位移之間不是一一對應的關系，關系與加載、卸載的路徑有關，知道某一點的或并不能唯一確定該點的或。在非線性研究中，通過知道前一點的、以及關系才能確定該點的、。因此，構件的非線性階段研究的是關系。23.如圖所示，變截面桿件AB段和BC段長度均為L，受約束情況如圖所示，試計算該桿件的總體剛度矩陣。解：對單元求其單位剛度矩陣：則單元所受力因此，單元的單位剛度矩陣為：同理可得單元的單位剛度矩陣為：在整體坐標系下，對單元剛度矩陣進行組裝，得到總體剛度矩陣為：因此K為所求總體剛

17、度矩陣。24.請簡述鋼筋混凝土桿系結構中，塑性轉(zhuǎn)角的產(chǎn)生的原因和塑性轉(zhuǎn)角產(chǎn)生對結構的影響。（至少兩點）Q1，鋼筋混凝土在荷載作用下，部分區(qū)段內(nèi)鋼筋達到屈服強度，但截面彎矩仍小于其極限值，在最大彎矩截面兩端形成一個塑性變形區(qū)，此區(qū)段內(nèi)的鋼筋塑性伸長大，曲率大大超過了構件的其它部分，形成局部集中轉(zhuǎn)角，稱為塑性轉(zhuǎn)角Q2直接結果，增大了結構的變形，附加變形增大了柱、墻等垂直構件的效應，影響了結構的極限承載力；塑性鉸的出現(xiàn)和發(fā)展，使得靜定結構發(fā)生內(nèi)力重分布。25. 在混凝土的受壓疲勞試驗中，得到的材料疲勞強度S-N圖如下，橫坐標代表疲勞破壞時的加載次數(shù)（疲勞壽命），縱坐標代表疲勞強度，由圖請問為什么疲勞

18、壽命越長，疲勞強度反而越低？疲勞破壞是一個損傷積累過程，是內(nèi)力低于靜承載力的多次作用后產(chǎn)生的破壞，即使是一個比較小的荷載，在多次重復作用下都可能使結構產(chǎn)生破壞。疲勞強度是指不會發(fā)生疲勞破壞的臨界承載力，當這個最大承載力越小（即施加的最大荷載越?。敲词菇Y構疲勞破壞所需的重復次數(shù)就應越多（即疲勞壽命越長），因此會出現(xiàn)疲勞壽命越長，疲勞強度越低的結果。26. 混凝土的受壓性能隨試件加載速度的提高一般變化規(guī)律是什么？1.棱柱體抗壓強度單調(diào)增長。2.應力應變曲線的形狀無明顯變化，峰值應變和彈性模量值同為單調(diào)增長，但前者增加幅度一般不超過10，后者增加幅度稍大，但低于抗壓強度的增大幅度。3.泊松比值無

19、明顯變化。4.破壞形態(tài)與靜載試驗時相同，但更急速，高強混凝土破壞時有碎塊飛出。27.以核彈爆炸為例，簡答一下爆炸過程中波陣面、壓縮區(qū)和稀疏區(qū)的概念。波陣面：當爆炸物在空氣介質(zhì)中引發(fā)爆炸后，爆心的反應區(qū)在瞬時內(nèi)產(chǎn)生極高的壓力，大大超過了周圍空氣的正常氣壓，于是形成一股高壓氣流，從爆心很快的向四周推進，其前沿猶如一道壓力墻面，稱為波陣面。壓縮區(qū)：經(jīng)過一定的時間后，波陣面到達距爆心一定距離處，此時波陣面處的超壓值最高，靠爆心往里逐漸降低，稱為壓縮區(qū)。稀疏區(qū)：壓縮區(qū)邊界面再往里，由于氣體運動的慣性，以及爆心區(qū)得不到能量的補充，形成了空氣稀疏區(qū)，壓力低于正常氣壓，這一區(qū)域為稀疏區(qū)。28.高溫作用造成混凝

20、土的強度損失和變形性能惡化的主要原因是什么?水分蒸發(fā)后形成的內(nèi)部空隙和裂縫；粗骨料和其周圍水泥砂漿體的熱工性能不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生變形差和內(nèi)應力；骨料本身的受熱膨脹破裂等，這些內(nèi)部損傷的發(fā)展和積累隨溫度升高而更趨嚴重。29.火災的嚴重性取決于哪些因素?建筑物及其內(nèi)的設施和堆放物中可燃材料的性質(zhì).數(shù)量和分布；房間的面積和形狀，以及門窗洞口的大小和位置；通風和氣流條件。30.抗高溫的鋼筋混凝土結構具有哪些受力特點？1）不均勻溫度：混凝土的導熱系數(shù)極低。2）材料性能的嚴重惡化;高溫下，鋼筋喝混凝土的強度和彈性模量降低很多，混凝土還出現(xiàn)，邊角崩裂等現(xiàn)象，是構件的承載力和耐火極限嚴重下降的主要原因。3）應力-應

21、變-溫度-時間的的耦合本構關系：分析一般的常溫結構時，只需要材料的應力-應變本構關系。4）界面應力和結構內(nèi)力的重分布：截面的不均勻溫度場產(chǎn)生不等的溫度變形和截面應力重分布。31.多種因素都會影響混凝土的耐久性，而其嚴重性在很大程度上取決于混凝土材料內(nèi)部結構的多孔性和滲透性，那么影響混凝土孔結構和孔隙率的主要因素有哪些？1）水灰比（或水膠比)混凝土的水灰（膠）比越大，水泥顆粒周圍的水層越厚，部分拌合水形成相互連通的、不規(guī)則的毛細孔系統(tǒng)，且孔的直徑明顯增大，總孔隙率就越大?；炷了遥z）比一般都超過水泥充分水化作用所需的量(W/ 020025)，多余的水量越多，蒸發(fā)后遺留的孔隙率越大。2）水泥的

22、品種和細度在相同的條件下，分別用膨脹水泥、礬土水泥、普通硅酸鹽水泥和火山灰、礦渣等配制的混凝土，其孔隙率依次增大。水泥中粗顆糙含量較多者，凝膠孔和毛細孔的尺寸和體積率都增大。摻加細顆粒的粉煤灰、硅粉等可減小孔隙率。3）骨料品種密實的天然巖石作為粗骨料，內(nèi)部孔隙率很小，且多為封閉形孔；但不同巖石有不等的孔隙率，如花崗石優(yōu)于石灰石。各種天然的和人造的輕骨料，本身具有很大的孔隙率，且許多孔形屬開放形孔。4）配制質(zhì)量混凝土的攪拌、運輸、澆注和振搗等施工操作不善，易在內(nèi)部產(chǎn)生大孔洞和缺陷，精心施工減小孔隙率。5）養(yǎng)護條件及時、充分的養(yǎng)護，有利于保證水泥的水化作用，減小毛細孔的孔徑和總孔隙率。采用加熱養(yǎng)護

23、時，溫濕度的變化都將影響毛細孔的結構，甚至因溫濕度梯度大而引起內(nèi)部裂縫，增大孔隙率。 32.混凝土結構的非破壞性的檢測手段有哪些？1)調(diào)查結構和構件的全貌結構的體系和布置，結構和基礎的沉降，宏觀的結構施工質(zhì)量，結構使用過程中的異常情況，如火災，沖擊或局部超載等有害的特殊作用，曾否改建加固等。2)檢查外觀損傷構件裂縫的位置，數(shù)量，分布，寬度，深度，構件的變化情況，包括撓度，側移，傾斜，轉(zhuǎn)動，支座節(jié)點的變形和裂縫。3)測試混凝土性能用非破損法或者局部破損法測定混凝土實有強度，用超聲波發(fā)射儀等測試內(nèi)部的孔洞缺陷。4)檢測鋼筋檢測鋼筋保護層的完整性，用專門的儀器或鑿開局部保護層，測定構件中鋼筋的保護層

24、厚度，位置，直徑好數(shù)量，以及銹蝕情況和程度。5)調(diào)研和測試環(huán)境條件結構所處環(huán)境的溫度及其變化規(guī)律，周圍的空氣，水，或土壤等介質(zhì)中各種侵蝕物質(zhì)的種類和數(shù)量。33.影響鋼筋混凝土結構耐久性的主要因素及其預防措施？主要因素：1滲透，提高混凝土的抗?jié)B性的措施：從材料和施工方面著手，即可配制高抗?jié)B性的混凝土，也可配制成完全透水的混凝土，減少孔隙率；其次可以采取外部措施，如在表面覆蓋防水涂料或防水砂漿，甚至采用浸漬混凝土。2凍融，預防措施：主要是提高其抗凍性，即可降低水灰比，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰和硅粉，材料合理配比，改進施工操作和加強養(yǎng)護等措施，提高混凝土的密實性，減小孔隙率；拌和混凝土時摻加引氣劑，在混凝土內(nèi)形成大量的分布均勻但互不連通的封閉形微氣孔，可吸收毛細孔水結冰時產(chǎn)生的膨脹作用，減輕對內(nèi)部結構的破壞程度。冬季施工時，在混凝土內(nèi)添加防凍劑，早強劑，或升溫養(yǎng)護等方法，防止早期受凍，促進凝固硬化過程。