-混凝土結構材料的性能課后習題詳解

1、第4章混凝土結構材料的性能4.1思考題4-1 混凝土立方體抗壓強度能不能代表實際構件中混凝土的強度？既然用立方體抗壓強度 fcu 作為混凝土的強度等級，為什么還要有軸心抗壓強度 fc?答：不能代表實際構件中混凝土的強度，因為立方體抗壓強度采用立方體受壓試件，有箍的作用，而混凝土構件的實際長度一般遠大于截面尺寸，沒有“箍”的作用，因此采用棱柱體試件的軸心抗壓強度能更好的反映實際狀態(tài)。所以除立方體抗壓強度外，還有軸心抗壓強度。4-2 混凝土的基本強度指標有哪些？各用什么符號表示，它們之間有什么關系？答：混凝土的基本強度指標有立方體抗壓強度標準值 fcu,k；軸心抗壓強度 fc、軸心抗拉強度 fts

2、 及混凝土劈裂抗拉強度 ft;其分別用 fcu,k,fc,fts 表示；它們的關系為fcu,kfcftsft,其中 ft=0.9fts。4-3 混凝土應力等于 fc 時的應變 E0 和極限壓應變 Ecu 有什么區(qū)別？它們各在什么受力情況下考慮，其應變值大致為多少？答：A、混凝土應力等于 fc 時，史為峰值應變，試件處于不穩(wěn)定階段，而 Ecu 為極限壓應變，試件已近宏觀破壞，峰值應變的應力大于極限壓應變。B、峰值應變是以在峰值應力（以棱柱體式樣的抗壓強度 fc）作用下得到應變，其值大名勺為。00150.0025;極限壓應變是極限應力作用下的應變，其值大約為。0030.005.4-4 混凝土的受壓

3、變形模量有幾種表達方式？混凝土的受壓彈性模量如何測定、如何根據(jù)立方抗壓強度標準值進行計算？答：混凝土的受壓變形模量有兩種表達方式，分別為彈性模量和變形模量。彈性模量 Ec 測定：我國國家標準普通混凝土力學性能試驗方法規(guī)定 Ec 用以下方法測定：棱柱體式樣，應力上限 0.5fc,下限位 0,反復加載-卸載 510 次，應力-應變曲線接近于直線，取該直線的斜率為彈性模量 Eco（補 1:將混凝土受壓時的應力應變曲線的切線斜率定義為混凝土的切線模量，并將原點時的切線斜率定義為混凝土的初始模量，簡稱彈性模量。）（補 2:變形模量 Ec：將應力應變曲線上任意一點的割線斜率（割線模量）定義為變形模量，用

4、Ec 表示。）用立方抗壓強度標準值進行計算：根據(jù)大量試驗結果，得立方抗壓強度標準值 fcu,k4-5 什么叫約束混凝土？處于三向受壓的混凝土，其變形特點如何?答：A、混凝土構件的在受壓方的側向還受其他壓力作用并約束混凝土側向膨脹的混凝土叫約束混凝土。B、處于三向受壓的混凝土，起到了限制混凝土橫向變形的作用，使混凝土三向受壓，使其變形能力也增大，從而提高抗壓強度的目的。4-6 混凝土的收縮和徐變有什么不同？是由什么原因引起的？變形特點是什么？答：A、收縮變形是混凝土在凝結和硬化的物理化學過程中體積隨時間推移而減小的現(xiàn)象，是一種不受力情況下的自由變形；徐變變形是在持久作用下混凝土結構隨時間推移而增

5、加的應變變形。B、原因：水泥用量越多、水灰比越大、骨料顆粒越小、孔隙率越高、骨料的彈性模量越低，則收縮越大。碎越密實，收縮越小。碎在結硬過程中周圍濕度大以及使用環(huán)境的濕度大時，收縮較??；徐變是在荷載長期作用下，混凝土凝膠體中的水分逐漸壓出，水泥石逐漸2.22.2計算 Ec 的經(jīng)驗公式:Ec=1010534.734.7fcufcu，k kN/mmN/mm2o發(fā)生粘性流動，微細空隙逐漸閉合，結晶體內(nèi)部逐漸滑動，微細裂縫逐漸發(fā)生等各種因素的綜合結果。C、變形特點：收縮是體積慢慢減小最終趨于某一特定值；而徐變應力不大時為混凝土內(nèi)未結晶的水泥膠體的應力重分布所致（水泥石中的膠體具有流動的性質）；應力較大

6、時，是混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展的結果（裂縫促進徐變發(fā)展）；應力較小時就會發(fā)生，部分可恢復。4-7 混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結構各有什么影響？減少收縮和徐變的措施有哪些？答：A、影響：1、收縮對混凝土構件 a.使構件產(chǎn)生裂縫，影響正常使用；b.在預應力混凝土結構中，混凝土收縮可引起預應力損失；2、徐變對混泥土結構 a.增加構件的變形 b.使柱的附加偏心距增大 c.在構件中引起內(nèi)力重分布 d.造成預應力鋼筋的預應力損失 e.使受彎構件繞度增大。B、措施：1、減少收縮；a 減少水泥用量，減小水灰比。B 選擇合理的混凝土級配式樣。c 加強養(yǎng)護 d 增大骨料的彈性模量 e 在施工中應注意振搗質量；f 使

7、用濕度大的環(huán)境 g 使構件的體積與面積之比較大，還可采用膨脹水泥等方法來減輕碎的收縮等對鋼筋混凝土結構物所造成的危害。2、減少徐變 a 降低應力 b 在混凝土齡期較長時，施加荷載 c 減少水泥用量，降低水灰比增加骨料的強度彈性 e 使養(yǎng)護的溫度、濕度較大。4-8 如何選擇混凝土的強度等級？答：1、鋼筋混凝土結構，混凝土強度等級不應低于 C15,當采用 HRB335 級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 C20,當采用 HRB400 和 RRB400 級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于 C20;2、預應力混凝土結構，混凝土強度等級不應低于 030,當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預

8、應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于 040。3、有時候耐久性對混還有一些特殊的要求規(guī)定。4-9 我國混凝土結構中使用的鋼筋有幾種？熱軋鋼筋的強度分哪幾個等級，分別用什么符號表示？答：A、我國混凝土結構中使用的鋼筋有普通鋼筋(熱軋鋼筋)和預應力鋼筋兩類；B、熱軋鋼筋分為四個級別：HPB235、HRB235、HRB400 和 RRB400。C、符號分別為中4-10 混凝土結構對鋼筋性能的主要要求有哪些？答：適當?shù)那鼜姳龋銐虻乃苄?，可焊性，與混凝土的黏結力，抗低溫性能。4-11 預應力鋼筋的抗壓強度設計值如何確定？答：由抗拉強度設計值公式fpy0.85fptk,再由 fpyfpy,fpyfpy,最

9、后，限制 Y YSfpyEses0.002Es,fpyEses0.002Es,三個方程式確定預應力鋼筋的抗壓強度設計值。4-12 何謂伸長率？何謂屈強比?答：A、伸長率是材料塑性好壞的指標，是決定結構或構件時否安全可靠的主要因素之一,它以拉斷式樣后的殘余變形量來定義的。即產(chǎn)L1L0X100%L0B、屈服比是強度的大小常用 fy/fu,該稱為屈服強度。4-13 為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作？它們之間的黏結力是由哪幾部分組成的?提高鋼筋和混凝土之間的黏結力可采取哪些措施?答：A、1、鋼筋與混凝土的接觸面上存在黏結強度，能夠傳遞兩者之間的相互作用，使之50.共同受力。2、鋼筋與混凝土的溫度線膨脹系

10、數(shù)很接近，鋼筋為 1。2x1010(1/C),混凝熱軋鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400一力一金酬_-5_50土為 1.0 x10101.5x1010(1/C)。當溫度變化時，鋼筋和混凝土額變形基本相等，不會破壞兩者之間黏結，能夠保證結構的整體性；3、鋼筋包裹于混凝土之中，避免了與大氣的接觸，不會銹蝕，從而保證了耐久性。B、它們之間的黏結力由以下四部分組成：1、混凝土凝結時，水泥膠凝體的化學作用使鋼筋和混凝土在接觸面上產(chǎn)生的膠結力；2、混凝土凝結收縮將鋼筋緊緊握裹，形成正壓力，在發(fā)生相對滑移時產(chǎn)生的摩擦力；3、鋼筋表面粗糙不平或變形鋼筋表面凸起的肋與混凝土之間機械咬合力；4、

11、當采用錨固措施后所造成的機械錨固力。C、1、足夠的錨固長度；2、一定的搭接長度；3、光面鋼筋末端應做彎鉤；4、混凝土應有足夠的厚度；5、配置箍筋；6、注意澆筑混凝土時鋼筋的位置。4-14 為什么鋼筋綁扎搭接時應有一定的搭接長度？答：受力鋼筋綁扎搭接時，通過鋼筋與混凝土之間的黏結應力來傳遞鋼筋與鋼筋間的內(nèi)力，因此必須有一定的搭接長度，才能保證內(nèi)力的傳遞和鋼筋強度的充分利用。4-15 黏結力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何？鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，黏結力圖形的長度是否也隨之無限增大？為什么？答：A、黏結力沿鋼筋長度方向的分布圖形成曲線分布；B、鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，黏結力圖形的長

12、度趨向穩(wěn)定。C、因為埋入長度過長時，則其尾部的黏結應力很小，基本上不起作用。4-16 為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施？答：1、有足夠的錨固長度；2、光圓鋼筋：180 彎鉤；3、帶肋鋼筋可采用末端直鉤和機械錨固（末端帶 135 彎鉤，末端與鋼板塞焊，末端與短鋼筋雙面貼焊）。4.2選擇題4-1 混凝土立方抗壓強度標準值是由混凝土立方體試塊測得的具有一定保證率的統(tǒng)計值。該保證率為（A）。A.95%B.97%C.90%D.85%4-2 為減小混凝土徐變對結構的影響，以下措施何者正確？（B）。A.提早對結構施加荷載 B.提高混凝土的密實度和養(yǎng)護濕度C.采用強度等級高的水泥 D.加大水灰比

13、4-3 評定混凝土強度采用的標準試件尺寸，應為（A）。A.150mm150mm150mmB.150mm300mmC.100mm100mm100mmD.200mm200mm200mm4-4 同一強度等級的混凝土，各種力學指標的關系為（B）。A.fcufcftB.fcufcftC.fcufcftD.fcuftfc4-5 配有螺旋筋的混凝土柱體，其抗壓強度高于fc是因為螺旋筋（A）。A.參與受壓 B.使混凝土密實C.使混凝土中不出現(xiàn)微裂縫 D.約束了混凝土的橫向變形4-6 混凝土的水灰比增大、水泥用量增多，則混凝土的徐變及收縮值將（C）。A.基本不變 B.難以確定C.增大 D.減小4-7 混凝土的材

14、料分項系數(shù)c的取值為（D）。A.1.10B,1.20C.1.30D.1.404-94-104-11（D）。4-124-134-14A.熱軋鋼筋B.碳素鋼絲C.鋼絞線D.熱處理鋼筋對于無明顯流幅的鋼筋，其強度標準值取值的依據(jù)是（C）。A.0.9 倍極限強度B. 0.2 倍極限強度C.殘余應變?yōu)?0.2%時的應力D.極限抗拉強度鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于（B）。A.C20B. C15C.C25D. C30當采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜彳氐于A.C20B. C30C.C35D. C40當采用 HRB335 級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于（A）。A.C2

15、0B. C25C.C15D. C30HRB400 鋼筋的材料分項系數(shù)s的取值為（A）。A.1.10B. 1.20C.1.30D.1.40切應力鋼筋的材料分項系數(shù)s的取值為（ B）。A.1.10B. 1.20C.1.30D.1.40A.受彎構件 B.軸心受壓構件C.偏心受壓構件 D.軸心受拉及小偏心受拉構件4.3計算題4-1 試計算 C30 和 C55 混凝土的軸心抗壓強度標準值、設計值，軸心抗拉強度標準值、設計值，以及彈性模量。答：4-2 公稱直徑為 22mm 的 HRB400 級鋼筋在 C30 混凝土中的錨固長度la應為多少？答：4-3 工地上往往需要進行鋼筋代換。代換的基本原則是代換前后強度相等，即承擔的極限拉力相等。有兩種方式：其一是等面積代換，要求鋼筋級別不變，改變