結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理材料的力學(xué)性能習(xí)題集與答案解析

第一章材料的力學(xué)性能一、填空題1鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土中所用的鋼筋可分為兩類：有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋和無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，通常分別稱它們?yōu)?TOC\o"1-5"\h\z和 。2、對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，通常取相當(dāng)于殘余應(yīng)變?yōu)?時(shí)的應(yīng)力作為假定的屈服點(diǎn)，即 o3、碳素鋼可分為 、 和 。隨著含碳量的增加，鋼筋的強(qiáng)度 、塑性 o在低碳鋼中加入少量錳、硅、鈦、鉻等合金元素,變成為 o4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求主要是 、 、5、鋼筋和混凝土是不同的材料，兩者能夠共同工作是因?yàn)?6光面鋼筋的粘結(jié)力由 、 、 三個(gè)部分組成。7、鋼筋在混凝土中應(yīng)有足夠的錨固長(zhǎng)度，鋼筋的強(qiáng)度越 、直徑越 、混凝土強(qiáng)度越 ，則鋼筋的錨固長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。8、混凝土的極限壓應(yīng)變包括 和 兩部分。 部分越大，表明變形能力越 ， 越好。9、混凝土的延性隨強(qiáng)度等級(jí)的提高而 o同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，隨著加荷速度的減小，延性有所 ，最大壓應(yīng)力值隨加荷速度的減小而 o10鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件，混凝土收縮，則混凝土的應(yīng)力 ，鋼筋TOC\o"1-5"\h\z的應(yīng)力 。11混凝土軸心受拉構(gòu)件，混凝土徐變，則混凝土的應(yīng)力 ，鋼筋的應(yīng)力 。12、混凝土軸心受拉構(gòu)件，混凝土收縮，則混凝土的應(yīng)力 ，鋼筋的應(yīng)力 。二、判斷題1、 混凝土強(qiáng)度等級(jí)是由一組立方體試塊抗壓后的平均強(qiáng)度確定的。2、 采用邊長(zhǎng)為100mm的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊做抗壓試驗(yàn)時(shí)，其換算系數(shù)是0.95。3、 混凝土雙向受壓時(shí)強(qiáng)度比其單向受壓時(shí)強(qiáng)度降低。4、 線性徐變是指徐變與荷載持續(xù)時(shí)間之間為線性關(guān)系。5、 對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，設(shè)計(jì)時(shí)其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值依據(jù)是條件屈服強(qiáng)度。6強(qiáng)度與應(yīng)力的概念完全一樣。7、 含碳量越高的鋼筋，屈服臺(tái)階越短、伸長(zhǎng)率越小、塑性性能越差。8、 鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線下降段的應(yīng)力是此階段拉力除以實(shí)際頸縮的斷面積。9、 有明顯流幅鋼筋的屈服強(qiáng)度是以屈服下限為依據(jù)的。10鋼筋極限應(yīng)變值與屈服點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值之差反映了鋼筋的延性。11鋼筋的彈性模量與鋼筋級(jí)別、品種無(wú)關(guān)。12、鋼筋的彈性模量指的是應(yīng)力應(yīng)變曲線上任何一點(diǎn)切線傾角的正切。13硬鋼在應(yīng)力達(dá)到假定屈服點(diǎn)時(shí)，塑性應(yīng)變?yōu)?0.002。14冷拉與冷拔一樣，可同時(shí)提高鋼筋的抗拉及抗壓強(qiáng)度。15冷拔低碳鋼絲本身是硬鋼，其母材為軟鋼16冷拔鋼絲的冷拔次數(shù)越多則延性越差。17、邊長(zhǎng)200mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為18MPa,則標(biāo)準(zhǔn)立方體強(qiáng)度為18.9MPa。18若混凝土立方強(qiáng)度與的試驗(yàn)方法由在試塊表面不涂油改為涂油， 三種邊長(zhǎng)尺寸100mm150mm、200mm的試塊強(qiáng)度是相同的。19高寬比為3的棱柱體抗壓強(qiáng)度可以代替高寬比為5的棱柱體抗壓強(qiáng)度。20、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度隨高寬比增大而變小， 主要原因是試塊的加載墊板與試塊的接觸面的摩摖阻力隨高寬比增大而逐漸對(duì)破壞失去影響。21、 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度更接近于實(shí)際結(jié)構(gòu)的混凝土抗壓強(qiáng)度。22、 有三種混凝土受力狀態(tài)：A一向受壓、一向受拉；B單項(xiàng)受壓；C雙向受壓，則它的抗壓強(qiáng)度的關(guān)系為：B>A>C。23、 稱混凝土是彈塑性材料是因?yàn)榛炷猎趹?yīng)力作用下所產(chǎn)生的變形包括兩種變形：彈性變形和塑性變形。24、 混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，其應(yīng)力峰值所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)叫　?5、 變形模量隨應(yīng)力增大而增大。26、 混凝土彈性模量?jī)H僅與混凝土強(qiáng)度有關(guān)。27、 受拉時(shí)的彈性模量小于受壓時(shí)的彈性模量。28、 混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高其延性越好。29、 徐變變形不包括加荷時(shí)所產(chǎn)生的瞬時(shí)變形。30、 產(chǎn)生徐變變形的同時(shí)也產(chǎn)生收縮變形。選擇題1鋼筋的冷加工有兩種方法（冷拉、冷拔）A、二者都可提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度；B、冷拉時(shí)鋼筋的冷拉應(yīng)力應(yīng)低于鋼筋的屈服點(diǎn)； C、冷拔后的鋼筋沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)；D、冷加工（冷拉、冷拔）后對(duì)塑性沒(méi)有影響。2、HRB400級(jí)鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=360N/mm2。冷拉III級(jí)鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=420N/mm2，則冷拉III級(jí)鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=A、310N/mm2；B、340N/mm2；C、400N/mm2；D、420N/mm23、鋼筋經(jīng)冷拉后，A、可提高fy和fy；B、可提高fy和伸長(zhǎng)率；C、可提高fy和Es；D、可提高fy，但不能提高fy。4、對(duì)鋼筋冷加工的目的是：A、提高屈服強(qiáng)度；B、增加鋼材的塑性；C、提高鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度；D、調(diào)直、除銹。5、對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，《規(guī)范》取用的條件屈服強(qiáng)度為：A、應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力；B、應(yīng)變?yōu)?%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力；C、極限抗拉強(qiáng)度的0.8倍;D、極限抗拉強(qiáng)度的0.85倍。&混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30表示：A、混凝土的立方強(qiáng)度紹0N/mm2；B、混凝土的棱柱體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc紹0N/mm2；C、混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck爲(wèi)0N/mm2；D、混凝土的立方強(qiáng)度達(dá)30N/mm2的概率不小于95%。7、混凝土收縮變形 A、與混凝土所受的應(yīng)力大小有關(guān)；B、隨水泥用量的增加而減??；C、隨水灰比的增加而增大。8、在下列關(guān)于混凝土收縮的概念中，正確的是：A、配置鋼筋限制收縮裂縫寬度，但不能使收縮裂縫不出現(xiàn)；B、為減小收縮應(yīng)力，應(yīng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；C、為減小收縮應(yīng)力，應(yīng)多配分布鋼筋；D、設(shè)變形縫，可防止混凝土收縮。9、混凝土的變形模量E「A、隨混凝土應(yīng)力增加而降低；B、與混凝土彈性系數(shù)有關(guān)，彈性系數(shù)越小，其值越大；C、與混凝土強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)、強(qiáng)度等級(jí)越高，其值越?。籇、與混凝土彈性模量有關(guān)，彈性模量越大，其值越小。10鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度，A、當(dāng)外荷大時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度大；B、當(dāng)鋼埋入混凝土中長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度大；C、混凝土強(qiáng)度等級(jí)高時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度大；D、鋼筋級(jí)別低時(shí)，其粘結(jié)強(qiáng)度大。11在下列關(guān)于混凝土徐變的概念中，正確的是A、周圍環(huán)境越潮濕，混凝土徐變?cè)酱?；B、水泥用量越多，混凝土徐變?cè)叫?；C、水灰比越大，混凝土徐變?cè)叫。籇、初始?jí)簯?yīng)力越大，混凝土徐變?cè)叫　?2、混凝土的極限壓應(yīng)變A、包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變、塑性部分越大、延性越好；B、包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，彈性部分越大，延性越好；C、是二；曲線上最大壓應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值。13在混凝土受拉開裂之前的瞬間A、混凝土內(nèi)鋼筋受拉應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力；B、混凝土內(nèi)鋼筋受拉應(yīng)力仍很低；C、混凝土變形與鋼筋變形不一致；D、混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力已破壞。14在I、II級(jí)鋼筋周圍混凝土受壓破壞之前的瞬間 A、鋼筋受壓力達(dá)400N/mm2;B、鋼筋受壓應(yīng)力仍很低；C、受壓鋼筋已達(dá)屈服。15混凝土的變形特點(diǎn)是：A、應(yīng)力和應(yīng)變成正比例，即-c=￡cEc；B、均勻受壓時(shí)亦ax大，非均勻受壓時(shí)Ecmax?。籆、當(dāng)乞一Emax時(shí)，匚c—二c,max；D、低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的Emax比高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的Emax大。四、簡(jiǎn)答題1、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所用的鋼筋可分為哪兩類？分別繪制它們的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并標(biāo)明它們各自的強(qiáng)度指標(biāo)。2、 什么是條件屈服強(qiáng)度？3、 檢驗(yàn)鋼筋的質(zhì)量主要有哪幾項(xiàng)指標(biāo)？4、 什么是鋼筋的屈強(qiáng)比？它反映了什么問(wèn)題？5、 什么叫鋼筋的冷拔？冷拉和冷拔對(duì)鋼筋的性能的改變有何不同？6需要焊接的鋼筋為什么要先焊接后冷拉？7、 建筑工程中所用鋼筋有哪幾種？8、 如何確定混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值？它與試塊尺寸的關(guān)系如何？9、確定混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，為何要用h/b>3（h為棱柱體的高，b為棱柱體的寬）的棱柱體當(dāng)試件？10為什么要有混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度這個(gè)力學(xué)指標(biāo)？它與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度有什么關(guān)系？11繪制混凝土在一次短期荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，并標(biāo)明fc、；。、■:cu等特征值。12、什么是混凝土的極限壓應(yīng)變；cu？13什么是混凝土的徐變、線性徐變、非線性徐變？14徐變和塑性變形有什么不同？15為什么伸入支座的鋼筋要有一定的錨固長(zhǎng)度？鋼筋在綁扎搭接時(shí)，為什么要有足夠的搭接長(zhǎng)度？16在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋和混凝土能夠共同工作的基礎(chǔ)是什么？17影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素是什么？18什么是混凝土的疲勞強(qiáng)度?19若混凝土試塊以低于疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力值，在百萬(wàn)次以上重復(fù)作用后，是否會(huì)發(fā)生疲勞破壞？20、 影響混凝土徐變的因素有哪些？21、 什么是混凝土的收縮？22、 當(dāng)荷載不變長(zhǎng)期作用時(shí)，受壓柱中鋼筋和混凝土的壓應(yīng)力是否隨時(shí)間變化？第一章材料的力學(xué)性能答案一、填空題1、（軟鋼硬鋼）2、（0.2%條件屈服強(qiáng)度） 3、（低碳鋼中碳鋼高碳鋼提高降低普通低合金鋼） 4、（強(qiáng)度塑性焊接性能粘結(jié)力）5、（兩者之間良好的粘結(jié)力兩者相近的線膨脹系數(shù)混凝土包裹鋼筋避免鋼筋銹6（膠結(jié)力摩擦力擠壓力）7、（高粗低）8、（彈性應(yīng)變塑性應(yīng)變塑性應(yīng)變大延性）9、（降低增加減?。?0（減小增大）11（減小增大）12、（增大減小）、判斷題1、X2、V 3、X 4、" 5、" 6、X 7、" 8、X 9、“ 10. V11X12、X13V14X15、V16V17V18V19V20、V21、V22、X23、V24、X25、X26、X27、X28、X29、V30、V 三＞＞選擇題1、C2、B3、D4、A5、D6、D7、C8、A9、A10C11C12、A13B14C15D四、簡(jiǎn)答題1、 答：有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（即軟鋼）和無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（即硬鋼）。應(yīng)力-應(yīng)變曲線略）2、 答：硬鋼的極限強(qiáng)度很高，變形很小，沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)，通常取相應(yīng)于殘余應(yīng)變￡=0.2°^的應(yīng)力二0.2作為名義屈服點(diǎn)，稱為條件屈服強(qiáng)度。3、 答：對(duì)軟鋼有屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。對(duì)硬鋼有極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。4、 答：屈強(qiáng)比為鋼筋的屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度的比值。它反映結(jié)構(gòu)可靠性的潛力及材料的利用率。5、 答：冷拔是將鋼筋用強(qiáng)力拔過(guò)比其直徑小的硬質(zhì)合金拔絲膜。冷拉可以提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度但不能提高鋼筋的抗壓強(qiáng)度。冷拔可以同時(shí)提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。&答：因?yàn)楹附訒r(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)使鋼筋軟化，即強(qiáng)度降低，塑性增加。7、答：分熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋及熱處理鋼筋。8、答：按標(biāo)準(zhǔn)方法制作、養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體在28天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。試件尺寸越小，抗壓強(qiáng)度值越9、答：混凝土的抗壓強(qiáng)度隨試件高寬比的大小而變化，但當(dāng) h/b>3時(shí)，混凝土的棱柱體抗壓強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。10答：鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中棱柱體多于立方體，所以棱柱體抗壓強(qiáng)度比立方體抗壓強(qiáng)度能更好地反映受壓構(gòu)件中混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。 混凝土的棱柱體抗壓強(qiáng)度低于混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度。11答：略（見教材）12、答：混凝土的極限壓應(yīng)變是指混凝土棱柱體受壓破壞時(shí)的最大壓應(yīng)變。13答：徐變：混凝土在長(zhǎng)期不變荷載作用下，應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。線性徐變：當(dāng)混凝土應(yīng)力較小時(shí)（％<0.5仁）時(shí)，徐變變形與初應(yīng)力成正比，這種徐變即線性徐變。14答：（1徐變主要為水泥凝膠體的黏性流動(dòng)。塑性變形主要為混凝土內(nèi)微裂縫的發(fā)展。（2）徐變可部分恢復(fù)。塑性變形不可恢復(fù)。（3）有應(yīng)力（不論大小）即有徐變。塑性變形只在應(yīng)力較大時(shí)發(fā)生。15答：設(shè)錨固長(zhǎng)度的目的是通過(guò)該長(zhǎng)度上黏結(jié)應(yīng)力的積累，使鋼筋在支座中錨固可靠，不會(huì)被拔出。鋼筋綁扎搭接時(shí)，只有在搭接長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)，才能通過(guò)鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力來(lái)傳遞鋼筋與鋼筋之間的內(nèi)力。16答：（1鋼岡筋與混凝土之間的粘結(jié)力；（2）鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)接近（鋼為1.2X10-5;混凝土為1.0X10-5?1.5X10-5）;（3）鋼筋與構(gòu)件邊緣之間的混凝土保護(hù)層，保護(hù)鋼筋不易發(fā)生銹蝕，不致因火災(zāi)使鋼筋軟化。17、答：（1組成混凝土的材料品種；（2）組成材料的