中南大学《混凝土结构设计原理》考试复习题及参考答案 下载本文

拉设计值fy的依据。

硬钢即没有明显屈服点的钢筋,其应力-应变曲线上无明显的屈服点,应取残余应变为%时所对应的应力作为钢筋抗拉设计值fy的依据。

2.答:冷加工的目的是提高钢筋的强度,减少钢筋用量。 冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。 这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,

3.答:钢筋混凝土结构中,钢筋应具备:⑴有适当的强度;⑵与混凝土黏结良好;⑶可焊性好;⑷有足够的塑性。

4.答:我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种:热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。 我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400,有3个等级,即I、II、III三个等级,符号分别为

5.答:可以通过限制水灰比和水泥浆用量,加强捣振和养护,配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。对于细长构件和薄壁构件,要尤其注意其收缩。

6.答:结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维修),完成预定功能的能力,称为结构可靠性。

结构在规定时间内与规定条件下完成预定功能的概率,称为结构可靠度。

7.答:整个结构或构件超过某一特定状态时(如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等)就不能满足设计规定的某一功能要求,这种特定状态就称为该功能的极限状态。

按功能要求,结构极限状态可分为:承载能力极限状态和正常使用极限状态。

8.答:⑴承载能力极限状态标志结构已达到最大承载能力或达到不能继续承载的变形。若超过这一极限状态后,结构或构件就不能满足预定的安全功能要求。承载能力极限状态时每一个结构或构件必须进行设计和计算,必要时还应作倾覆和滑移验算。

⑵正常使用极限状态标志结构或构件已达到影响正常使用和耐久性的某项规定的限值,若超过这一限值,就认为不能满足适用性和耐久性的功能要求。构件的正常使用极限状态时在构件承载能力极限状态进行设计后,再来对有使用限值要求的构件进行验算的,以使所设计的结构和构件满足所预定功能的要求。

9.答:结构的作用是指结构在施工期间和使用期间要承受的各种作用(即使结构产生内利和变形的所有的原因)。

结构的作用按形式分为两类:直接作用、间接作用。

结构的作用按其随时间的变异性和出现的可能性不同,可分为三类:永久作用、可变作用、偶然作用。 10.答:⑴荷载标准设计值是指结构在其使用期间正常情况下可能出现的最大荷载。按随机变量95%保证率的统计特征值确定,详见《建筑结构荷载规范(GB50009-2001)》。

⑵荷载准永久值是指可变荷载在结构设计基准使用期内经常遇到或超过的荷载值。取可变荷载标准值乘以荷载准永久系数,详见《建筑结构荷载规范(GB50009-2001)》。

⑶荷载设计值是指荷载标准值与荷载分项系数的乘积。

11.答:结构抗力是指整个结构或构件所能承受内力和变形的能力。包括材料的强度、构件的几何特性等因素。

12.材料强度标准值除以材料分项系数,即为材料强度设计值。钢筋材料强度的分项系数凝土材料强度的分项系数

c

s

取~,混

为。

13.答:结构能完成预定功能的概率称为结构可靠概率ps,不能完成预定功能的概率称为失效概率pf。

由于pf计算麻烦,通常采用与pf相对应的值来计算失效概率的大小,称为结构的可靠指标。

pf与有对应的关系,查表可得:大,pf就小。

14.答:结构构件发生破坏前有预兆,可及时采取弥补措施的称为延性破坏;结构发生破坏是突然性的,难以补救的称为脆性破坏。

延性破坏的目标可靠指标可定得低些,脆性破坏的目标可靠指标定得高些。

15.答:在外荷载作用下,受弯构件的截面产生弯矩和剪力。受弯构件的破坏有两种可能:一是可能沿正截面破坏,即沿弯矩最大截面的受拉区出现正裂缝;二是可能沿斜截面破坏,即沿剪力最大或弯矩和剪力都比较大的截面出现斜裂缝。

16.答:适筋梁的破坏经历三个阶段:第I阶段为截面开裂前阶段,这一阶段末Ia,受拉边缘混凝土达到其抗拉极限应变时,相应的应力达到其抗拉强度ft,对应的截面应力状态作为抗裂验算的依据;第II阶段为从截面开裂到受拉区纵筋开始屈服IIa的阶段,也就是梁的正常使用阶段,其对应的应力状态作为变形和裂缝宽度验算的依据;第III阶段为破坏阶段,这一阶段末Ⅲa,受压区边缘混凝土达到其极限压应变

cu

,对应的截面应力状态作为受弯构件正截面承载力计算的依据。

17.答:由于螺旋箍筋箍住了核心混凝土,相当于套箍作用,阻止了核心混凝土的横向变形,使核心混凝土处于三向受压状态,从材料强度理论可知,因而提高了柱的受压承载力。

18.答:实际工程中,必须避免失稳破坏。因为其破坏具有突然性,且材料强度尚未充分发挥。对于短柱,则可忽略纵向弯曲的影响。因此,需考虑纵向弯曲影响的是中长柱。这种构件的破坏虽仍属于材料破坏,但其承载力却有不同程度的降低。《规范》采用把偏心距值乘以一个大于1的偏心距增大系数来考虑纵向弯曲的影响。

称为偏心受压构件考虑纵向弯曲影响,轴力偏心矩增大系数,它是总弯矩M=N(e0+f)和初始弯矩

M0=Ne0之比。

19.答:在实际结构中,由于混凝土质量不均匀,配筋的不对称,施工和安装时误差等原因,均存在着或多或少的初始偏心。其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的较大值。

20.答:钢筋混凝土偏心受拉构件,根据偏心拉力作用位置的不同,可分为两种:一种是偏心拉力作用在As和As'之间,称为小偏心受拉;另一种是偏心拉力作用在As和As'之外,称为大偏心受拉。

21.小偏心受拉构件的破坏特征与轴心受拉构件相似,破坏时拉力全部由钢筋承担。 大偏心受拉构件的破坏特征与受弯构件相似。按受拉钢筋配筋率

的多少,也将出现少筋、适筋、

超筋三种破坏状态。

22.答:由于轴心拉力N的存在削弱了偏心受拉构件斜截面的抗剪承载力,故在偏拉(或拉弯)构件斜截面抗剪承载力计算式中有减去 N项。

23.答:钢筋混凝土构件在纯扭作用下可能出现四种形式的破坏:少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏。适筋破坏和部分超筋破坏为塑性破坏,少筋破坏和超筋破坏为脆性破坏。

24.答:钢筋对构件的抗裂性能作用不大,即钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩与素混凝土构件的基本相同。但开裂后由于钢筋承受扭矩,在正常配筋条件下,构件的抗扭承载力大大提高,而开裂后构件的抗扭刚度明显下降。

25.答:《规范》根据实验,取和箍筋基本能达到屈服;

的限制条件为≤

≤,满足此条件,构件破坏时,所配置的纵筋

取左右。

值越大,纵筋用量越多,一般

26.答:在剪扭组合作用下,混凝土的承载力基本符合1/4圆弧的变化规律。《规范》采用部分相关的计算方案,即计算中考虑混凝土这部分剪扭相关。在纯扭计算式的混凝土承载力项中乘以相关系数在受弯构件斜截面计算式的混凝土承载力项中乘以

t

t

,是以三折线代替1/4圆弧曲线得到。

27.答:弯扭构件的破坏与与作用在构件上弯矩和扭矩比值,构件截面上下部纵筋数量、构件截面高宽比等因素有关。随着上述比值的变化,构件可能出现“弯型破坏”、“扭型破坏”和“弯扭型破坏”。

28.答:在弯剪扭组合作用下,《规范》建议采用简便实用的叠加法,即箍筋数量由剪扭相关性的抗扭和抗剪计算结果进行叠加,纵筋的数量则由抗弯和抗扭计算的结果进行叠加。

29.答:张拉控制应力是指张拉钢筋时,张拉设备(千斤顶和油泵)上的压力表所控制的总张拉力除以预应力钢筋面积得出的应力值,以

con

表示。

30.答:施加预应力的主要目的是为了提高构件的抗裂度及充分发挥高强度钢材的作用。由于预应力钢筋张拉锚固后会因种种因素可能引起其预应力有所降低,因此只有将张拉控制应力尽量定得高一些,将来在预应力筋中残留的实际预应力值大,构件的抗裂效果好,正常使用时,预应力钢筋的强度才能充分利用,否则将达不到预加应力的效果。《规范》规定,张拉控制应力值

con

不应小于 f ptk。