《混凝土结构理论》课程

学习模块 一： 钢筋混凝土结构基本概念和设计方法

1.名词解释 1、 结构的可靠性：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的能力（或者安全性、耐久性、适用性）。

2、作用和作用效应：作用是使结构产生内力或变形的各种原因；作用效应是结构上各种作用对结构产生的效应的总称。

3、结构抗力：结构或构件承受作用效应的能力，即结构或结构。

4、条件屈服强度：对于无明显屈服点的钢筋取残余应变为0.2%时对应的应力

?0.2作为强度设计指标，成为条件屈服强度。

5、徐变和收缩：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；混凝土在空气中硬化时体积收缩的现象称为收缩。

6、极限状态：当结构超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，称为极限状态。

2. 简答题 1、钢筋和混凝土两种不同材料能够有效结合在一起共同工作的原因 ？ 答：一：钢筋和混凝土之间存在粘结力，使两者之间能传递力和变形；

二：钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近。

2、钢筋和混凝土之间的粘结力主要由哪几部分组成？影响粘结强度的因素有哪些？

答：化学胶着力、摩阻力、和机械咬合力三种。

影响因素有：钢筋表面形状、混凝土强度、保护层厚度、钢筋浇筑位置、钢筋净间距、横向钢筋和横向压力等。

3、建筑结构应满足哪些功能要求？为满足这些功能要求，需要对结构进行什么验算？

答：安全性，适用性，耐久性。

满足安全性需进行承载能力极限状态验算； 满足适用性和耐久性需进行正常使用极限状态验算。

4、什么是结构的设计状况？工程结构设计的设计状况可分为哪几种？ 答：设计状况是代表一定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态；

分为：持久设计状况、短暂设计状况、偶然设计状况和地震设计状况。 5、什么是徐变？徐变对钢筋混凝土结构有何影响？

答：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；

徐变使构件变形增加；在钢筋混凝土截面内引起应力重分布；在预应力混凝土构件中引起预应力损失；某些情况下可减少由于支座不均匀沉降而产生的应力，延缓收缩裂缝出现。

6、混凝土收缩变形有哪些特点？对混凝土结构有哪些影响？

答：混凝土收缩是一种随时间增长而增长的变形；凝结初期收缩变形发展较快，二个月达50%；三个月后趋于逐渐缓慢，一般两年后趋于稳定。

混凝土收缩收到约束时将产生收缩拉力，加速裂缝的出现和开展；预应力混凝土结构中，混凝土收缩将导致预应力损失。

7、钢筋的应力-应变关系分为哪两类？为何将屈服强度作为强度设计指标？ 答：分为有明显屈服点钢筋和无明显屈服点钢筋，习惯上也分别称为软钢和硬钢。 因为当构件某一截面的钢筋应力达到屈服强度后，将在荷载基本不变情况下产生持续的塑性变形，使构件的变形和裂缝宽度显著增大以致无法使用，因此一般结构计算中通常取屈服强度作为设计强度的依据。

学习模块 二：混凝土结构构件

习题： 1.名词解释 1、 梁截面有效高度:钢筋截面形心至梁顶面受压边缘的距离。

2、界限相对受压区高度：受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土被压碎，即适筋梁和超筋梁的界限破坏状态时的相对受压区高度。

3、单向板：当l2/l1>2时，板主要沿短跨方向受弯，设计中可仅考虑短边方向受弯，长边可仅按构造处理的板。

4、双向板：当l2/l1≤2时，沿板长边传递的荷载以及长跨方向的弯矩均不能忽略，设计中需考虑双向受弯的板。

5、塑性内力重分布：由于超静定结构的塑性变形而使结构内力重新分布的现象。 2.简答题 1、 钢筋混凝土正截面受弯构件有哪几种破坏形态？各有什么特征？ 答：1）适筋梁：破坏特征为受拉钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。从钢筋屈服到受弯构件破坏，屈服弯矩My到极限弯矩Mu变化不大，但构件曲率?或挠度f变形很大，破坏前有明显预兆，表现为延性破坏。

2）超筋梁：破坏特征表现为受压混凝土先压碎，受拉钢筋未屈服。超筋梁的破坏取决于受压区混凝土的抗压强度，受拉钢筋的强度未得到充分发挥，破坏为没有明显预兆的脆性破坏，实际工程中应避免采用。

3）少筋梁：破坏特征是混凝土一开裂就破坏。梁的强度取决于混凝土的抗拉强度，混凝土的受压强度未得到充分发挥，极限弯矩很小，属于受拉脆性破坏特征，且承载能力低，应用不经济，实际工程中应避免采用。 2、简述钢筋混凝土塑性铰的特点。 答：A). 仅沿弯矩方向转动； B). 转动能力有限； C). 能承担一定弯矩 Mu；

D). 形成塑性变形区域。

3、正截面承载力计算的基本假定？

答：（1）截面保持平面；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）采用简化的混凝土的应力应变关系曲线;(4)纵向钢筋的应力等于钢筋应变与起弹性模量的

乘积，但绝对值不大于其强度设计值。

4、简述适筋梁破坏三个阶段的受力特点及其与计算的联系？

答：（1）第I阶段，弹性工作阶段，其阶段末Ia为抗裂验算的依据；（2）第II阶段，带裂缝工作阶段，为裂缝跨度和挠度计算依据；（3）第III阶段，破坏阶段，其阶段末IIIa为承载力计算依据。

5、什么情况下可以采用双筋截面梁？配置受压钢筋有何有利作用？

答：（1）梁承受的弯矩很大，构件截面尺寸和材料受使用和施工限制不能增加，同时计算无法满足单筋截面最大配筋率限制条件而出现超筋梁；（2）不同荷载组合下，截面承受正、负弯矩作用时；

配置受压钢筋有利于提高截面的延性。

3.计算题

1、已知矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=140KN.m。该梁的截面尺寸b×h=200mm×450mm,混凝土强度等级C30，钢筋HRB400级。试确定该梁跨中纵筋配筋面积As。 附：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，fy=360N/mm2，?1=1.0，?b?0.518 ，h0=450-45=405mm 解： （1）计算x，并判断是否超筋

2x?h0?h0?

不属于超筋。

（As，并判断是否少筋 2 ）计算

2M?147.86mm??bh0?0.518?405?207.79mm ?1fcb ?min?0.45ft/fy?0.0018?0.002

?0.45ft/fy?0.0016?0.002,取?min=0.002

As??1fcbx/fy?1174mm2?As,min?0.002?200?450?180mm2

不属于少筋。

因此，纵向受力钢筋面积As取1174mm2满足适筋梁要求。 2、某钢筋混凝土矩形截面梁，混凝土保护层厚为25mm(二a类环境)，b=250mm，h=500mm，承受弯矩设计值M=160KN.m，采用C20级混凝土，HRB400级钢筋，

2

箍筋直径为8mm，截面配筋如图所示(As为1256mm)。复核该截面是否安全。