1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)平時(shí)作業(yè)1. 請簡述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)：1、 合理利用了鋼筋和混凝土兩種材料的受力特點(diǎn)，形成較高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。節(jié)約鋼材，降低造價(jià)；2、 與木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相比，耐久性和耐火性較好，維護(hù)費(fèi)用低；3、 可模性好；4、 現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好，又具備較好的延性，適用于抗震結(jié)構(gòu)；同時(shí)防振性和防輻射性能較好，適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)；5、 混凝土結(jié)構(gòu)中占比例較大的砂、石等材料，便于就地取材。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要缺點(diǎn)：1、 自重過大；2、 抗裂性較差，開裂過早；3、 施工復(fù)雜，工序多，澆筑混凝土?xí)r需要模板支撐，戶外施工

2、受到季節(jié)條件限制；4、 補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)比較困難等。2. 介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的基本原理。答：概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，是指以概率理論為基礎(chǔ)，視荷載效應(yīng)和影響結(jié)構(gòu)抗力的主要因素作為隨機(jī)變量，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法確定可靠效率來度量結(jié)構(gòu)可靠度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法3. 介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概念及其影響因素有哪些？答：混凝土耐久性是指混凝土在設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)，在正常維護(hù)下，必須保持適合于使用，而不需要進(jìn)行維修加固，即指混凝土在抵抗周圍環(huán)境中各種物理和化學(xué)作用下，仍能保持原有性能的能力。混凝土工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能不僅僅包括結(jié)構(gòu)的安全性，而

3、且更多地體現(xiàn)在適用性上。混凝土耐久性主要包括以下幾方面：一是抗?jié)B性。即指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能。抗?jié)B性對混凝土的耐久性起著重要的作用，因?yàn)榭節(jié)B性控制著水分滲入的速率，這些水可能含有侵蝕性的化合物，同時(shí)控制混凝土受熱或受冷時(shí)水的移動(dòng)。二是抗凍性。混凝土的抗凍性是指混凝土在飽水狀態(tài)下，經(jīng)受多次抵抗作用，能保持強(qiáng)度和外觀性的能力。在，尤其是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土，要求具有較高的抗凍性能。三是抗侵蝕性。混凝土暴露在有化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境和介質(zhì)中，有可能遭受化學(xué)侵蝕而破壞。一般的化學(xué)侵蝕有水泥漿體組分的浸出、硫酸鹽侵蝕、氯化物侵蝕、碳化等。四是。某些含有活性組分的骨料與水泥水化析

4、出的KOH和NaOH 相互作用，對混凝土產(chǎn)生破壞性膨脹，是影響混凝土耐久性最主要的因素之一。影響混凝土結(jié)構(gòu)加固耐久性的因素搜索十分復(fù)雜，主要取決于以下四方面因素：混凝土材料的自身特性。混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量。混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境。混凝土結(jié)構(gòu)的使用條件與防護(hù)措施。混凝土材料的自身特性和混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量是決定混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)因。混凝土是由水泥、水、粗細(xì)集料和某些外加劑，經(jīng)攪拌、淺注、振搗和養(yǎng)護(hù)硬化等過程而形成的人工復(fù)合材料混凝土的材料組成，如水灰比（水膠比）、水泥品種和用量集料的種類與級配等都直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。混凝土的缺陷（例如裂縫、氣泡、孔穴巧都會(huì)造成水分和侵蝕性物質(zhì)

5、滲入混凝土內(nèi)部，與混凝土發(fā)生物理化學(xué)作用，影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件和防護(hù)措施是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性外因。外界環(huán)境因素對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞是環(huán)境因素對混凝土結(jié)構(gòu)牧化學(xué)作用的結(jié)果。環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞主要有：。氯離子侵蝕。堿一集料反應(yīng)。破壞。鋼筋腐濁。4. 什么是正常使用極限狀態(tài)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有哪些地方和承載能力極限狀態(tài)不一樣。答：承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)。對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形，他包括結(jié)構(gòu)件或連接因強(qiáng)度超過而破壞，結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體而失去平衡(傾覆或滑移)，在反復(fù)

6、荷載下構(gòu)件或連接發(fā)生等。正常使用極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。一、當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài):(1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆,滑移等);(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過而破壞(包括)，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系;(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等);(5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)。二、當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài):(1)影響正常使用或外觀的變形;(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);(3)影

7、響正常使用的振動(dòng);(4)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。5. 請簡述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件破壞的全過程。答：(1) 第 I 階段：混凝土開裂前的未裂階段a. 當(dāng)受拉邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土極限拉應(yīng)變時(shí)，截面即將開裂的臨界狀態(tài)（ a 狀態(tài)），此時(shí)的彎矩值稱為開裂彎矩 Mcrb.從開始加荷到受拉區(qū)混凝土開裂，梁的整個(gè)截面均參加受力。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂以前有一定的塑性變形，但整個(gè)截面的受力基本接近線彈性，荷載 - 撓度曲線或彎矩 - 曲率曲線基本接近直線。截面抗彎剛度較大，撓度和截面曲率很小，鋼筋的應(yīng)力也很小，且都與彎矩近似成正比。(2) 第階段：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段a.在開裂瞬間，開裂截面

8、受拉區(qū)混凝土退出工作，其開裂前承擔(dān)的拉力將轉(zhuǎn)移給鋼筋承擔(dān)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力有一突然增加（應(yīng)力重分布），這使中和軸比開裂前有較大上移。b.隨著荷載增加，受拉區(qū)不斷出現(xiàn)一些裂縫，拉區(qū)混凝土逐步退出工作，截面抗彎剛度降低，荷載 - 撓度曲線或彎矩 - 曲率曲線有明顯的轉(zhuǎn)折。c.雖然受拉區(qū)有許多裂縫，但如果縱向應(yīng)變的量測標(biāo)距有足夠的長度（跨過幾條裂縫），則平均應(yīng)變沿截面高度的分布近似直線。（）d.荷載繼續(xù)增加，鋼筋拉應(yīng)力、撓度變形不斷增大，裂縫寬度也不斷開展，但中和軸位置沒有顯著變化。e. 由于受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力不斷增大，其彈塑性特性表現(xiàn)得越來越顯著，受壓區(qū)應(yīng)力圖形逐漸呈曲線分布。(3) 第階段：銀筋開始

9、屈服至截面破壞的破壞階段a.對于配筋合適的梁，鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服時(shí)，受壓區(qū)混凝土一般尚未壓壞。b.在該階段，鋼筋應(yīng)力保持為屈服強(qiáng)度 fy 不變，即鋼筋的總拉力 T 保持定值，但鋼筋應(yīng)變 s 則急劇增大，裂縫顯著開展。c.中和軸迅速上移，受壓區(qū)高度 xn 有較大減少。d.由于受壓區(qū)混凝土的總壓力 C 與鋼筋的總拉力 T 應(yīng)保持平衡，即 T = C ，受壓區(qū)高度 xn 的減少將使得混凝土壓應(yīng)力和壓應(yīng)變迅速增大，混凝土受壓的塑性特征表現(xiàn)的更為充分。e.受壓區(qū)高度 xn 的減少使得鋼筋拉力 T 與混凝土壓力 C 之間的力臂有所增大，截面彎矩也略有增加。f.由于混凝土受壓具有很長的下降段，因此梁的變形可持

10、續(xù)較長，但有一個(gè)最大彎矩 Mu 。g.超過 Mu 后，承載力將有所降低，直至壓區(qū)混凝土壓酥。 Mu 稱為 極限彎矩 ，此時(shí)的受壓邊緣混凝土的壓應(yīng)變稱為 極限壓應(yīng)變 cu ，對應(yīng)截面受力狀態(tài)為 “ a 狀態(tài) ” 。h. cu 約在 0.003 - 0.005 范圍，超過該應(yīng)變值，壓區(qū)混凝土即開始壓壞，表明梁達(dá)到極限承載力。6. 為什么混凝土材料的抗拉強(qiáng)度要遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度？答：抗壓是剛性的指標(biāo)。抗拉是指柔性的指標(biāo)，混凝土的特性就是剛性大于柔性，所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度7. 請介紹混凝土的標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度的概念。答：系指按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得

11、的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。用fcu，k表示。1、當(dāng)一組試件中強(qiáng)度的最大值和最小值與中間值之差均未超過中間值的15%時(shí)，取3個(gè)試件強(qiáng)度的算數(shù)平均值做為每組試件的強(qiáng)度代表值。2、當(dāng)一組試件中強(qiáng)度的最大值或最小值與中間值之差高于中間值的15%時(shí)，取中間值作為該組試件的強(qiáng)度代表值。3、當(dāng)一組試件中強(qiáng)度的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15%時(shí)，該組試件的強(qiáng)度不應(yīng)作為評定的依據(jù)。8. 軸心受壓柱和偏心受壓柱的區(qū)別有哪些？為什么承載能力計(jì)算公式有明顯差別。軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件是當(dāng)軸向力作用線與構(gòu)件截面重心軸重合時(shí)。當(dāng)軸向力作用線與構(gòu)件截面重心軸重合時(shí)，稱為軸心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件構(gòu)件承受的

12、壓力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離，使構(gòu)件產(chǎn)生既受壓又受彎時(shí)即 為偏心受壓構(gòu)件(亦稱壓彎構(gòu)件)。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱，磚墻及磚垛等。構(gòu)件的受力狀態(tài)max邊沿最大壓應(yīng)力;min邊沿最小壓應(yīng)力。由上式可見，在受同樣的壓力F時(shí)，當(dāng)作用點(diǎn)與截面軸心偏離時(shí)，截面內(nèi)的壓應(yīng)力增加甚多，而且當(dāng)偏心距較大時(shí)截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力。9. 鋼筋混凝土梁和柱中的箍筋作用是什么？答：用來滿足斜截面抗剪強(qiáng)度，并聯(lián)結(jié)受拉主鋼筋和受壓區(qū)混凝土使其共同工作，此外，用來固定主鋼筋的位置而使梁內(nèi)各種鋼筋構(gòu)成的鋼筋。是梁和柱抵抗剪力配置的環(huán)形（當(dāng)然有圓形的和矩形的）鋼筋，是口字形的，將上部和下部的鋼筋固定起來，同時(shí)抵抗剪力。10. 請列出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因有哪些？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的,常見于非受彎、受拉等中,以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的某些部位。對于各類裂縫,必須先查明其性質(zhì)和產(chǎn)生的原因,進(jìn)而確定具體的修繕方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫根據(jù)其產(chǎn)生的原因不同可分為：1）裂縫、2）溫度裂縫、3）、4）腐蝕裂縫、5）沉降裂縫等。產(chǎn)生的原因如下：1） 荷載裂縫根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位,采取相應(yīng)的合理。溫度裂縫由大氣溫度變化、周圍環(huán)境的影響和大體積混凝土施工時(shí)產(chǎn)生的等因素造成,當(dāng)大于混凝土極限拉伸值時(shí)混凝