-混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能課后習(xí)題詳解

1、第4章混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能4.1思考題4-1 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度能不能代表實(shí)際構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度？既然用立方體抗壓強(qiáng)度 fcu 作為混凝土的強(qiáng)度等級，為什么還要有軸心抗壓強(qiáng)度 fc?答：不能代表實(shí)際構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度，因?yàn)榱⒎襟w抗壓強(qiáng)度采用立方體受壓試件，有箍的作用，而混凝土構(gòu)件的實(shí)際長度一般遠(yuǎn)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(qiáng)度能更好的反映實(shí)際狀態(tài)。所以除立方體抗壓強(qiáng)度外，還有軸心抗壓強(qiáng)度。4-2 混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)有哪些？各用什么符號表示，它們之間有什么關(guān)系？答：混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)有立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k；軸心抗壓強(qiáng)度 fc、軸心抗拉強(qiáng)度 fts

2、 及混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度 ft;其分別用 fcu,k,fc,fts 表示；它們的關(guān)系為fcu,kfcftsft,其中 ft=0.9fts。4-3 混凝土應(yīng)力等于 fc 時(shí)的應(yīng)變 E0 和極限壓應(yīng)變 Ecu 有什么區(qū)別？它們各在什么受力情況下考慮，其應(yīng)變值大致為多少？答：A、混凝土應(yīng)力等于 fc 時(shí)，史為峰值應(yīng)變，試件處于不穩(wěn)定階段，而 Ecu 為極限壓應(yīng)變，試件已近宏觀破壞，峰值應(yīng)變的應(yīng)力大于極限壓應(yīng)變。B、峰值應(yīng)變是以在峰值應(yīng)力（以棱柱體式樣的抗壓強(qiáng)度 fc）作用下得到應(yīng)變，其值大名勺為。00150.0025;極限壓應(yīng)變是極限應(yīng)力作用下的應(yīng)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(dá)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算？答：混凝土的受壓變形模量有兩種表達(dá)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(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法規(guī)定 Ec 用以下方法測定：棱柱體式樣，應(yīng)力上限 0.5fc,下限位 0,反復(fù)加載-卸載 510 次，應(yīng)力-應(yīng)變曲線接近于直線，取該直線的斜率為彈性模量 Eco（補(bǔ) 1:將混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線的切線斜率定義為混凝土的切線模量，并將原點(diǎn)時(shí)的切線斜率定義為混凝土的初始模量，簡稱彈性模量。）（補(bǔ) 2:變形模量 Ec：將應(yīng)力應(yīng)變曲線上任意一點(diǎn)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算：根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果，得立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)如何?答：A、混凝土構(gòu)件的在受壓方的側(cè)向還受其他壓力作用并約束混凝土側(cè)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(qiáng)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(diǎn)是什么？答：A、收縮變形是混凝土在凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中體積隨時(shí)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(jié)構(gòu)隨時(shí)間推移而增

5、加的應(yīng)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(shí)，收縮越小。碎在結(jié)硬過程中周圍濕度大以及使用環(huán)境的濕度大時(shí)，收縮較小；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(jì)算 Ec 的經(jīng)驗(yàn)公式:Ec=1010534.734.7fcufcu，k kN/mmN/mm2o發(fā)生粘性流動(dòng)，微細(xì)空隙逐漸閉合，結(jié)晶體內(nèi)部逐漸滑動(dòng)，微細(xì)裂縫逐漸發(fā)生等各種因素的綜合結(jié)果。C、變形特點(diǎn)：收縮是體積慢慢減小最終趨于某一特定值；而徐變應(yīng)力不大時(shí)為混凝土內(nèi)未結(jié)晶的水泥膠體的應(yīng)力重分布所致（水泥石中的膠體具有流動(dòng)的性質(zhì)）；應(yīng)力較大

6、時(shí)，是混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展的結(jié)果（裂縫促進(jìn)徐變發(fā)展）；應(yīng)力較小時(shí)就會(huì)發(fā)生，部分可恢復(fù)。4-7 混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(gòu)件 a.使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，影響正常使用；b.在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土收縮可引起預(yù)應(yīng)力損失；2、徐變對混泥土結(jié)構(gòu) a.增加構(gòu)件的變形 b.使柱的附加偏心距增大 c.在構(gòu)件中引起內(nèi)力重分布 d.造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失 e.使受彎構(gòu)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(qiáng)養(yǎng)護(hù) d 增大骨料的彈性模量 e 在施工中應(yīng)注意振搗質(zhì)量；f 使

7、用濕度大的環(huán)境 g 使構(gòu)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(jié)構(gòu)物所造成的危害。2、減少徐變 a 降低應(yīng)力 b 在混凝土齡期較長時(shí)，施加荷載 c 減少水泥用量，降低水灰比增加骨料的強(qiáng)度彈性 e 使養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度較大。4-8 如何選擇混凝土的強(qiáng)度等級？答：1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于 C15,當(dāng)采用 HRB335 級鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于 C20,當(dāng)采用 HRB400 和 RRB400 級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得低于 C20;2、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于 030,當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)

8、應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于 040。3、有時(shí)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(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種？熱軋鋼筋的強(qiáng)度分哪幾個(gè)等級，分別用什么符號表示？答：A、我國混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有普通鋼筋(熱軋鋼筋)和預(yù)應(yīng)力鋼筋兩類；B、熱軋鋼筋分為四個(gè)級別：HPB235、HRB235、HRB400 和 RRB400。C、符號分別為中4-10 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的主要要求有哪些？答：適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比，足夠的塑性，可焊性，與混凝土的黏結(jié)力，抗低溫性能。4-11 預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值如何確定？答：由抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公式fpy0.85fptk,再由 fpyfpy,fpyfpy,最

9、后，限制 Y YSfpyEses0.002Es,fpyEses0.002Es,三個(gè)方程式確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4-12 何謂伸長率？何謂屈強(qiáng)比?答：A、伸長率是材料塑性好壞的指標(biāo)，是決定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí)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(qiáng)度的大小常用 fy/fu,該稱為屈服強(qiáng)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(jié)力是由哪幾部分組成的?提高鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)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(jié)強(qiáng)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(dāng)溫度變化時(shí)，鋼筋和混凝土額變形基本相等，不會(huì)破壞兩者之間黏結(jié)，能夠保證結(jié)構(gòu)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(huì)銹蝕，從而保證了耐久性。B、它們之間的黏結(jié)力由以下四部分組成：1、混凝土凝結(jié)時(shí)，水泥膠凝體的化學(xué)作用使鋼筋和混凝土在接觸面上產(chǎn)生的膠結(jié)力；2、混凝土凝結(jié)收縮將鋼筋緊緊握裹，形成正壓力，在發(fā)生相對滑移時(shí)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(jī)械咬合力；4、

11、當(dāng)采用錨固措施后所造成的機(jī)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(yīng)做彎鉤；4、混凝土應(yīng)有足夠的厚度；5、配置箍筋；6、注意澆筑混凝土?xí)r鋼筋的位置。4-14 為什么鋼筋綁扎搭接時(shí)應(yīng)有一定的搭接長度？答：受力鋼筋綁扎搭接時(shí)，通過鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)應(yīng)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(qiáng)度的充分利用。4-15 黏結(jié)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(shí)，黏結(jié)力圖形的長度是否也隨之無限增大？為什么？答：A、黏結(jié)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(shí)，黏結(jié)力圖形的長

12、度趨向穩(wěn)定。C、因?yàn)槁袢腴L度過長時(shí)，則其尾部的黏結(jié)應(yīng)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(jī)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確？（B）。A.提早對結(jié)構(gòu)施加荷載 B.提高混凝土的密實(shí)度和養(yǎng)護(hù)濕度C.采用強(qiáng)度等級高的水泥 D.加大水灰比

13、4-3 評定混凝土強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸，應(yīng)為（A）。A.150mm150mm150mmB.150mm300mmC.100mm100mm100mmD.200mm200mm200mm4-4 同一強(qiáng)度等級的混凝土，各種力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系為（B）。A.fcufcftB.fcufcftC.fcufcftD.fcuftfc4-5 配有螺旋筋的混凝土柱體，其抗壓強(qiáng)度高于fc是因?yàn)槁菪睿ˋ）。A.參與受壓 B.使混凝土密實(shí)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(xiàng)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值的依據(jù)是（C）。A.0.9 倍極限強(qiáng)度B. 0.2 倍極限強(qiáng)度C.殘余應(yīng)變?yōu)?0.2%時(shí)的應(yīng)力D.極限抗拉強(qiáng)度鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于（B）。A.C20B. C15C.C25D. C30當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜彳氐于A.C20B. C30C.C35D. C40當(dāng)采用 HRB335 級鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于（A）。A.C2

15、0B. C25C.C15D. C30HRB400 鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)s的取值為（A）。A.1.10B. 1.20C.1.30D.1.40切應(yīng)力鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)s的取值為（ B）。A.1.10B. 1.20C.1.30D.1.40A.受彎構(gòu)件 B.軸心受壓構(gòu)件C.偏心受壓構(gòu)件 D.軸心受拉及小偏心受拉構(gòu)件4.3計(jì)算題4-1 試計(jì)算 C30 和 C55 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值，軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)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(yīng)為多少？答：4-3 工地上往往需要進(jìn)行鋼筋代換。代換的基本原則是代換前后強(qiáng)度相等，即承擔(dān)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