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1、第1章绪论思考题1.1什么是钢筋混凝土结构？配筋的主要作用和要求是什么？以混凝土为主要材料的结构。在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载力和变形能力的作用。要求：受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起，以保证两者共同变形、共同受力。同时受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有：1）对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3）在钢筋的搭接接头范围内应加密
2、箍筋；4）为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。1.2钢筋混凝土结构的优点有：1）经济性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，维护费用低；4）整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性；5）刚度大，阻尼大；6）就地取材。缺点有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承载力有限；4）施工复杂；5）加固困难。1.3结构有哪些功能要求？简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。（1）结构的安全性（Safety）:在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。（2）结构的适用性 (Serviceabilit
3、y):结构在正常使用时具有良好的工作性能，不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。（3）结构的耐久性(Durability):结构在正常的维护下具有足够的耐久性。（即结构能正常使用到规定的设计使用年限）。它根据环境类别和设计使用年限进行设计。承载力极限状态(ultimate limit state)：结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态；其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。正常使用极限状态(serviceability limit state)：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态；其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动。第2章混凝土结构材料的物理力学性
4、能2.1混凝土立方体抗压强度轴心抗压强度标准值和抗拉没强度标准值是如何确定的？为什么低于？有何关系？与有何关系?混凝土的立方体抗压强度标准值是根据以边长为150mm的立方体为标准试件，在(203)的温度和相对湿度为90以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95保证率的立方体抗压强度确定的。混凝土的轴心抗压强度标准值是根据以150mm150mm300mm的棱柱体为标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95保证率的抗压强度确定的。混凝土的轴心抗拉强度标准值是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试，测得的具有95保证率的
5、轴心抗拉强度。由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小，故低于。轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的关系为：轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的关系为：2.2混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值确定的。我国新规范规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。2.4混凝土的强度影响因素? 混凝土轴心受压应力应变曲线有何特点?单向受力状态下
6、，混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大关系，骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期也不同程度地影响混凝土的强度。混凝土轴心受压应力应变曲线包括上升段和下降段两个部分。上升段可分为三段，从加载至比例极限点A为第1阶段，此时，混凝土的变形主要是弹性变形，应力应变关系接近直线；超过A点进入第2阶段，至临界点B，此阶段为混凝土裂缝稳定扩展阶段；此后直至峰点C为第3阶段，此阶段为裂缝快速发展的不稳定阶段，峰点C相应的峰值应力通常作为混凝土棱柱体的抗压强度，相应的峰值应变一般在0.00150.0025之间波动，通常取0.002。下降段亦可分为三段，在峰点C以后，裂缝迅
7、速发展，内部结构的整体受到愈来愈严重的破坏，应力应变曲线向下弯曲，直到凹向发生改变，曲线出现拐点D；超过“拐点”，随着变形的增加，曲线逐渐凸向应变轴方向发展，此段曲线中曲率最大的一点称为收敛点E；从“收敛点”开始以后直至F点的曲线称为收敛段，这时贯通的主裂缝已很宽，混凝土最终被破坏。常用的表示混凝土单轴向受压应力应变曲线的数学模型有两种，第一种为美国E.Hognestad建议的模型：上升段为二次抛物线，下降段为斜直线；第二种为德国Rusch建议的模型：上升段采用二次抛物线，下降段采用水平直线。2.6混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。结构或材料承受的荷载不变，而应变和变形随时间增长的
8、现象称为徐变。徐变对结构的影响：(1)结构的变形增加(如受弯构件的挠度)(2)截面中应力重分布(如轴心受压构件)(3)引起预应力损失影响徐变的因素: a. 应力大小：应力越大徐变越大；当应力较小时，徐变与应力成正比，称为线形徐变，应力较大时，徐变变形比应力增长要快，称为非线形徐变b. 骨料弹性性质：骨料越坚硬，弹性模量越高，对水泥石徐变的约束作用越大，混凝土徐变越小c.混凝土组成：水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变越大d. 加载龄期：龄期越早，徐变越大e.混凝土的制作方法、养护条件：养护时的温度和湿度对徐变有重要影响，养护时温度高、湿度大，水泥水化作用充分，徐变越小2.7结构或材料承受的
9、荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响，它会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象，在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有：1）时间参数；2）混凝土的应力大小；3）加载时混凝土的龄期；4）混凝土的组成成分；5）混凝土的制作方法及养护条件；6）构件的形状及尺寸；7）钢筋的存在等。减少徐变的方法有：1）减小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用较坚硬的骨料；3）养护时尽量保持高温高湿，使水泥水化作用充分；4）受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。2.9软钢：有明显屈服台阶; 硬钢：无屈服台阶软钢
10、的应力应变曲线有明显的屈服点和流幅，而硬钢则没有。对于软钢，取屈服下限作为钢筋的屈服强度；对于硬钢，取极限抗拉强度b的85作为条件屈服点，取条件屈服点作为钢筋的屈服强度。热轧钢筋按强度可分为HPB235级（级，符号f）、HRB335级（级，符号）、HRB400级（级，符号）和RRB400级（余热处理级，符号R）四种类型。常用的钢筋应力应变曲线的数学模型有以下三种：双直线（完全弹塑性）、三折线（完全弹塑性+硬化）、双斜线（弹塑性）2.10按屈服强度标准值分为四个强度等级：300MPa、335MPa、400MPa、500MPaHRB400热轧带肋钢筋，其抗拉、抗压设计值为360N/mm 2.12光
11、圆钢筋与混凝土的粘结作用主要由三部分组成:a.钢筋与混凝土中的水泥凝胶体间的化学吸附作用力(胶着力) b.混凝土收缩握裹钢筋而产生摩擦力 c. 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间的机械咬合作用力(咬合力)变形钢筋(Deformed bars)的粘结主要来自钢筋表面凸出的肋对混凝土的挤压而产生的机械咬合作用 第3章按近似概率理论的极限状态设计法思考题3.1混凝土弯曲受压时的极限压应变取为0.00333.2钢筋应力达到屈服强度的同时受压区边缘纤维应变恰好达到混凝土手腕式的极限压应变值，叫做 界限破坏。界限破坏时达到0.002达到0.0033。3.3适筋梁正截面受弯的三个受力阶段阶段未裂阶段第阶段：弯矩从
12、零到受拉区边缘即将开裂，结束时称为a阶段，其标志为受拉区边缘混凝土达到其抗拉强度 (或其极限拉伸应变) 阶段带裂缝工作阶段第阶段：弯矩从开裂弯矩到受拉钢筋即将屈服，结束时称为a阶段，其标志为纵向受拉钢筋应力达到屈服强度阶段破坏阶段第阶段：弯矩从屈服弯矩到受压区边缘混凝土即将压碎，结束时称为a阶段，其标志为受压区边缘混凝土达到其非均匀受压时的极限压应变与计算、验算有何关系？3.4正截面承载力计算的基本假定(1)平截面假定：平均应变沿截面高度呈线性分布(2)忽略受拉区混凝土的抗拉强度(3)材料的应力-应变关系曲线混凝土受压时的应力-应变关系曲线关系：抛物线和一段水平直线混凝土非均匀受压时的极限压应
13、变=0.0033单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算简图是怎样的？怎么得到的？3.5当时发生少筋破坏，其极限弯矩小于开裂弯矩，少筋破坏受拉区混凝土一裂就坏，属于脆性破坏当时发生超筋破坏，混凝土受压区边缘先压碎，纵向受拉钢筋不屈服。属于脆性破坏。当时发生适筋破坏，纵向受拉钢筋先屈服，受压混凝土边缘随后压碎时，截面才破坏，属于延性破坏。避免方法：、3.7截面承载力计算的两类问题: .截面设计、截面复核3.9何种情况下设计双筋截面：(1)梁截面尺寸受到限制同时混凝土等级不能提高(2)在多种荷载组合下，梁承受异号弯矩保证受压钢筋屈服：如果不满足适用条件(2)，说明受压钢筋不能屈服，此时不能应用基
14、本计算公式。由于受压区高度x较小，可假定： ，即认为受压钢筋合力作用点与混凝土压应力合理作用点重合，然后对该作用点处取矩，则可推出公式。3.10第一类第二类第3章受弯构件的正截面受弯承载力思考题4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变的取值如下：当正截面处于非均匀受压时，的取值随混凝土强度等级的不同而不同，即0.00330.5(fcu,k50)10-5，且当计算的值大于0.0033时，取为0.0033；当正截面处于轴心均匀受压时，取为0.002。4.2所谓“界限破坏”，是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时，受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。此时，受压区混凝土边
15、缘纤维的应变0.00330.5(fcu,k50)10-5，受拉钢筋的应变fyEs。4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第阶段末(即a阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据；第阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；第阶段末(即a阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。正截面受弯承载力计算公式正是根据a阶段的应力状态列出的。4.4当纵向受拉钢筋配筋率满足时发生适筋破坏形态；当时发生少筋破坏形态；当时发生超筋破坏形态。与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大，造成不经济，且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度，使得配臵过多的受拉钢筋不能充分发挥作用，造成钢材的浪费，且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。4.5纵向受拉钢筋总截面面积A
