混凝土第三章答案

混凝土第三章答案1.在中心受压情况下，配筋对其承载能力和变形能力的影响规律？答：普通钢筋混凝土柱的N~εh曲线的形态和混凝土柱曲线相似，由于配筋的存在不仅承载能力得到提高，而且最大荷载下的应变值也有所增加，随混凝土标号及配筋构造的不同，其值一般约在0.25%~0.35%之间，最大甚至可达到0.5%以上。螺旋钢箍柱的曲线荷载达到第一次峰值以前和普通钢筋混凝土柱相似，但由于螺旋钢箍对混凝土的侧限作用比普通钢箍更为有效，因此，荷载达到第一次峰值，外围混凝土发生劈裂后，荷载-应变曲线略有下降，构件仍能承受相当大的荷载。且随变形的增长，螺旋钢箍的侧限作用愈益发挥，曲线不仅不再下降，反而会逐渐回升。当变形增加很多，荷载达到第二次峰值时，外围混凝土严重剥落。直到螺旋钢箍达到流限，才出现荷载缓缓下降的破坏现象。荷载第二次达到峰值时的应变值与螺旋钢箍间距的大小有关，间距愈小，其值愈大当螺旋钢箍间距减小到一定数值后，第二次荷载峰值将超过第一次荷载峰值。2.怎么确定纵向劈裂转变为混凝土锥形破坏界限的钢箍筋间距？答：从破坏特征来看，钢箍筋间距较大的时候会出现纵向钢筋压屈,混凝土保护层崩裂或者钢筋外围混凝土严重剥落的破坏现象，为纵向劈裂破坏；当钢箍间距过小时，由于钢箍对混凝土的侧限影响，混凝土会出现内部较外围先破坏的锥形破坏。3.应力重分布与内力重分布的定义，两者之间的区别？答：内力重分布：．．．．．．由于超静定钢筋混凝土结构结构的非弹性性质引起的各截面内力之间的关系，不再服从线弹性关系的现象，称为内力重分布或塑性内力重分布。加深理解：结构塑性内力重分布过程的长短，内力重分布是否显著，内力重分布是否完全实现，关键取决于塑性铰，取决于塑性铰处截面弯矩调整幅度和塑性铰的转动能力。同时，还要考虑结构在正常使用条件下不会出现塑性铰，结构混凝土裂缝宽度及变形不要超过限值，为此要限制弯矩调整幅度，提高塑性铰转动能力。*弹性力学认为:当结构或构件的计算跨度支座特点、荷载的大小方向及其分布、截面尺寸及形状确定以后,构件各截面内力与外力呈线性关系,当某一截面上的内力达到其极限承载力时,认为整个结构即将破坏。但在钢筋混凝土超静定结构中,内力的分布不仅与截面的相对刚度及纵向钢筋配筋率有关,且与钢筋混凝土塑性铰出现的位置和出现的顺序有关。应力重分布：．．．．．．在钢筋混凝土结构中，随着混凝土徐变的增长,混凝土的应力减小,而钢筋应力随混凝土徐变的增长而逐渐增大。这就是由于混凝土徐变而引起截面上钢筋和混凝土之间的应力重分布。内力重分布与应力重分布有以下几个方面的区别：其一，．．．内力重分布只能发生在超静定结构中，应力重分布可以发生在超静定结构，也可以发生在静定结构中；其二，．．．内力重分布是由于截面相对刚度变化或塑性铰出现后计算简图的改变而引起的，而应力重分布则是由于混凝土的收缩、徐变或开裂后传力机构的改变而引起的；其三．．,．内力重分布是针对整个结构体系而言的，而应力重分布则是针对某个截面而言的。由于构件或结构的内力分布规律变化而引起某个截面上钢筋和混凝土应力值的改变，不能说成为应力重分布。反之，由于混凝土收缩徐变及弹性模量变化或者由于混凝土开裂而引起截面内钢筋和混凝土应力分布规律的改变更不能说成为内力重分布。4.在长期荷载作用下徐变是如何引起钢筋的应力重分布，在什么情况下会引起混凝土过早破坏和徐变破坏？答：长期荷载作用下面，混凝土产生徐变，对钢筋产生挤压应力，钢筋随混凝土共同变形而应力重分布。当纵向受压钢筋配筋率过大，钢筋变形能力强，而混凝土变形能力差，在短时间的大荷载作用下，由于混凝土徐变变形来不及发展而导致混凝土过早破坏；纵向受压钢筋配筋率过小时，在长期荷载作用下，混凝土徐变引起应力重分布，钢筋的压应力过早达到屈服强度而产生徐变破坏。5.横向钢筋提高混凝土抗压强度，改善变形性能的原因？答：由于横向钢筋对混凝土的侧限作用，可以阻滞或延缓混凝土内微裂缝的发展，防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置，因而可以提高混凝土的强度和耐久变形的能力，从而延缓了混凝土最终破坏的到达。箍筋对混凝土应力-应变曲线的影响，主要发生在荷载接近素混凝土临界压应力以后，横向钢筋的直径越大，间距越小，流限越高时，被约束的混凝土强度的提高和变形的增大也越显著，其中以间距的影响最为明显6.箍筋对短柱的影响？答案：箍筋的作用主要有三点：第一，用来满足斜截面抗剪强度；（注意是斜截面的）第二，约束混凝土的作用；第三，适当的部位加密箍筋，可以增强结构的延性。轴心受压构件如配置焊接环式箍筋或螺旋式箍筋也可提高其承载能力。一般长柱仅在上下柱端大概1倍柱高范围内出现弯剪斜裂缝，而短柱是整个柱出现对角交叉斜裂缝，没有明确的塑性铰区域。短柱剪切破坏比较严重，所以要加密箍筋了短柱剪切破坏比较严重，所以要加密箍筋了.短柱一般是剪切破坏比较严重，这是一种脆性破坏的形态，加密箍筋主要是通过加强箍筋对混凝土的约束，提高短柱的塑性变形能力，以利于抗震,短柱在地震作用下剪跨比小，以剪切破坏为主，延性差，加密箍筋可以改善短柱的延性性能,对于相同截面的柱，当混凝土强度等级一样时，可以认为截面抗弯刚度EI相等，所以柱越短，线刚度越大，又柱的抗侧刚度跟线刚度成正比，从而抗侧刚度越大，导致地震作用下分担的剪力越大，这样会引起短柱的剪切破坏，所以通过全长加密箍筋来约束，延缓柱子的破坏。7.螺旋箍筋与普通箍筋的差异?答：普通箍筋柱中的箍筋只是为了与纵向主筋一起形成钢筋骨架，并防止纵向主筋弯曲，并不需要计算其受力，只需要按构造要求进行布置即可。而螺旋箍筋柱中的箍筋的作用除了与纵向主筋一起形成钢筋骨架外，还可以约束核心混凝土的侧向变形，主要承受拉力，需要根据计算确定其箍筋间距，且不大于8cm，不小于4cm。8.思考更好地钢箍筋形式以提高混凝土抗压强度和变形答：普通钢箍柱通常都是按照构造要求配制箍筋，箍筋间距较大，一般不考虑对混凝土强度的影响，螺旋钢箍柱及焊接网片配筋柱可以显著提高混凝土的强度，并提高其变形能力，因此横向钢筋对混凝土强度提高的影响必须加以考虑，此外还有一笔箍，格网箍筋，电焊组合箍筋等箍筋形式.9.纵向钢筋强度等于或低于4000kg/cm2时，μ对混凝土的极限压应变值没有明显影响，为什么？答：混凝土的极限变形不仅和横向钢筋的用量有关，也与纵向钢筋的配筋率和钢材强度Rg有关。纵向钢筋配筋率愈高，钢筋强度Rg愈高，混凝土的极限压应变值也愈大。当纵向钢筋强度等于或低于4000kg/cm2时，由于强度不能满足设计要求，即使在增大配筋率的同时混凝土截面积却减小，导致混凝土的极限压应变值不会有明显的影响。10.在偏心荷载下，小偏压和大偏压比较，各自的规律是什么，有何异同？答：同：由偏心受压短柱的截面应变分布图形可知，从加荷开始直到达最大荷载(对于大偏心构件为钢筋进入屈服阶段)，截面的平均应变基本上均为直线分布，截面应变分布均是符合平截面假定的。除全截面受压的(偏心距很小的)情况以外，随荷载增大，偏心受压构件受拉一侧将出现与构件纵轴垂直的横向裂缝。开裂荷载的大小与偏心距有关，偏心距较小构件，裂缝出现相对较晚；而偏心距较大构件，与受弯构件相似裂缝出现较早。横向裂缝出现前侧向挠度、混凝土应变及钢筋应变均与荷载近乎直线关系，裂缝出现后，挠度及钢筋应变曲线发生坡度的改变。异：受拉破坏（大偏心破坏）是受拉钢筋首先到达屈服。破坏前横向裂缝有明显的开展和延伸，形成一条主裂缝，主裂缝处受拉钢筋的应变有较大的增长，钢筋屈服后压区高度减小，挠度显著增大，最后导致压区混凝土出现纵向裂缝被压碎。大偏心受压破坏时混凝土被压碎的区段较短，受压区高度较小。破坏具有塑性破坏的特征，其承载能力主要取决于受拉钢筋的强度及配筋率。受压破坏（小偏心破坏）是由于构件受压较大一侧混凝土出现纵向裂缝被压碎。受力较小的另一侧钢筋应力无论受压或受拉均未达屈服强度。小偏心受压破坏时混凝土压碎的区段较长，受压区高度较大。破坏没有明显的预兆，属脆性受压破坏。其承载能力主要取决于受压区混凝土的抗压强度及受压钢筋屈服强度。11.大偏压破坏和小偏压破坏的特征各是什么？答：大偏心受压破坏（受拉破坏）的特征是，受拉钢筋首先达到屈服，然后受压钢筋也能达到屈服，最后由于受压区混凝土被压碎而导致构件破坏，这种破坏形态在破坏前有明显的预兆，属于延性破坏类型。小偏心受压破坏（受压破坏）的特征是，构件的破坏是由受压区混凝土的压碎所引起的。破坏时，压应力较大一侧受压钢筋的压应力一般都能达到屈服强度，而另一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度。这种破坏形态在破坏前没有明显预兆，属脆性破坏类型。12.压区混凝土出现纵向裂缝别压碎的原因是什么？答:由于混凝土受压区压应力较大，混凝土构件发生横向膨胀，即受压区内部会出现纵向剪力和横向拉应力，而混凝土的抗剪，抗拉应力较小，就会出现纵向裂缝，随着压应力的增加，纵向裂缝产生的混凝土细长柱发生弯折破坏，即是被压碎。13.界限配筋率与哪些因素有关，是如何确定的？答：钢筋应力达到屈服强度的同时受压区边缘纤维应变也恰好到达混凝土受弯是的极限压应变值，这种破坏形式叫界限破坏，即适筋梁与超筋梁的界限。少筋梁的配筋率小于最小配筋率，其破坏形式是受拉区混凝土一裂，受拉钢筋立即达到屈服强度，个别情况钢筋可能被拉断。适筋梁就是配筋率介于最小配筋率和界限配筋率之间，其破坏形式是纵向受拉钢筋先屈服，受压混凝土后压碎。超筋梁就是纵向受拉钢筋配置过多，其破坏形式是混凝土受压区混凝土先压碎，纵向受拉钢筋不屈服，少筋梁和超筋梁都属于脆性破坏类型。14.通过图3-10总结受弯构件的受力全过程及相关因素影响?答：受弯构件是偏心受压的一种特殊情况，其变形特征和破坏特征与偏心受压构件基本相似，当构件截面中纵向压力的偏心距e0较大，且受拉钢筋As配置的不过多时，将发生受拉破坏。此时，远离纵向偏心力一侧的截面受拉，另一侧受压。随着荷载的增加，受拉边缘混凝土达到其极限拉应变，从而出现垂直于构件轴线的裂缝。这些裂缝将随着荷载的增大而不断加宽并向受压一侧发展，裂缝截面中的拉力全部转由受拉钢筋承担。荷载继续增加，受拉钢筋首先达到屈服强度。随着钢筋屈服后的塑性伸长，裂缝将明显加宽并进一步向受压一侧延伸，从而使受压区高度进一步减小，最后当受压边缘混凝土达到其极限压应变时，在到达破坏荷载前的瞬间压区混凝土出现纵向裂缝，随即达最大荷载，混凝土压碎梁破坏,具有明显的预兆。在钢筋应力到达屈服的截面形成一条宽度显著，很快向梁顶发展的破坏裂缝，属于塑性破坏。与偏心距、截面尺寸、配筋率、材料强度、构件计算长度等因素有关。15.通过图3-11了解配筋率对梁的承载能力和变性规律的影响是什么?答：承载力均随配筋率的增大而提高。少筋梁和超筋梁的破坏都是脆性破坏，挠度变形不大。适筋梁的破坏有较大变形，钢筋强度充分利用，为延性破坏。平衡配筋率一下设置受压钢筋，承载力提高有限，延性有很大改善。超筋梁中受压钢筋既能改善梁的延性又能提高其承载力。16.为什么适筋梁配制受压钢筋不能提高其承载能力，只能提高其延性？答：适筋梁的破坏为延性破坏，受拉钢筋达到屈服。配置受压钢筋对其承载能力没有影响。但由于受压区有钢筋的存在，混凝土的破坏延后，所以梁的延性得到提高。17.混凝土/钢材强度如何影响其变性特征和破坏形态？答：提高混凝土强度，构件受压区承载能力提高，但塑性降低，破坏越来越接近脆性。提高受拉区钢筋强度能有效提高抗弯承载能力，但截面的变形能力会逐渐下降，提高到一定程度时承载力提高速度会明显减慢。钢筋强度过大会导致梁在受弯时钢筋还未屈服，混凝土就先被压碎的脆性破坏。18.三个假定的目的是什么？有什么作用？答：平截面假定为了满足变形协调。对于钢筋混凝土构件，由于材料的非均匀性和可能存在裂缝，严格来说，平截面假定已不成立，但大量试验结果表明，沿构件轴线取出一段长度上的平均应变在构件截面上的分布仍然基本符合平截面假定，根据这一假定得到的计算结果完全满足工程应用。在钢筋与混凝土之间或多或少的存在相对滑移，特别在接近或达到抗弯极限承载力的塑性铰区，他们之间的相对滑