山东土木专升本混凝土结构简答题Word文档格式.docx
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3℃，湿度≥90%），在28d龄期用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度。
《混凝土结构设计规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。
单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关?
混凝土轴心受压应力--应变曲线有何特点?
常用的表示应力--应变关系的数学模型有哪几种?
答：
影响混凝土强度的因素有：
水泥强度等级、水灰比、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、混凝土的龄期，以及试件的大小和形状、试验方法、加载速率等。
混凝土轴心受压应力--应变曲线的特点：
曲线包括上升段和下降段两个部分。
上升段可分为三段，在第一阶段，由于应力较小，混凝土的变形主要是骨料和水泥结晶体产生的弹性变形，而水泥胶体的粘性流动以及初始微裂缝变化的影响一般很小，曲线接近为直线；
在第二阶段，裂缝稳定扩展并达到极限应力，此后，试件中所积蓄的弹性应变能保持大于裂缝发展所需要的能量从而形成裂缝快速发展的不稳定状态并达到峰值应力，这一阶段为第三阶段。
下降段是混凝土到达峰值应力后裂缝继续扩展、贯通，从而使应力--应变关系发生变化。
在峰值应力以后,裂缝继续发展,内部结构的整体受到破坏,试件的平均应力强度下降,应力--应变曲线向下弯曲,曲线出现拐点,此后,曲线逐渐凸向水平轴方向发展。
什么是混凝土的疲劳破坏?
疲劳破坏时应力--应变曲线有何特点?
混凝土在荷载重复作用下引起的破坏。
混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。
在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的增大而增大。
一次加载应力小于破坏强度时，加载卸载应力--应变曲线为一环状，在多次加载、卸载作用下，应力应变环变的密合，经过多次重复曲线密合成一条直线。
如果加载应力大于破坏强度，曲线凸向应力轴，在重复荷载过程中渐成直线，再重复多次加卸载，曲线逐渐凸向应变轴，无应力环形成。
随着重复荷载次数的增加，曲线倾角不断减小，最终试件破坏。
什么是混凝土的徐变?
徐变对混凝土构件有何影响?
通常认为影响徐变的主要因素有哪些?
如何减少徐变?
答:
混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。
徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。
同时，徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。
主要因素：
a）内在因素是混凝土的组成和配比。
b）环境影响包括养护和使用条件。
c）应力条件
持续应力的大小对徐变量及徐变的发展规律都有重要影响。
一般地说，持续应力越大，徐变越大。
当持续应力σc≤0.5fc时，徐变大小与持续应力大小呈现性关系，这种徐变称为线性徐变。
σc>
0.5fc时，徐变与持续应力不再呈线性关系，称为非线性徐变。
在实际工程中，应尽量避免结构产生非线性徐变。
为了减小徐变，应避免过早地给结构施加长期荷载。
混凝土配比中影响徐变的主要是水灰比和水泥用量。
水灰比越大，徐变越大；
水泥用量越大，徐变也越大。
振捣条件好，养护及工作环境湿度大、养护时间长，则徐变小。
采用蒸汽养护可以减小徐变。
集料的质地越坚硬，级配越好，徐变越小。
钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?
钢筋混凝土结构对钢筋的性能有如下几点要求：
1）采用高强度钢筋可以节约钢材，取得较好的经济效果；
2）为了使钢筋在断裂前有足够的变形，要求钢材有一定的塑性；
3）可焊性好，即要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形；
4）满足结构或构件的耐火性要求；
5）为了保证钢筋与混凝土共同工作，钢筋与混凝土之间必须有足够的粘结力。
影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些？
为保证筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？
钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力，称为粘结应力。
影响粘结强度的主要因素有混凝土强度、保护层厚度、钢筋净间距、横向配筋、侧向压应力及浇筑混凝土时钢筋的位置等。
为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力，可采用以下措施：
1）采用变形钢筋；
2）选择适当的钢筋间距；
3）使用横向钢筋；
4）满足混凝土保护层最小厚度的要求；
5）保证最小搭接长度和锚固长度；
6）在钢筋端部设置弯钩。
结构可靠性的含义是什么？
它包括哪些功能要求？
:
结构可靠性是指结构在规定时间（设计基准期）内，在规定条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护）完成预定功能的能力。
它的功能要求为:
（1）安全性；
（2）适用性；
（3）耐久性。
结构超过极限状态会产生什么后果?
当结构或构件超过承载能力极限状态，就可能产生以下后果：
由于材料强度不够而破坏，或因疲劳而破坏，或产生过大的塑性变形而不能继续承载，结构或构件丧失稳定；
结构转变为机动体系。
超过这一极限状态，结构或其构件就不能满足其预定的安全性要求。
当结构或构件超过了正常使用极限状态，就可能产生以下后果：
结构或构件出现影响正常使用的过大变形、过宽裂缝、局部损坏和振动。
超过这一极限状态，结构或其构件就不能满足其预定的适用性或耐久性要求。
建筑结构安全等级是按什么原则划分的?
我国是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，分为三个安全等级。
见下表：
“作用”和“荷载”有什么区别?
为什么说构件的抗力是一个随机变量?
使结构产生内力或变形的原因称为“作用”，分直接作用和间接作用两种。
荷载是直接作用，混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等引起结构外形或约束的原因称为间接作用。
构件的抗力可能随时间和空间发生变化，且这种变化在大多数情况下都是随机的，只能用随机变量或随机过程来描述。
什么是结构的极限状态?
结构的极限状态分为几类，其含义各是什么?
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。
极限状态的分类：
1）承载力极限状态：
结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。
2）正常使用极限状态：
结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
建筑结构应该满足哪些功能要求？
结构的设计工作寿命如何确定？
结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？
为什么？
建筑结构应该满足的功能要求概括为：
安全性、适用性、耐久性。
结构的设计使用年限，是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。
设计使用年限可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定，业主可提出要求，经主管部门批准，也可按业主的要求确定。
结构的设计使用年限虽与其使用寿命有联系，但不等同。
超过设计使用年限并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了。
正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？
这些数字特征各表示什么意义？
正态分布概率密度曲线有三个数字特征：
1）平均值，它为随机变量取值的水平，它表示随机变量取值的集中位置。
平均值愈大，则分布曲线的高峰点离开纵坐标轴的水平距离愈远。
2）标准差，它是随机变量方差的正二次方根，它表示随机变量的离散程度。
标准差愈大时，分布曲线愈扁平，说明变量分布的离散性愈大。
3）变异系数，它为随机变量标准差除以其平均值的绝对值的商，它表示随机变量取值的相对离散程度。
如果有两批数据，它们的标准差相同，但平均值不相同，则平均值较小的这组数据中，各观测值的相对离散程度较大。
正态分布概率密度曲线有何特点？
正态分布概率密度曲线特点:
1）曲线上有且只有一个高峰；
2）有一根对称轴；
3）当x趋于+或-时，曲线的纵坐标均趋于零；
4）对称轴左、右两边各有一个反弯点，反弯点也对称于对称轴。
什么叫结构的可靠度和可靠指标？
我国《建筑结构设计统一标准》对结构可靠度是如何定义的？
结构可靠性是指结构在规定时间（设计基准期）内，规定条件下（正常设计、正常使用和正常维修）能完成预定功能的能力，可靠度是其完成预定功能的概率。
可靠指标为标准正态坐标系中，原点至极限状态曲面的最短距离。
在抗力和作用效应相互独立，且都服从正态分布的简单情况下：
什么是结构的功能函数？
什么是结构的极限状态？
功能函数Z>
0、Z<
0和Z＝0时各表示结构处于什么样的状态？
设R为结构构件抗力，S为荷载效应，则Z=R–S就是结构的功能函数。
Z＝0是结构的极限状态。
功能函数Z>
0表示结构处于可靠状态，Z<
0表示结构处于失效（破坏）状态，Z＝0时表示结构处于极限状态。
我国“规范”承载力极限状态设计表达式采用何种形式？
说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。
对于承载力能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然组合，采用下列极限状态设计表达式
式中——结构重要性系数；
S——荷载效应组合的设计值；
R——结构构件的承载力设计值；
R（·
）——结构构件的承载力函数；
fc、fs——混凝土、钢筋的强度设计值；
ak——几何参数的标准值；
什么是荷载标准值?
什么是可变荷载的频遇值和准永久值?
从理论上讲，某一荷载的标准值应按其具有一定保证率的条件反推得出。
例如，假定其服从正态分布，如果要求95%的保证率，则：
荷载标准值=荷载平均值+1.645荷载标准差。
但由于历史的原因和荷载的复杂性，现行荷载规范中的荷载标准值基本沿用原规范的标准值。
可变荷载的频遇值系数，是根据在设计基准期内可变荷载超越的总时间或超越的次数来确定的。
荷载的频遇值系数乘以可变荷载标准值所的乘积称为荷载的频遇值。
荷载的准永久值为可变荷载标准值与其准永久值系数的乘积，荷载的准永久值系数是根据在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期内总持续时间的比值而确定。
什么是荷载的组合值？
对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合和荷载的准永久组合？
如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合？
当结构或其构件承受两种或两种以上荷载作用时，它们同时达到其标准值的概率将有所降低。
因此，将其标准值乘以相应的组合系数而得到其组合值。
对标准组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况。
对频遇组合，即主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损害、较大变形或短暂的情况；
而准永久组合即主要用在当长期效应是决定性因素的情况。
按荷载的标准组合时，荷载效应组合的设计值应按下式计算
按荷载的准永久组合时，荷载效应组合的设计值应按下式计算
进行正截面承载力计算时引入了哪些基本假设?
进行正截面承载力计算时引入了下列基本假设：
1）截面在变形的过程中保持平面；
2）不考虑混凝土抵抗拉力；
3）混凝土轴心受压的应力与应变关系为抛物线，其极限应变ε0取0.002，相应的最大压应力取为混凝土轴心抗压强度设计值fc；
对非均匀受压构件，当压应变εc≤0.002时，应力与应变关系为抛物线，当压应变εc≥0.002时，应力与应变关系为水平线，其极限应变εcu取0.0033，相应的最大压应力取为混凝土弯曲抗压强度设计值α1fc。
4）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。
受拉钢筋极限应变取0.01。
为什么要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，它与建立正截面受弯承载力计算公式有何关系?
进行受弯构件截面受力工作阶段的分析，不但可以使我们详细地了解截面受力的全过程，而且为裂缝、变形以及承载力的计算提供了依据。
截面抗裂验算是建立在第Ⅰa阶段的基础之上，构件使用阶段的变形和裂缝宽度验算是建立在第Ⅱ阶段的基础之上，而截面的承载力计算则是建立在在第Ⅲa阶段的基础之上的。
什么叫少筋梁、适筋梁和超筋梁?
在实际工程中为什么应避免采用少筋梁和超筋梁?
当纵向配筋率适中时，纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎，梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的，破坏过程较长，有一定的延性，称之为适筋破坏，相应的梁称为适筋梁。
当纵向配筋率过高时，纵向钢筋还未屈服，受压区混凝土就被压碎，梁是因混凝土被压碎而破坏的，破坏过程较短，延性差，破坏带有明显的脆性，称之为超筋破坏，相应的梁称为超筋梁。
当纵向配筋率过低时，梁一旦开裂，纵向钢筋即屈服，甚至进入强化阶段，梁的承载力与同截面的素混凝土梁相当，梁是因配筋率过低而破坏的，破坏过程短，延性差，称之为少筋破坏，相应的梁称为少筋梁。
超筋梁配置了过多的受拉钢筋，造成钢材的浪费，且破坏前没有预兆；
少筋梁的截面尺寸过大，故不经济，且是属于脆性破坏，故在实际工程中应避免采用少筋梁和超筋梁。
如何防止将受弯构件设计成少筋构件和超筋构件?
1）为了防止将受弯构件设计成少筋构件，要求构件的配筋量不得低于最小配筋率的配筋量，即：
ρ≥ρmin
2）为了防止将受弯构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度不得超过其相对界限受压区高度，即：
ξ≤ξb。
什么叫配筋率，它对梁的正截面受弯承载力有何影响?
纵向受拉钢筋总截面面积与正截面的有效面积的比值，成为纵向受拉钢筋的配筋百分率，或简称配筋率。
随着配筋率的由小到大变化，梁的破坏由少筋破坏转变为适筋破坏以致于超筋破坏。
在什么情况下可采用双筋截面梁，双筋梁的基本计算公式为什么要有适用条件?
在下列情况下可采用双筋截面梁：
1）当截面的弯矩设计值超过单筋适筋构件能够承受的最大弯矩设计值，而截面尺寸、混凝土的强度等级和钢筋的种类不能改变；
2）构件在不同荷载组合下，截面的弯矩可能变号；
3）由于构造上的原因，在截面的受压区已经配置一定数量的受力钢筋。
双筋梁的基本计算公式的适用条件：
x≤ξbh0和x≥2a。
第一个适用条件是为了防止超筋破坏；
第二个适用条件可防止受压区纵向受力钢筋在构件破坏时达不到抗压强度设计值。
T形截面如何分类？
怎样判别第一类T形截面和第二类T形截面？
进行T形截面正截面承载力计算时，首先需要判别T形截面是属于第一类T形截面还是第二类T形截面。
当中和轴位于翼缘内时，为第一类T形截面；
当中和轴位于腹板内时，为第二类T形截面；
当中和轴位于翼缘和腹板交界处时，为第一类T形截面和第二类T形截面的分界线
试述剪跨比的概念及其对斜截面破坏的影响。
剪跨比为集中荷载到支座的距离与梁有效高度地比值，某截面的广义剪跨比为该截面弯矩与剪力和截面有效高度乘积的比值，它们都反映了梁中正应力与剪应力的比值。
随着剪跨比的增大，斜截面破坏形态的变化趋势是从斜压破坏转变为剪压破坏以至斜拉破坏。
当剪跨比较大（>
3）时，梁会出现斜拉破坏；
当剪跨比较小（<
1）时，梁会出现斜压破坏；
当剪跨比一般（13）时，梁会出现剪压破坏。
梁上斜裂缝是怎样形成的？
它发生在梁的什么区段内？
对于钢筋混凝土梁，由于混凝土的抗拉强度很低，因此随着荷载的增加，当主拉应力值超过混凝土抗拉强度时，将首先在达到该强度的部位产生裂缝，其裂缝走向与主拉应力的方向垂直，故称为斜裂缝。
斜裂缝的出现和发展使梁内应力的分布和数值发生变化，最终导致在剪力较大的近支座区段内不同部位的混凝土被压碎或混凝土拉坏而丧失承载能力，即发生斜截面破坏。
它发生在梁的剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内。
斜裂缝有几种类型?
有何特点?
斜裂缝主要有两类：
腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。
在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45。
当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝。
腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。
在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的，所以，在这些区段仍可能首先出现一些较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝。
这种裂缝上细下宽。
试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征。
斜拉破坏：
3）时，或箍筋配置不足时出现。
此破坏系由梁中主拉应力所致，其特点是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏呈明显脆性，类似于正截面承载力中的少筋破坏。
斜压破坏：
1）时，或箍筋配置过多时易出现。
此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不如斜拉破坏明显。
剪压破坏：
当剪跨比一般（13）时，箍筋配置适中时出现。
此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，类似于正截面承载力中的适筋破坏，也属脆性破坏，但脆性不如前两种破坏明显。
影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些?
影响斜截面受剪性能的主要因素有：
剪跨比、混凝土强度、箍筋配筋率、纵筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力、截面尺寸和形状。
在设计中采用什么措施来防止梁的斜压和斜拉破坏?
1）截面最小尺寸：
为了防止斜压破坏，
当hw/b≤4时（厚腹梁，即一般梁）V≤0.25βcfcbh0
当hw/b≥6时（薄腹梁）V0.20βcfcbh0
当4<
hw/b<
6时，按直线内插法确定。
2）最小配箍率
为了防止斜拉破坏，规定了配箍率的下限值，即最小配箍率：
svmin=0.24ft/fyv
写出矩形、T形、I形梁在不同荷载情况下斜截
面受剪承载力计算公式。
①集中荷载作用下的矩形、T形和I形截面的独立梁
②均布荷载作用下矩形、T形和I形截面的简支梁
以上二式中且1.5≤λ≤3。
连续梁的受剪性能与简支梁相比有何不同?
为什么它们可以采用同一受剪承载力计算公式?
连续梁在支座附近有负弯矩，在梁的剪跨段中有反弯点。
斜截面的破坏情况和弯矩比有很大关系，=|M-/M+|是支座弯矩与跨内正弯矩两者之比的绝对值。
另外，对承受集中力的简支梁而言，剪跨比=M/bh0=a/h0;
但对连续梁，M/bh0=a/h0•1/（1+），把a/h0称为计算剪跨比，其值将大于广义剪跨比M/bh0。
由于连续梁的计算剪跨比大于广义剪跨比，连续梁的受剪承载力将反而略高于同跨度的简支梁的承载力，所以它们可以采用同一受剪承载力计算公式。
轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?
短柱：
随着荷载的继续增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。
长柱：
随着荷载的增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。
破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；
凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。
轴心受压长柱的稳定系数如何确定?
答：
《混凝土设计规范》采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度，即
根据试验结果及数理统计可得下列经验公式：
轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同?
轴心受压普通箍筋柱承载力计算公式:
螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：
当混凝土强度等级小于C50时，取=1.0；
当混凝土强度等级为C80时，取=0.85；
当混凝土强度等级在C50与C80之间时，按直线内插法确定。
简述偏心受压短柱的破坏形态?
偏心受压构件如何分类?
偏心受压短柱的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种情况。
大偏心受压破坏的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相类似的延性破坏类型。
小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏类型。
偏心受压构件的分类：
1、当轴心压力的相对偏心矩较大，且受拉钢筋又配置不很多时，为大偏心受压破坏；
2、当轴心压力的相对偏心矩较大，但受拉钢筋配置很多时，或当轴心压力的相对偏心矩较小时，为小偏心受压破坏。
长柱的正截面受压破坏与短柱的破坏有何异同?
在短柱中，由于短柱的纵向弯曲很小，可假定偏心距自始至终是不变的，即M/N为常数，所以其变化轨迹是直线，属“材料破坏”。
在长柱中，当长细比在一定范围内时，偏心距是随着纵向力的加大而不断非线性增加的，也即M/N是变数，所以其变化轨迹呈曲线形状，但也属“材料破坏”。
若柱的长细比很大时，
则在没有达到M、N的材料破坏关系曲线前，由于轴向力的微小增量ΔN可引起不收敛的弯矩M的增加而破坏，即“失稳破坏”。
为什么要引入附加偏心距ea？
对于偏心受压构件，《规范》引入附加偏心距ea的主要原因是：
1、由于在施工过程中，结构的几何尺寸和钢筋位置等不可避免地会与设计规定有一定的偏差，混凝土的质量不可能绝对均匀，荷载作用位置与计算位置也不可避免的有一定的偏差，这样就使得轴向荷载的实际偏心距与理论偏心距之间有一定的误差，引入附加偏心距以后，就可以考虑上述因素造成的不利影响。
2、在偏心受压构件正截面承载力的计算中，混凝土强度取值为αfc;
而在轴心受压构件正截面承载力计算中，混凝土强度取值为fc。
当由偏心受压向轴心受压过渡时，计算方法不能衔接，计算结果不连续。
《规范》采取引入附加偏心距以后，就可以间接的近似实现上述衔接问题。
为什么采用ηei=0.3h0来判别大、小偏心受压构件只是一个近似公式?
判别大、小偏压的标准是看相对受压区高度ξ的大小如何，如果ξ≤ξb,属大偏心受压；
相反，如果ξ>
ξb则属小偏心受压。
然而在进行截面设计时，ξ尚属未知，这样便无法按上述办法进行判别，因此需要寻求其它判别方法。
在工程中常用的fy和αfc条件下，在ρmin和ρmin时的界限偏心距值e0b/b不是总是等于0.3,而是在0.3上下波动，为了简化工作起见，可将其平均值近似的取为e0b,min=0.3h0。
当ηei≤e0b,min=0.3h0时，总是发生小偏心受压破坏；
当ηei>
e0b,min=0.3h0时，可能为小偏心受压，也可能为大偏心受压。
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