水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)簡答《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》常見問題解答一1．什么是混凝土結(jié)構(gòu)？素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)的概念。答：混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)，包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)等。素混凝土結(jié)構(gòu)是指由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指由配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)；預應力混凝土結(jié)構(gòu)是指由配置受力的預應力鋼筋通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。其中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中應用最為廣泛。2．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點如何？答：一般情況下，鋼筋混凝土是以混凝土承受壓力、鋼筋承受拉力，利用了混凝土的高抗壓性能和鋼筋的高抗拉性能及良好的塑性，相對于素混凝土結(jié)構(gòu)可以大大提高其承載力，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。鋼筋有時也可以用來協(xié)助混凝土受壓，以便減少截面尺寸。混凝土和鋼筋的有機搭配、協(xié)調(diào)工作還可以使構(gòu)件的破壞性質(zhì)也得到改善，破壞呈延性特征，有明顯的裂縫和變形發(fā)展過程即有明顯的破壞預兆。3．鋼筋和混凝土這兩種物理、力學性能很不相同的材料能夠共同工作的主要原因是什么？答：鋼筋和混凝土這兩種材料的物理、力學性能很不相同，但能夠共同工作，其主要原因是：（1）鋼筋與混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，能牢固地形成整體，保證在荷載作用下，鋼筋和外圍混凝土能夠協(xié)調(diào)變形，相互傳力，共同受力?。（2）鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)接近（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×10-5），當溫度變化時，兩者間不會產(chǎn)生很大的相對變形而破壞它們之間的結(jié)合。4．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點？答：優(yōu)點：耐久性好，整體性好，可模性好，耐火性好，就地取材，節(jié)約鋼材；缺點：自重大，施工比較復雜，抗裂性差，修補和加固工作比較困難。5．鋼筋冷拉后性能有哪些變化?答：鋼筋冷拉后，屈服強度提高，但伸長率減小，塑性性能降低，也就是鋼材性質(zhì)變硬變脆了。鋼筋冷拉后，只提高抗拉強度，其抗壓強度并沒有提高，不要把冷拉鋼筋用作受壓鋼筋。冷拉還可使鋼筋伸長，起到節(jié)省鋼材、調(diào)直鋼筋、自動除銹、檢查焊接質(zhì)量的作用。冷拉鋼筋受到高溫時，它的強度要降低，因此，冷拉鋼筋在焊接時，應控制加熱時間不能過長，應先焊好后再進行冷拉。6．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計時，如何確定鋼筋強度的計算指標？為什么？答：屈服強度（流限）fy是軟鋼的主要強度指標。在混凝土中的鋼筋，當應力達到屈服強度后，荷載不增加，而應變會繼續(xù)增大，使得混凝土裂縫開展過寬，構(gòu)件變形過大，結(jié)構(gòu)已不能正常使用。所以軟鋼鋼筋的受拉強度限值以屈服強度為準。鋼筋的強化階段，即極限抗拉強度fsu只作為一種安全儲備。硬鋼沒有明確的屈服臺階（流幅），所以計算中以“協(xié)定流限”，也稱“條件屈服點”作為強度標準，所謂協(xié)定流限是指經(jīng)過加載及卸載后尚存有0.2％永久殘余變形時的應力，用σ0.2表示。σ0.2一般相當于抗拉極限強度的70％～85％。7．混凝土的強度指標有哪幾種？與標準立方體試塊150*150*150相比200測得的強度偏低，為什么？答：混凝土的強度指標有：立方體抗壓強度fcu、棱柱體抗壓強度fc和軸心抗拉強度ft。試件尺寸對測試強度的原因在于邊界條件（試驗機壓板與試件表面不涂潤滑劑而產(chǎn)生相互摩擦）限制了試件的橫向變形，使其裂縫不易發(fā)展，試件越小，約束越大，強度就越高。9．混凝土的彈性模量如何測定？什么是變形模量?變形模量與彈性模量有什么關(guān)系?答：混凝土的彈性模量Ec：一般把過原點的切線的斜率作為混凝土的彈性模量，也稱初始彈性模量。混凝土彈性模量的測定：利用多次重復加載卸載后應力應變關(guān)系趨于直線的性質(zhì)來求彈性模量。將棱柱體試件加載至應力σ≤0.5fc，重復加載5～10次，應力—應變曲線基本上趨于平行過原點切線的直線，求出此直線的斜率，作為混凝土的彈性模量。不同強度的混凝土彈性模量可按經(jīng)驗公式計算。變形模量Ec＇：應力σc較大時的混凝土應力與應變之比稱為變形模量，也稱彈塑性模量，用Ec＇表示，Ec＇=σc/εc。Ec＇與彈性模量Ec的關(guān)系可用彈性系數(shù)γ表示：Ec＇=γEc彈性系數(shù)γ是小于1的變數(shù)，隨應力增大而減小。通常，當σ≤0.3fc時，γ=1.0；當σ=0.8fc時，γ=0.4～0.7。10．混凝土的受壓、受拉極限應變是如何取值的？答：混凝土極限壓應變：在計算時，均勻受壓可取為εcu=0.002，非均勻受壓可取εcu=0.0033。混凝土極限拉應變：計算時一般取εtu=0.0001～0.00015。11．什么叫混凝土的徐變與收縮?影響徐變和收縮的主要因素有哪些?答：混凝土在荷載長期持續(xù)作用下，應力不變，變形也會隨著時間而增長。這種現(xiàn)象，稱為混凝土的徐變。混凝土在空氣中結(jié)硬時，由于溫、濕度及本身化學變化的影響，體積隨時間增長而減小的現(xiàn)象稱為收縮。影響徐變的主要因素：a）內(nèi)部因素。b）環(huán)境影響。c）應力條件。d）加荷齡期。12．鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要由哪三部分組成？答：（1）水泥凝膠體與鋼筋表面之間的化學膠著力（膠結(jié)力）（2）混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力（摩阻力）。（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合力。13．何謂結(jié)構(gòu)的可靠性？結(jié)構(gòu)的功能包括哪三個方面？答：結(jié)構(gòu)的可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間（設計基準期）內(nèi)，在規(guī)定的條件（正常設計、正常施工、正常使用和正常維護）下，完成安全性、適用性和耐久性等預定功能的能力。結(jié)構(gòu)的功能包括安全性、適用性、耐久性。結(jié)構(gòu)的設計基準期是指：設計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期。各類工程結(jié)構(gòu)的設計使用年限是不統(tǒng)一的，重要性不同的建筑物使用年限應不同。就總體而言，一般建筑結(jié)構(gòu)的設計使用年限可為50年,橋梁應比房屋的設計使用年限長，水工大壩的設計使用年限更長。14．何謂結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？極限狀態(tài)分為哪兩大類？答：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：是指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩大類。15．什么叫結(jié)構(gòu)抗力、作用、作用效應、極限狀態(tài)方程、失效概率、可靠指標、目標可靠指標？答：結(jié)構(gòu)抗力：是指整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力(如構(gòu)件的承載能力、抗裂度和剛度等)，用“R”來表示。作用：施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，均稱為結(jié)構(gòu)上的作用。在工程結(jié)構(gòu)中，荷載是常見的作用，結(jié)構(gòu)上的荷載按其隨時間的變異性不同，可以分為以下三類：永久荷載、可變荷載、偶然荷載。作用效應：是指在各種作用因素的作用下，于結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)所產(chǎn)生的內(nèi)力和變形（如軸力、彎矩、扭矩、撓度、裂縫等），用“S”來表示。極限狀態(tài)方程：一般可簡單的把影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素歸納為荷載效應S和結(jié)構(gòu)抗力R兩個相互獨立的隨機變量，以荷載效應S和結(jié)構(gòu)抗力R兩個基本隨機變量來描述結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，則極限狀態(tài)函數(shù)（或稱功能函數(shù)）為Z=g（R，S）=R–S因R、S是隨機變量，所以功能函數(shù)Z也是隨機變量。確定目標可靠指標應考慮結(jié)構(gòu)的重要性、破壞后果的嚴重程度和社會經(jīng)濟。7．什么是荷載的標準值和設計值？答：荷載標準值是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值，由于荷載本身具有隨機性，因而最大荷載也是隨機變量。荷載標準值乘以相應的荷載分項系數(shù)后即為荷載設計。9．實用設計表達式的思路？式中五種系數(shù)的作用？答：《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》在可靠度分析的基礎(chǔ)上，給出了采用基本變量標準值和多個分項系數(shù)表示的實用設計表達式。在設計表達式中隱含了結(jié)構(gòu)對失效概率的要求，設計出來的構(gòu)件已經(jīng)具有某一可靠概率的保證。《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》在設計表達式中采用了五個分項系數(shù)，用這五個系數(shù)構(gòu)成并保證了結(jié)構(gòu)的可靠度。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0設計狀況系數(shù)ψ荷載分項系數(shù)（永久荷載分項系數(shù)γG和可變荷載分項系數(shù)γQ）材料強度分項系數(shù)（混凝土強度分項系數(shù)γc及鋼筋強度分項系數(shù)γs）結(jié)構(gòu)系數(shù)γd10.分布鋼筋的作用？答：分布鋼筋垂直于受力鋼筋方向，分布鋼筋是將板面荷載更均勻地傳布給受力鋼筋，同時在施工中用以固定受力鋼筋，并起抵抗混凝土收縮和溫度應力的作用。11．凝土適筋梁從加載到破壞經(jīng)歷了哪幾個階段?每個階段是哪種計算的依據(jù)?答：經(jīng)歷了未裂階段、裂縫階段、破壞階段，未裂階段是抗裂驗算的依據(jù)，裂縫階段是裂縫和變形驗算的依據(jù)，破壞階段是正截面承載力計算的依據(jù)。12.續(xù)梁的抵抗彎矩圖和內(nèi)力包絡圖？答：連續(xù)梁的抵抗彎矩圖是連續(xù)梁各截面實際能抵抗的彎矩圖形，內(nèi)力包絡圖是指連續(xù)梁各截面在各種可能的活載布置下產(chǎn)生的內(nèi)力上下限形成的外包線。1、為保證斜截面抗彎，抵抗彎矩圖與彎矩包絡圖應呈什么關(guān)系？當跨中縱筋彎起和支座縱筋切斷應滿足什么構(gòu)造要求？答：①在各個截面上都要求MR不小于M，即與M圖是同一比例尺的MR圖必須將M圖包括在內(nèi)。②在彎起縱筋時，彎起點必須設在該鋼筋的充分利用點以外不小于0.5h0的地方。③支座縱筋切斷時實際切斷點至鋼筋的充分利用點以外不小于1.2la或1.2la+h0或1.2la+1.7h0；實際切斷點至鋼筋的理論切斷點以外不小于20d且h0或1.3h0且20d。2、什么叫鋼筋混凝土受彎構(gòu)件撓度計算中的“最小剛度原則”？答：最小剛度原則是取同號彎矩區(qū)段內(nèi)彎矩最大截面的抗彎剛度作為該區(qū)段的剛度。對于簡支梁，可以取跨中截面的抗彎剛度；對于等截面的連續(xù)構(gòu)件，抗彎剛度可取跨中截面和支座截面剛度的平均值。4、什么是延性破壞，脆性破壞?試各舉二例。答：延性是指在承載力無顯著變化的情況下后期變形能力，也就是最終破壞之前經(jīng)受非彈性變形的能力。延性好的構(gòu)件破壞過程比較長，破壞有明顯預兆，能及早采取措施，避免發(fā)生傷亡事故及建筑物的全面崩潰，這一類破壞稱為延性破壞，如適筋梁破壞屬于延性破壞；延性差的構(gòu)件破壞突然發(fā)生，沒有明顯預兆，不能及早采取措施，容易造成傷亡事故及建筑物的全面崩潰，這一類破壞稱為脆性破壞，如超筋梁破壞屬于脆性破壞。1、鋼筋混凝土構(gòu)件在正常使用階段，若計算所得的裂縫寬度wlim超過許可的裂縫寬度[wlim]時，應采取什么措施?最根本方法是什么?答：改用較小直徑的帶肋鋼筋，減小鋼筋間距，適當增加受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積等。根本方法：采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)。3、試簡述鋼筋混凝土梁的斜截面受剪破壞形態(tài)及其破壞性質(zhì)。答：斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞，均屬于脆性破壞。5、在截面設計時，如何判別兩類T形截面？在截面復核時又如何判別？（5分）答：截面設計時按)2('0''fffchhhbfKM-≤判別，若不等式滿足，則屬于第一種T形截面，反之屬于第二種T形截面。截面復核時按''ffcsyhbfAf≤判別，若滿足，則屬于第一種T形截面，反