混凝土结构用材料力学性能思考题

混凝土结构用材料力学性能思考题1-1、混凝土结构用钢有哪些种类和级别？在工程中的如何选用？1-2、钢筋的强度和塑性指标有哪些？为何有明显屈服点的钢筋以屈服强度作为强度计算指标？何谓无明显屈服点钢筋的条件屈服强度？思考题答案

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1-3、钢筋的冷加工方式有哪些？冷加工钢筋的力学性能有何特点？1-4、混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？1-5、混凝土立方体抗压强度如何确定？若采用非标准试块，则其换算系数是多少？答案

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1-6、混凝土在双向应力状态下和三向受压时的强度如何变化？1-7、混凝土棱柱体试件在一次短期加载单轴受压试验所测得的应力－应变曲线有何特点？1-8、何谓混凝土的徐变？有何特点？影响因素有哪些？答案

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1-9、何谓混凝土的收缩？减小收缩可采取哪些措施？

1-10、何谓钢筋与混凝土之间的粘结力？有哪几部分组成？影响粘结力的因素有哪些？

1-11、受拉钢筋的锚固长度如何确定？答案

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1-12、为保证钢筋与混凝土之间的粘结力，对钢筋的锚固与连接有哪些构造要求？答案

1-1混凝土结构用钢筋有哪些种类和级别？在工程中如何选用？答：混凝土结构用钢筋有热轧钢筋、钢丝、钢绞线和热处理钢筋。热轧钢筋有HPB235、HRB335、HRB400、RRB400四个级别。对混凝土结构用钢筋，规范规定如下：普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。1-2、钢筋的强度和塑性指标有哪些？为何有明显屈服点的钢筋以屈服强度作为强度计算指标？何谓无明显屈服点钢筋的条件屈服强度？答：钢筋的强度指标有屈服强度、极限抗拉强度；塑性指标有伸长率和冷弯性能。对于有明显屈服点钢筋，当钢筋屈服后，钢筋虽然没有断裂，但会产生较大的塑性变形，即使荷载不增加，构件也会产生很大的裂缝和变形，超出正常使用的允许值。所以以屈服强度作为钢筋强度的计算指标。对于无明显屈服点钢筋，为了防止构件的突然破坏并防止构件的裂缝和变形太大，取残余应变为0.2%时的应力作为其条件屈服强度，即σ0.2。1-3、钢筋的冷加工方式有哪些？冷加工钢筋的力学性能有何特点？答：钢筋的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。经过冷拉和冷拔的钢筋，可使钢材内部组织结构发生变化，提高钢材强度，但其塑性下降；钢筋经过冷轧，其强度和粘结力有所提高，但塑性性能有所下降。1-4、混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：1、一般要求⑴有较高的强度和适宜的屈强比。⑵有较好的塑性。⑶具有较好的焊接性能。⑷与混凝土之间具有良好的粘结。

2、抗震要求⑴抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，应满足：①钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值（强屈比）不应小于1.25；②钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。⑵普通钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。1-5、混凝土立方体抗压强度如何确定？若采用非标准试块，则其换算系数是多少？答：混凝土立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。工程中当用到边长100mm或200mm的非标准试件时，应将其立方体抗压强度实测值分别乘以换算系数0.95和1.051-6、混凝土在双向应力状态下和三向受压时的强度如何变化？答：混凝土三向受压时，混凝土一向的抗压强度随另两向压应力的增加而增大，并且混凝土的极限压应变也大大增加。1-7、混凝土棱柱体试件在一次短期加载单轴受压试验所测得的应力－应变曲线有何特点？答：上升段：当σc≤0.3fc时，混凝土处于弹性阶段工作，应力-应变关系呈直线；当

0.3fc＜σc≤0.8fc时，混凝土开始出现塑性变形，应力-应变关系偏离直线，混凝土内部开始出现微裂缝；当0.8fc＜σc≤1.0fc时，混凝土塑性变形显著增大，峰值应力达fc，相应峰值压应变ε0≈0.002。此阶段混凝土内裂缝急剧发展，试件即将破坏。下降段：压应力达到峰值应力后，曲线开始下降，应力逐渐降低，应变继续增大，其极限压应变εcu一般为0.0033。

1-8、何谓混凝土的徐变？有何特点？影响因素有哪些？答：混凝土在不变荷载长期作用下，其应变随时间而继续增长的现象称为混凝土的徐变。徐变的发展规律是先快后慢，通常在最初六个月内可完成最终徐变量的70～80%，第一年内可完成90%左右，其余部分在以后几年内逐步完成，经过2～5年徐变基本结束。影响徐变的因素主要有以下几方面：⑴应力条件：初始加荷应力越大，徐变越大；加载时混凝土的龄期越短，徐变越大。在实际工程中，应加强养护使混凝土尽早结硬可减小徐变。⑵内在因素：骨料越坚硬，徐变越小；水灰比越大，水泥用量越多，徐变越大。⑶环境因素：受荷前养护的温度越高，湿度越大，水泥水化作用就越充分，徐变就越小；加荷期间温度越高，湿度越低，徐变就越大。1-9、何谓混凝土的收缩？减小收缩可采取哪些措施？答：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。为减小收缩可采取如下措施：①减小水泥用量和水灰比；②选择粒径大、级配好的骨料；③提高混凝土的密实度；④加强混凝土的早期养护；⑤设置施工缝、设置构造钢筋等。

1-10、何谓钢筋与混凝土之间的粘结力？有哪几部分组成？影响粘结力的因素有哪些？答：钢筋与混凝土的粘结面上所能承受的平均剪应力的最大值称为粘结强度，亦称粘结力，由三部分组成：①水泥水化作用形成的胶结力；②摩擦力；③机械咬合力。其中，胶结力作用最小，光面钢筋以摩擦力为主，带肋钢筋以机械咬合力为主。影响粘结强度的主要因素有以下一些：⑴混凝土的强度等级。混凝土强度等级越高，粘结强度越大；⑵混凝土保护层厚度及钢筋净距；⑶钢筋表面形状；⑷横向钢筋的设置。

1-11、受拉钢筋的锚固长度如何确定？答：《规范》以钢筋应力达到屈服强度fy时，不发生粘结锚固破坏时的最小埋入长度，作为确定锚固长度的依据。当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，受拉钢筋的锚固长度la按下式计算：la＝1-12、为保证钢筋与混凝土之间的粘结力，对钢筋的锚固与连接有哪些构造要求？答：在工程中出现下述情况时，应对计算的锚固长度进行修正：⑴带肋钢筋直径大于25mm时，乘以修正系数1.1；⑵对环氧树脂涂层带肋钢筋，乘以修正系数1.25；⑶钢筋在施工过程中易受扰动时，乘以修正系数1.1；⑷当带肋钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，乘以修正系数0.8；修正系数可以连乘，经上述修正后的锚固长度不应小于计算锚固长度的0.7倍和250mm。当带肋受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取为计算锚固长度的0.7倍。

⑶同一构件中相邻纵筋的绑扎搭接接头宜相互错开。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：对梁、板及墙类构件，不宜大于25%；对柱类构件，不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件不应大于50%；对板类、墙类及柱类构件可根据实际情况放宽。⑷构件中的纵向受压钢筋，当采用搭接连接时，其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且不应小于200mm。