【正文】 循環(huán)、堿—骨料反應(yīng)、化學(xué)作用等的機(jī)理及物理、化學(xué)和生化過(guò)程?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的降低可引起承載力的降低，影響結(jié)構(gòu)安全。 （6）適宜施工性在施工時(shí)鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應(yīng)具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時(shí)應(yīng)避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應(yīng)用。同時(shí)，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過(guò)大的變形，以保證焊接接頭性能良好。（7）經(jīng)濟(jì)性衡量鋼筋經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是強(qiáng)度價(jià)格比，即每元錢可購(gòu)得的單位鋼筋的強(qiáng)度，強(qiáng)度價(jià)格比高的鋼筋比較經(jīng)濟(jì)。不僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運(yùn)輸、施工等一系列附加費(fèi)用。8． 簡(jiǎn)述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對(duì)混凝土破壞強(qiáng)度的影響。答：混凝土材料結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：①微觀結(jié)構(gòu)，即水泥石結(jié)構(gòu)，水泥石結(jié)構(gòu)由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學(xué)性能取決于水泥的礦物成份、粉磨細(xì)度、水灰比和硬化條件；②亞微觀結(jié)構(gòu)，即混凝土的水泥砂漿結(jié)構(gòu)，水泥砂漿結(jié)構(gòu)可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土體系，砂子和水泥石的結(jié)合面是薄弱面。對(duì)于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級(jí)配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素；③宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿和粗骨料兩組分體系。混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)中，水泥作為基相，粗骨料隨機(jī)分布在連續(xù)的水泥砂漿中。粗骨料的強(qiáng)度遠(yuǎn)比混凝土高，硬化水泥砂漿的強(qiáng)度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強(qiáng)度。混凝土內(nèi)砂漿與骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度只有砂漿抗拉強(qiáng)度的35％－65％，這說(shuō)明砂漿與骨料界面是混凝土內(nèi)的最薄弱環(huán)節(jié)。混凝土破壞后，其中的粗骨料一般無(wú)破損的跡象，裂縫和破碎都發(fā)生在粗骨料表面和水泥砂漿內(nèi)部，所以混凝土的強(qiáng)度和變形性能在很大程度上取決于水泥砂漿的質(zhì)量和密實(shí)性。9． 簡(jiǎn)述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。答：混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度，我國(guó)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T500812002）規(guī)定：邊長(zhǎng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度20177。3℃，相對(duì)溫度≥90%）下養(yǎng)護(hù)28天后，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(中心加載，～)，試件上、下表面不涂潤(rùn)滑劑，連續(xù)加載直至試件破壞，測(cè)得混凝土抗壓強(qiáng)度為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck，單位N/mm2。fck——混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。10． 簡(jiǎn)述混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。答：我國(guó)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T500812002）采用150mm150mm300mm棱柱體作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件，混凝土試件軸心抗壓強(qiáng)度 fcp——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。11． 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是如何確定的。答：混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k，我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指按上述標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C1C C2CC3CC4C50、 C5 C60、C6 C70、 C7 C80十四個(gè)等級(jí)。12． 簡(jiǎn)述混凝土三軸受壓強(qiáng)度的概念。答：三軸受壓試驗(yàn)是側(cè)向等壓σ2=σ3=σr的三軸受壓，即所謂常規(guī)三軸。試驗(yàn)時(shí)先通過(guò)液體靜壓力對(duì)混凝土圓柱體施加徑向等壓應(yīng)力，然后對(duì)試件施加縱向壓應(yīng)力直到破壞。在這種受力狀態(tài)下，試件由于側(cè)壓限制，其內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，因此當(dāng)側(cè)向壓力增大時(shí)，破壞時(shí)的軸向抗壓強(qiáng)度相應(yīng)地增大。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，三軸受力時(shí)混凝土縱向抗壓強(qiáng)度為fcc′= fc′+βσr (218)式中：fcc′——混凝土三軸受壓時(shí)沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強(qiáng)度； fc′ ——混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強(qiáng)度； β ——系數(shù)，一般普通混凝土取4； σr ——側(cè)向壓應(yīng)力。13． 簡(jiǎn)述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。答：一般用標(biāo)準(zhǔn)棱柱體或圓柱體試件測(cè)定混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線。軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖23，各個(gè)特征階段的特點(diǎn)如下。圖23 混凝土軸心受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線1）應(yīng)力σ≤ fc sh當(dāng)荷載較小時(shí)，即σ≤ fc sh，曲線近似是直線（圖23中OA段），A點(diǎn)相當(dāng)于混凝土的彈性極限。此階段中混凝土的變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形。2） fc sh σ≤ fc sh隨著荷載的增加，當(dāng)應(yīng)力約為(～) fc sh，曲線明顯偏離直線，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)比應(yīng)力快，混凝土表現(xiàn)出越來(lái)越明顯的彈塑性。3） fc sh σ≤ fc sh隨著荷載進(jìn)一步增加，當(dāng)應(yīng)力約為(～) fc sh，曲線進(jìn)一步彎曲，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度進(jìn)一步加快，表明混凝土的應(yīng)力增量不大，而塑性變形卻相當(dāng)大。此階段中混凝土內(nèi)部微裂縫雖有所發(fā)展，但處于穩(wěn)定狀態(tài)，故b點(diǎn)稱為臨界應(yīng)力點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)力相當(dāng)于混凝土的條件屈服強(qiáng)度。曲線上的峰值應(yīng)力C點(diǎn)，極限強(qiáng)度f(wàn)c sh，相應(yīng)的峰值應(yīng)變?yōu)棣?。 4）超過(guò)峰值應(yīng)力后超過(guò)C點(diǎn)以后，曲線進(jìn)入下降段，試件的承載力隨應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)逐漸減小，這種現(xiàn)象為應(yīng)變軟化。14． 什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？ 答：取混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線在原點(diǎn)O切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡(jiǎn)稱彈性模量Ec，即:Ec = tgα0 Ec——初始彈性模量；a0——原點(diǎn)切線的斜率夾角。當(dāng)應(yīng)力較大時(shí)，混凝土已進(jìn)入彈塑性階段，彈性模量已不能正確反映此時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。比較精確的方法采用切線模量Ec′，即在應(yīng)力應(yīng)變曲線任一點(diǎn)處作一切線。此切線的斜率即為該點(diǎn)的切線模量，其表達(dá)式為Ec′= tgα = dσ / dε 切線模量是原點(diǎn)與某點(diǎn)連線即割線的斜率作為混凝土的割線模量，稱為變形模量Ec″，它的表達(dá)式為Ec″= tgα1 = σc / εc 15． 什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對(duì)結(jié)構(gòu)有什么影響？答：在不變的應(yīng)力長(zhǎng)期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時(shí)間而緩慢增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。徐變對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響既有有利方面又有不利方面。有利影響，在某種情況下，徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成；有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等。不利影響，由于混凝土的徐變使構(gòu)件變形增大；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失；徐變使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，故而使受彎構(gòu)件撓度增加，使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導(dǎo)致構(gòu)件承載力的降低。16． 鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？答：試驗(yàn)表明，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由四部分組成：（1）化學(xué)膠結(jié)力：混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，來(lái)源于澆注時(shí)水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中水泥晶體的生長(zhǎng)和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當(dāng)鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。（2）摩擦力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對(duì)滑移時(shí)，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對(duì)鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。（3）機(jī)械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對(duì)鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強(qiáng)度。變形鋼筋的橫肋會(huì)產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來(lái)源，是錨固作用的主要成份。（4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機(jī)械作用來(lái)維持錨固力。各種粘結(jié)力中，化學(xué)膠結(jié)力較?。还饷驿摻钜阅Σ亮橹?；變形鋼筋以機(jī)械咬合力為主。17． 最小錨固長(zhǎng)度是如何確定的？答：達(dá)到錨固極限狀態(tài)時(shí)所需要的鋼筋最小錨固長(zhǎng)度，稱為臨界錨固長(zhǎng)度lcra。錨固抗力等于鋼筋屈服強(qiáng)度Fy時(shí)，相應(yīng)的錨固長(zhǎng)度就是臨界錨固長(zhǎng)度lcra，這是保證受力鋼筋真到屈服也不會(huì)發(fā)生錨固破壞的最小長(zhǎng)度。鋼筋屈服后強(qiáng)化，隨錨固長(zhǎng)度的延長(zhǎng)，錨固抗力還能增長(zhǎng)，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強(qiáng)度Fu時(shí)，相應(yīng)的錨固長(zhǎng)度就是極限錨固長(zhǎng)度l ua。設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度la應(yīng)當(dāng)在臨界錨固長(zhǎng)度和極限錨固長(zhǎng)度之間，前者是為了保證鋼筋承載受力的基本性能，后者是因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的錨固實(shí)際已經(jīng)不起作用。18． 簡(jiǎn)述綁扎搭接連接的機(jī)理。答：綁扎搭接鋼筋之間能夠傳力是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用。兩根相背受力的鋼筋分別錨固在搭接連接區(qū)段的混凝土中，都將應(yīng)力傳遞給混凝土，從而實(shí)現(xiàn)了鋼筋之間的應(yīng)力過(guò)渡。因此，綁扎搭接傳力的基礎(chǔ)是錨固。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土?xí)蚣羟卸杆倨扑椋展κ艿较魅?。因此，搭接鋼筋的錨固強(qiáng)度減小，與錨固長(zhǎng)度相比，搭接長(zhǎng)度應(yīng)予加長(zhǎng)。此外，由于錐楔作用造成的徑向力引起了兩根鋼筋之間的分離趨勢(shì)。因此，搭接鋼筋之間容易發(fā)生縱向劈裂裂縫，必須有較強(qiáng)的圍箍約束以維持錨固。第二章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能選 擇 題1．混凝土若處于三向應(yīng)力作用下，當(dāng)（ ）。橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強(qiáng)度；橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強(qiáng)度；三向受壓會(huì)降低抗壓強(qiáng)度；三向受壓能提高抗壓強(qiáng)度；2．混凝土的彈性模量是指（ ）。原點(diǎn)彈性模量；切線模量；割線模量；變形模量；3．混凝土強(qiáng)度等級(jí)由150mm立方體抗壓試驗(yàn)，按（ ）確定。平均值； ； ；；4．規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度為（ ）。 A．隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而增大； B．隨鋼筋等級(jí)提高而降低； C．隨混凝土等級(jí)提高而減少，隨鋼筋等級(jí)提高而增大； D．隨混凝土及鋼筋等級(jí)提高而減?。?．屬于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有（ ）。A．冷拉鋼筋 ；B．鋼絲；C．熱處理鋼筋；D．鋼絞線；6．鋼材的含碳量越低，則（ ）。 A．屈服臺(tái)階越短，伸長(zhǎng)率也越短，塑性越差； B．屈服臺(tái)階越長(zhǎng)，伸長(zhǎng)率越大，塑性越好； C．強(qiáng)度越高，塑性越好； D．強(qiáng)度越低，塑性越差；7．鋼筋的屈服強(qiáng)度是指（ ）。比例極限；彈性極限；屈服上限；屈服下限；8．能同時(shí)提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度的冷加工方法是（ ）。冷拉；冷拔；9．規(guī)范確定所用試塊的邊長(zhǎng)是（ ）。A．150 mm；B．200 mm；C．100mm；D．250 mm；10．混凝土強(qiáng)度等級(jí)是由（ ）確定的。A．；B． ；C． ；D． ；11．邊長(zhǎng)為100mm的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)試塊的強(qiáng)度，則需乘以換算系數(shù)（ ）。A． ；B． ；C． ；D． ；12．指的是混凝土的（ ）。彈性模量 ；割線模量 ；切線模量 ；原點(diǎn)切線模量；第二章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能選 擇 題 參 考 答 案DABCABDBAACB第三章 軸心受力構(gòu)件承載力計(jì) 算 題1．某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計(jì)值N=2650kN，計(jì)算長(zhǎng)度，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（fc=），鋼筋用HRB400級(jí)（），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層中柱,軸向壓力設(shè)計(jì)值N=2100kN,樓層高H=，計(jì)算長(zhǎng)度l0=，混凝土用C30（fc=），鋼筋用HRB335級(jí)（），環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。3．某無(wú)側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計(jì)算長(zhǎng)度，截面尺寸為300mm300mm，柱內(nèi)配有416縱筋（），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（fc=），環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計(jì)值N=900kN，試核算該柱是否安全。4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N=2749kN，計(jì)算高度，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，柱得截面為圓形，直徑?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30（），縱筋采用HRB400級(jí)鋼筋（），箍筋采用HRB335級(jí)鋼筋（），環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。5．已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN?；炷吝x用C35（fc=），縱筋用HRB400（），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑設(shè)計(jì)要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。試進(jìn)行該柱配筋計(jì)算。6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，，承受軸壓力設(shè)計(jì)值900kN，采用C20混凝土（），和R235鋼筋（），環(huán)境類別為一類。試問(wèn)：試設(shè)計(jì)軸心受壓柱。若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用C20混凝土fc=，鋼筋HRB335（fy=300N/mm2），試設(shè)計(jì)軸心受壓柱，比較兩者差異。第三章 軸心受力構(gòu)件承載力計(jì)算題參考答案1． 某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計(jì)值N=2650kN，計(jì)算長(zhǎng)度，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（fc=），鋼筋用HRB400級(jí)