【正文】 不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、脫落，鋼筋不發(fā)生銹蝕等?！　?．何謂結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為哪兩類？　　答：整個(gè)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(shè)計(jì)指定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。例如，構(gòu)件即將開裂、傾覆、滑移、壓屈、失穩(wěn)等。從安全可靠的角度，結(jié)構(gòu)能有效地、安全可靠地工作，完成預(yù)定的各項(xiàng)功能則結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)。反之，結(jié)構(gòu)不能有效工作，失去完成預(yù)定功能的能力則結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。在有效狀態(tài)和失效狀態(tài)之間，有個(gè)界限狀態(tài)，即極限狀態(tài)。極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)在工作階段從有效狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭顟B(tài)的分界，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志?！　〗Y(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。　　8．何謂承載能力極限狀態(tài)？什么情況下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就超過了承載能力極限狀態(tài)？　　答：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于材料強(qiáng)度不夠而破壞，或因疲勞而破壞，或產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系時(shí)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就超過了承載能力極限狀態(tài)。超過承載能力極限狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足安全性的要求?！　?．何謂正常使用極限狀態(tài)？什么情況下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)？　　答：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、裂縫過寬、局部損壞和震動(dòng)時(shí)可認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)。超過了正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能保證適用性和耐久性的功能要求?！　?0．什么是結(jié)構(gòu)的可靠性？什么是結(jié)構(gòu)的可靠度？　　答：結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的能力，用可靠度來度量。結(jié)構(gòu)的可靠度是：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。規(guī)定時(shí)間，通常采用結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限；規(guī)定條件是指正常設(shè)計(jì)，正常施工，正常使用和維護(hù)的條件。　　11．如何得到材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與荷載設(shè)計(jì)值？　　答：材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料的分項(xiàng)系數(shù)，即可得到材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)得到荷載設(shè)計(jì)值。永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)。第4章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算 1．具有正常配筋率的鋼筋混凝土梁正截面受力過程可分為哪三個(gè)階段，各有何特點(diǎn)？答：第Ⅰ階段：混凝土開裂前的未裂階段當(dāng)荷載很小，梁內(nèi)尚未出現(xiàn)裂縫時(shí)，正截面的受力過程處于第Ⅰ階段。由于截面上的拉、壓應(yīng)力較小，鋼筋和混凝土都處于彈性工作階段，截面曲率與彎矩成正比，應(yīng)變沿截面高度呈直線分布（即符合平截面假定），相應(yīng)的受壓區(qū)和受拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形均為三角形。隨著荷載的增加，截面上的應(yīng)力和應(yīng)變逐漸增大。受拉區(qū)混凝土首先表現(xiàn)出塑性特征，因此應(yīng)力分布由三角形逐漸變?yōu)榍€形。當(dāng)截面受拉邊緣纖維的應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變時(shí)，相應(yīng)的拉應(yīng)力也達(dá)到其抗拉強(qiáng)度，受拉區(qū)混凝土即將開裂，截面的受力狀態(tài)便達(dá)到第Ⅰ階段末，或稱為Ⅰa階段。此時(shí)，在截面的受壓區(qū)，由于壓應(yīng)變還遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于混凝土彎曲受壓時(shí)的極限壓應(yīng)變，混凝土基本上仍處于彈性狀態(tài)，故其壓應(yīng)力分布仍接近于三角形。第Ⅱ階段：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段受拉區(qū)混凝土一旦開裂，正截面的受力過程便進(jìn)入第Ⅱ階段。在裂縫截面中，已經(jīng)開裂的受拉區(qū)混凝土退出工作，拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)，致使鋼筋應(yīng)力突然增大。隨著荷載繼續(xù)增加，鋼筋的應(yīng)力和應(yīng)變不斷增長，裂縫逐漸開展，中和軸隨之上升；同時(shí)受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變也不斷加大，受壓區(qū)混凝土的塑性性質(zhì)越來越明顯，應(yīng)力圖形由三角形逐漸變?yōu)檩^平緩的曲線形。在這一階段，截面曲率與彎矩不再成正比，而是截面曲率比彎矩增加得更快。還應(yīng)指出，當(dāng)截面的受力過程進(jìn)入第Ⅱ階段后，受壓區(qū)的應(yīng)變?nèi)员３种本€分布。但在受拉區(qū)由于已經(jīng)出現(xiàn)裂縫，就裂縫所在的截面而言，原來的同一平面現(xiàn)已部分分裂成兩個(gè)平面，鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了相對滑移。這與平截面假定發(fā)生了矛盾。但是試驗(yàn)表明，當(dāng)應(yīng)變的量測標(biāo)距較大，跨越幾條裂縫時(shí),就其所測得的平均應(yīng)變來說，截面的應(yīng)變分布大體上仍符合平截面假定，即變形規(guī)律符合“平均應(yīng)變平截面假定”。因此，各受力階段的截面應(yīng)變均假定呈三角形分布。第Ⅲ階段：鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段隨著荷載進(jìn)一步增加，受拉區(qū)鋼筋和受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力、應(yīng)變也不斷增大。當(dāng)裂縫截面中的鋼筋拉應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，正截面的受力過程就進(jìn)入第Ⅲ階段。這時(shí)，裂縫截面處的鋼筋在應(yīng)力保持不變的情況下將產(chǎn)生明顯的塑性伸長，從而使裂縫急劇開展，中和軸進(jìn)一步上升，受壓區(qū)高度迅速減小，壓應(yīng)力不斷增大，直到受壓區(qū)邊緣纖維的壓應(yīng)變達(dá)到混凝土彎曲受壓的極限壓應(yīng)變時(shí)，受壓區(qū)出現(xiàn)縱向水平裂縫，混凝土在一個(gè)不太長的范圍內(nèi)被壓碎，從而導(dǎo)致截面最終破壞。我們把截面臨破壞前（即第Ⅲ階段末）的受力狀態(tài)稱為Ⅲa階段。在第Ⅲ階段，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形成更豐滿的曲線形。在截面臨近破壞的Ⅲa階段，受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力不在壓應(yīng)變最大的受壓區(qū)邊緣，而在離開受壓區(qū)邊緣一定距離的某一纖維層上。這和混凝土軸心受壓在臨近破壞時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線具有“下降段”的性質(zhì)是類似的。至于受拉鋼筋，當(dāng)采用具有明顯流幅的普通熱軋鋼筋時(shí)，在整個(gè)第Ⅲ階段，其應(yīng)力均等于屈服強(qiáng)度。2．鋼筋混凝土梁正截面受力過程三個(gè)階段的應(yīng)力與設(shè)計(jì)有何關(guān)系？答：Ⅰa階段的截面應(yīng)力分布圖形是計(jì)算開裂彎矩M cr的依據(jù)；第Ⅱ階段的截面應(yīng)力分布圖形是受彎構(gòu)件在使用階段的情況，是受彎構(gòu)件計(jì)算撓度和裂縫寬度的依據(jù)；Ⅲa階段的截面應(yīng)力分布圖形則是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算的依據(jù)。3．何謂配筋率？配筋率對梁破壞形態(tài)有什么的影響？答：配筋率ρ是指受拉鋼筋截面面積As與梁截面有效面積bh0之比（見圖題31），即題31配筋率式中 As —— 受拉鋼筋截面面積； b —— 梁截面寬度； h0 —— 梁截面有效高度，h0=ha； h —— 梁截面高度；a —— 縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離。隨著配筋率不同，鋼筋混凝土梁可能出現(xiàn)下面三種不同的破壞形態(tài)：題32 梁正截面的三種破壞形式a）適筋梁b）超筋梁c）少筋梁1） 適筋破壞形態(tài)適筋梁從開始加荷直至破壞，截面的受力過程符合前面所述的三個(gè)階段。這種適筋梁的破壞特點(diǎn)是：受拉鋼筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，維持應(yīng)力不變而發(fā)生顯著的塑性變形，直到受壓區(qū)邊緣纖維的應(yīng)變達(dá)到混凝土彎曲受壓的極限壓應(yīng)變時(shí)，受壓區(qū)混凝土被壓碎，截面即告破壞，其破壞類型屬延性破壞。試驗(yàn)表明，適筋梁在從受拉鋼筋開始屈服到截面完全破壞的這個(gè)過程中，雖然截面所能承擔(dān)的彎矩增加甚微，但承受變形的能力卻較強(qiáng)，截面的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大，即具有較好的延性，使梁在破壞時(shí)裂縫開展較寬，撓度較大，而具有明顯的破壞預(yù)兆（圖題42a）。除此之外，鋼筋和混凝土這兩種材料的強(qiáng)度都能得到充分利用，符合安全、經(jīng)濟(jì)的要求，故在實(shí)際工程中，受彎構(gòu)件都應(yīng)設(shè)計(jì)成適筋梁。2） 超筋破壞形態(tài)配筋率過大的梁稱為“超筋梁”。試驗(yàn)表明，由于超筋梁內(nèi)鋼筋配置過多，抗拉能力過強(qiáng)，當(dāng)荷載加到一定程度后，在鋼筋的拉應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度之前，受壓區(qū)混凝土已先被壓碎，致使構(gòu)件破壞（圖44b）。由于超筋梁在破壞前鋼筋尚未屈服而仍處于彈性工作階段，裂縫開展不寬,延伸不高,梁的撓度較小,如圖題32b所示。由于它在沒有明顯預(yù)兆的情況下突然破壞，故其破壞類型屬脆性破壞。超筋梁雖然配置有很多受拉鋼筋，但其強(qiáng)度不能充分利用，這是不經(jīng)濟(jì)的，同時(shí)破壞前又無明顯預(yù)兆，所以在實(shí)際工程中應(yīng)避免設(shè)計(jì)成超筋梁。題33不同配筋量梁的M0—216。0關(guān)系3） 少筋破壞形態(tài)配筋率過低的梁稱為“少筋梁”。這種梁在開裂以前受拉區(qū)的拉力主要由混凝土承擔(dān)，鋼筋承擔(dān)的拉力占很少一部分。到了第Ⅰ階段末，受拉區(qū)一旦開裂，拉力就幾乎全部轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)。由于鋼筋數(shù)量太少，使裂縫截面的鋼筋拉應(yīng)力突然劇增至超過屈服強(qiáng)度而進(jìn)入強(qiáng)化階段，此時(shí)鋼筋塑性伸長已很大，裂縫開展過寬，梁將嚴(yán)重下垂，即使受壓區(qū)混凝土?xí)何磯核?，但過大的變形及裂縫已經(jīng)不適于繼續(xù)承載，從而標(biāo)志著梁的破壞（圖題32c），在個(gè)別情況下，鋼筋甚至可能被拉斷。上述破壞過程一般是在梁出現(xiàn)第一條裂縫后突然發(fā)生，所以也屬脆性破壞。因此，少筋梁也是不安全的。少筋梁雖然配了鋼筋，但不能起到提高純混凝土梁承載能力的作用，同時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度也不能充分利用，因此在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中也應(yīng)避免。 不同配筋量梁的M0—216。0關(guān)系如圖題33所示。4．正截面承載力計(jì)算有哪些基本假定？答：正截面承載力計(jì)算的基本假定有：1）平截面假定：在構(gòu)件受荷以后，截面應(yīng)變沿截面高度保持線性分布。是指梁的變形規(guī)律符合“平均應(yīng)變平截面假定”。2）不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。對處于承載能力極限狀態(tài)下的正截面，其受拉區(qū)混凝土的絕大部分因開裂已經(jīng)退出工作，而中和軸以下可能殘留很小的未開裂部分，其合力小且離中和軸較近，作用相對很小，為簡化計(jì)算，完全可以忽略其抗拉強(qiáng)度的影響。3）混凝土的壓應(yīng)力與壓應(yīng)變之間的關(guān)系曲線按