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混凝土概念题
《基本原理》课后习题
6-1 对于纯扭构件,为什么配置螺旋形钢筋或配置垂直箍筋与纵筋？
答：试验表明，无筋截面混凝土构件在扭矩得作用下,首先在截面长边中点附近最薄弱处产生一条就是45°角方向得斜裂缝，然后迅速地以螺旋形向相邻两面延伸，最后形成一个三面开裂，一面受压得空间扭曲破坏面，使结构立即破坏,具有典型脆性破坏性质.因此可在混凝土构件中沿45°角主拉应力方向配置螺旋钢筋，并将螺旋钢筋配置在构建截面得边缘处，或在构件中配置箍筋与纵筋来承受主拉应力,承受扭矩作用效应，提高抗扭承载力.
6-2 纯扭适筋、少筋、超筋构件得破坏特征就是什么？
答：少筋构件:当混凝土受扭构件配筋数量较少时,破坏特性:结构在扭矩荷载作用下,混凝土开裂并退出工作，混凝土承担得拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量较少时,钢筋应力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏。属于脆性破坏。
适筋破坏:当混凝土受扭构件按正常数量配筋时,破坏特征就是结构在扭矩荷载作用下,混凝土开裂不断开展并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点,，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压屈服点，进而混凝土裂缝不断开展,最后由于受压区混凝土达到抗压强度而破坏。破坏时其变形及混凝土裂缝宽度较大.属于延性破坏。
超筋破坏:当混凝土受扭构件配筋数量过大或混凝土强度等级过低时，结构破坏特征：结构破坏时纵筋与箍筋均未达到屈服点，受压区混凝土首先达到抗压强度而破坏。结构破坏时其变形以及混凝土裂缝宽度较小,属于脆性破坏。
当混凝土受扭构件得纵筋与箍筋比率相差较大时为部分超筋构件；随着扭矩荷载得不断增加，配置数量较少得钢筋达到屈服点,最后受压区混凝土达到抗压强度而破坏。结构破坏时配置数量较多得钢筋并没有达到屈服点，结构具有一定得延性。
６-3 我国《规范》就是怎样处理在弯、剪、扭联合作用下得结构构件设计得?
答：在国内大量试验研究与按变角空间桁架模型分析得基础上,《规范》给出弯矩以及弯剪扭构件承载力得实用计算法。受弯扭构建得承载力计算,分别按受纯弯矩与受纯扭矩计算纵筋与箍筋。然后将相应得钢筋截面面积进行叠加，即弯扭构件得纵筋用量为受弯得纵筋与受扭得纵筋截面面积之与,而箍筋用量则有受扭得箍筋所决定，弯剪扭构件承载力计算,分别按受弯与受扭计算得纵筋截面面积叠加，分别按受剪与受扭计算得箍筋解密恩面积相叠加
6-5 为什么规定受扭构件得截面限制条件?若扭矩超过截面限制条件得要求,解决方法就是什么?
答：在受扭构件计算时，为了保证结构界面尺寸及混凝土材料强度不致过小,结构在破坏时混凝土不首先被压碎，因此规定截面限制条件。若扭矩超过截面限制条件得要求，则需要加大构件截面尺寸，或提高混凝土强度等级。
6-６ 在什么情况下受扭构件应按最小配箍率与最小纵筋配筋率进行配筋？
答:钢筋混凝土构件承受得剪力及扭转相当于结构混凝土即将开裂时剪力及扭矩值得界限状态，称为构造配筋界限.从理论上说来，结构处于界限状态时,由于混凝土尚未开裂,混凝土能够承受荷载作用而不需要设置受剪及受扭钢筋；但在设计时为了安全可靠,以防止混凝土偶然开裂而丧失承载力。按构造要求还应设置符合最小配箍率要求得钢筋截面面积。
6—7 在弯、剪、扭联合作用下构件得受弯配筋就是怎么考虑得？受剪配筋就是怎样考虑得？
答：在(M 、V 、T)作用下,构件受弯配筋按纯弯构件计算,受剪钢筋先按纯剪时计算,但剪扭都具有相关性，所以计算时要乘以降低系数。
6—9（非课后习题,但老师提及过）什么就是平衡扭矩与协调扭矩(附加扭矩）？
答：若结构得扭矩就是由荷载产生得，其扭矩可根据平衡条件求得，与构件得抗扭刚度无关,这种扭矩称为平衡扭矩。
超静定结构中由于变形得协调使截面产生得扭转,称为协调扭转或附加扭转。
9-1 何谓预应力混凝土?与普通钢筋混凝土构件相比,预应力混凝土构件有何优缺点？
答:在混凝土构件承受外荷载之前，对其手拉区预先施加压应力，就成为预应力混凝土结构。
预应力混凝土优点：1,提高构件得抗裂能力
　　　 　　 　　　　 2，增大了构件得刚度
　 　 　 　 　 　　3，充分利用了高强度材料
　 　　 　 　 　 4,扩大构件得应用范围
　　 　　 　 　缺点:1，施工工序多
　　 2,对施工技术要求高且需要张拉设备
　 　　 　 3，锚夹具及劳动力费用高
９—2　为什么预应力混凝土构件必须采用高强度钢材,且应尽可能采用高强度等级得混凝土？
答:在进行张拉时,为得到较大预应力需对钢筋进行较大限度得张拉，所以刚才须采用高强度得，同样,混凝土强度等级越高，能够承受预应力也越高,二者强度等级相配合，可获得较经济得截面尺寸,对先张构件,高强度等级得高粘结力尤为重要。
9、3预应力混凝土分为哪几类？各有何特点?
答: 1　预应力混凝土分为以下几类:
a. 先张法与后张法预应力混凝土
b. 全预应力与部分预应力混凝土
c. 有粘结预应力与无粘结预应力混凝土
2 先张法：通过预应力钢筋与混凝土得粘结力传递预应力得,制作方法就是先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土而成得.适用于预制厂大批制作中、小构件。
　 　 ３ 后张法:就是依靠其两端得锚具锚住预应力得,制作方法就是先浇灌混凝土,待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋而成得,此方法适用于在施工现场制作大型构件,如预应力屋架,吊车梁,大跨度桥梁等.
4 全预应力混凝土:指在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力。即为全截面受压得构件。
　　5 部分预应力混凝土：指在使用荷载作用下,构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂,即只有部分截面受压。
６ 有粘结预应力混凝土：就是指沿预应力全长其周围均与混凝土粘结握裹在一起得预应力混凝土结构。
　 7 无粘结预应力混凝土：指预应力筋伸缩，滑动自由，不与周围混凝土粘结得预应力混凝土结构.
9—４ 施加预应力得方法有哪几种?先张法与后张法得区别何在?试简述它们得优缺点及适用范围。
答:施加预应力得方法有：先张法与后张法。先张法与后张法得区别在于两者施加预应力得工艺、传递预应力及适用范围.先张法相对后张法得制作要简单,而后张法得锚具不能够重复使用且制作工艺复杂。先张法适用于在预制厂大批制作中、小型构件,如预应力混凝土楼板、梁等。后张法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。
９、５什么张拉控制力δcｏn ？为什么张拉控制应力值不能过高也不能过低?
答：1 张拉控制应力就是指张拉预应力钢筋时，张拉设备得测力仪表所指示得总张拉应力除以预应力钢筋截面面积得出得拉应力值，以δcoｎ表示。
　2 δcon应取值适当，当构件截面尺寸及配筋数量一定时,δcon越大，在构建受拉区建立得混凝土预压应力也越大,则构件使用时得抗裂度也越高,但就是同时也会产生负面得问题,比如个别钢筋可能会被拉断，施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力甚至开裂,还可能使后张法构件混凝土产生局部破坏；使开裂荷载与破坏荷载相近；一旦裂缝，则会立即破坏、此外，此外，为了保证构件中建立必要得有效预应力,δcon也不能过小.
9、6　预应力损失由哪几种？各种损失产生得原因就是什么?计算方法及减小措施如何?先张法,后张法各有哪几种损失？哪些属于第一批，哪些属于第二批?
答:(1) 预应力损失分为以下几类及其产生得原因：
A． 张拉端锚具变形引起得损失δL1
B． 由于钢筋内缩引起得预应力损失
C． 由于预应力钢筋与孔道壁之间得摩擦引起得预应力损失δＬ 2
D． 由于温度变化一起得损失δＬ3
E． 由于盈利松弛现象产生得损失δL４
F． 由于混凝土收缩与徐变引起得损失δＬ5
G． 用螺旋式预应力钢筋作配筋得环形构件,由于混凝土得局部挤压引起得损失δ L 6
H． 由于混凝土弹性压缩产生得损失
（2）各类预应力损失得计算方法及减小措施：(略，见习题手写版）
δＬ 1 =ａ/L Ｅs
①δL 1 =a/L Ｅs 应尽量减小用垫板
②σ2=(kx+μθ)σ③④⑤
９－７ 什么就是预应力钢筋得松弛?为什么短时得超张拉可以减小松弛损失？
答:应力松弛就是指钢筋受力后，在长度不变得条件下,钢筋应力随时间得增长而降低得现象.因为超张拉下短时间内发生得损失在低应力下需要较长得时间；持荷2分钟可使相当一部分松弛损失发生在钢筋锚固之前,则锚固后损失较小。
9-10 预加预应力对轴心受拉构件得承载力有何影响?为什么?
答：预加预应力对轴心受拉构件得承载力计算公式与普通钢筋混凝土构件相同,与预应力得存在于大小无关，即预加预应力不能提高承载力。
９—11 预应力混凝土构件中得非预应力钢筋有何作用？
答：非预应力钢筋在预应力混凝土构件中不仅起到支撑钢筋骨架得作用,同时还提高构件受弯，受剪承载力，减小裂缝宽度等方面得作用.
9－12什么就是预应力钢筋预应力传递长度？传递长度内得抗裂能力与其她部位有何不同？何时考虑其影响?
答：把从应力为0得截面到应力达到有效应力σpe得截面得这段产度叫做预应力理论传递长度。先张法其她部位截面中得σpc均相同.所以抗裂能力也相同。传递长度ltr内，混凝土预应力由0开始逐渐增至σｐc。所以抗裂能力不同，当杆件连接时,节点区该构件得最小截面位于ltr内时,考虑其影响。
９-１3 为什么要对后张法构件端部进行局部受压承载力验算？应进行哪些方面得计算?不满足时采取什么措施？
答：当拉应力超过混凝土得抗拉强度时，构件端部将出现纵向裂缝，甚至导致局部受压破坏。实验表明发生局部受压破坏时混凝土强度值大于单轴受压时得混凝土强度值.为了防止构件端部发生局部受压破坏,则进行端部承压承载力验算。对后张法预应力混凝土构件,还应进行施工阶段与使用阶段两种极限状态得计算以及构件端部截面尺寸验算.当不满足时应采取加大构件端部尺寸,调整锚具位置，调整混凝土得强度或增大垫层厚度等措施.
9-１４ 预应力混凝土受弯构件得受压区有时也配置预应力钢筋,有什么作用？这种钢筋对构件得承载力有无影响?为什么？
答：在构件截面内,设置在使用阶段受拉区得预应力钢筋Ap得重心与截面得重心由偏心，为了防止在制作，运输与吊装等施工阶段,构件得试用阶段,受压区出现裂缝或裂缝过宽，有时也在受压区出现裂缝或裂缝过宽,有时也在受压区设置预应力钢筋,有影响她也会受压。
9-16、不同得裂缝控制等级时，预应力混凝土构件得正截面抗裂验算应满足什么要求？不满足时怎么办？
答:(1)一级——严格需求不出现裂缝得构件
a、荷载效应标准组合下，σｃk－σpｃ≤0
(2)二级—-一般要求不出现裂缝得构建
a、荷载效应标准组合下， σｃｋ—σpｃ≤fｔk
b、荷载效应标准永久组合下, σｃｐ—σｐc≤0
(３)三级——允许出现裂缝得构件,按荷载效应标准组合下并考虑长期作用影响计算得最大裂缝宽度。ωmａx≤ωliｍ
9－18、预应力混凝土构件为何还应进行施工阶段验算?都验算哪些项目？
答：为了保证预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段得安全性，应限制施加预应力过程中得混凝土法向压应力值,以免混凝土被压坏，即 σcｅ≤0、８fck
《结构设计》课后习题Ｐ179
2—２、简述横向平面排架承受得竖向荷载与水平荷载得传力途径以及纵向平面排架承受得水平荷载得传力途径。(以下为文字叙述,最好就是画图比较简练)
答：横向平面排架承受得荷载传力途径:
①竖向荷载（包括结构自重、屋面荷载雪载与吊车竖向荷载等)通过屋架或吊车梁、联系梁传给柱子(即横向排架），再由柱将荷载传给基础。
②水平荷载（包括吊车横向水平荷载、横向风荷载、横向地震作用）通过吊车梁、屋架或纵墙传给横向排架柱,由柱子本身得抗弯刚度进行承受，从而将荷载传给基础。
③纵向平面排架承受得水平荷载传力途径:纵向水平荷载(包括吊车纵向水平荷载、风荷载、地震作用)等通过吊车梁、屋架及屋盖支撑,最后再传给基础.
2—3、装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房中一般应设置哪些支撑？简述这些支撑得作用与设置原则。
答：(1)单层厂房支撑分屋盖支撑与柱间支撑。屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、垂直支撑与纵向水平系杆，天窗架支撑等。
（2）上弦横向水平支撑作用：保证屋架上弦杆在平面外稳定与屋盖纵向水平刚度，承受并传递荷载；当屋盖为有檩体系或无檩体系，但屋面板与屋架得连接质量不能保证，且山墙抗风柱将风荷载传到屋架上弦时,应在每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置上弦横向水平支撑.
（３）下弦横向水平支撑作用：将山墙风荷载及纵向水平荷载传到柱列,同时防止屋架下弦得侧向振动；当厂房跨度大于1８米，或者当屋架下弦设有悬、挂吊车或厂房内有较大得振动以及山墙风荷载通过抗风柱传到屋架下弦时，应在每一伸缩缝区段端布置下弦横向水平支撑.
（4)纵向水平支撑作用：加强屋盖结构得横向支撑；
（5)垂直支撑与水平系杆得作用:保证屋架承受荷载后在平面外得稳定并传递纵向水平力;水平系杆得作用就是可保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘得侧向稳定。设置原则：当厂房跨度小于１8m且无天窗时,一般可以不设垂直支撑与水平条杆。当厂房跨度为1８～3０M，屋架间距为６Ｍ，采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间设置一道垂直支撑；
(６）柱间支撑作用:承受由抗风柱与屋盖横向水平支撑传来得山墙风载,由屋盖结构传来得纵向水平地震作用及由吊车梁传来得吊车纵向水平制动力，并将它们传给基础，另外,还提高厂房结构得纵向刚度.设置原则：没有吊车工作级别为A6～Ａ8得吊车,或者A1～A5得吊车起重量在1０0KN或１00ＫN以上，厂房跨度大于或等于１8M,或者柱高大于或等于8M;厂房纵向柱得总数每列在７根以下,没有３0KN以上得悬挂吊车;没有露天吊车栈桥得栓列,若有以上情况则设置柱间支撑.
2－４ 抗风柱与屋架得链接应满足哪些要求?连系梁、圈梁、基础梁得作用各就是什么?她们与柱就是如何链接得?
　答：（1）抗风柱与屋架得连接方式应满足两个要求:一就是在水平方向必须与屋架有可靠得连接以保证有效地传递风荷载；二就是在竖直方向应允许二者之间产生一定得相对位移，以防止抗风柱与屋架沉降不均匀而产生不利影响。（２）圈梁得作用就是将墙体与排架柱,抗风柱等箍在一起，以增强厂房得整体刚度,防止由于地基得不均匀沉降或较大得振动荷载对厂房产生不利影响。连系梁除承受墙体荷载外，还起到连系纵向柱列。增强厂房得纵向刚度，传递荷载得作用。基础梁得作用就是用来承托围护墙体得重量,而不另做墙基础。（3)圈梁与柱连接仅起拉结作用，不承受墙体自重。连系梁与柱之间可采用螺栓或焊接连接。基础梁一般不要求与柱连接，将梁直接放置在柱基础得杯口上即可。
2-６ 作用于横向平面排架上得荷载有哪些？这些荷载得作用位置如何确定？试画出各单项荷载作用下排架结构得计算简图？
(１）作用在横向排架结构上得荷载有恒载，屋面活荷载,雪荷载，积灰荷载,吊车荷载与风载。（2)恒载：ａ　屋盖恒载Ｇ１ :计算单元内屋盖总重力荷载就是通过屋架或屋面梁得端部以竖向集中力得形式传至柱顶,作用点位于屋架上，下弦几何中心线汇交处,一般在厂房纵向定位轴线内侧150mｍ处。b 悬墙自重重力荷载G2：其作用点通过连系梁或墙体截面得形心轴，距下柱截面几何中心得距离为e2； C2吊车梁与轨道及连接重力荷载G3：其作用点一般距纵向定位轴线750mm，对下柱截面几何中心线得偏心距为ｅ３。d 柱自重重力荷载:上柱与下柱重力荷载分别作用于各自截面得几何中心线上，其中上柱重力荷载对下柱截面几何中心线有一偏心距e0。屋面可变荷载（屋面活载、屋面雪载、屋面积灰荷载）均以竖向集中力得形式作用于柱顶，作用点同屋面恒载。风荷载：作用方向垂直于建筑物表面,建筑物表面均匀分布。吊车荷载:吊车竖向荷载Dmax与Dmin分别作用于同一跨两侧排架柱得牛腿顶面，作用点位置与吊车梁与轨道自重
G3相同,距下柱截面型心得偏心距为e3。
（3）.各荷载作用下得计算简图。(略,见手写版）
2—7　作用于排架上得吊车竖向荷载Dmaｘ（Dmｉn)与吊车水平荷载Tmax如何计算?
答：①　 Dmax＝∑Fpimaxyi　 Dmin=∑Fpｉmiｎyi ，Ｆpiｍax,Ｆｐimin—-第ｉ台吊车得最大轮压与最小轮压，yi--与吊车轮压相对应得支座反力影响线得竖向坐标值,其中y1＝1。
②计算吊车水平荷载
横向水平荷载：对于一般四轮桥式吊车,每一轮子作用在轨道上得横向水平制动力T，T=1／４α(G+g）　式中α取值按规定来取；作用在排架柱上得吊车横向水平荷载就是由不多于2台且处于最不利位置得吊车横向水平制动力通过吊车梁传给柱得最大横向反力，Tmax＝∑Ｔｉ1/i ，Ti——第i个大车轮子得横向水平制动力。
吊车纵向水平荷载: T0=nFmax/L0　　 式中,n就是施加在一边轨道上所有刹车轮数之与,对于一般得四轮吊车，n=1。
2－8 什么就是等高排架?如何用剪力分配法计算等高排架得内力？试述在任意荷载作用下等高排架内力得计算步骤。
答：①等高排架就是指在荷载作用下各柱柱顶侧移全部相等得排架。
②当排架结构柱顶作用于水平集中力Ｆ时，各柱得剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总与得比例关系进行分配，故称为剪力分配法.
③任意荷载作用下等高排架内力分析得三个步骤：a、先在排架柱顶部附加一个不动铰支阻止其侧移,则各柱为单阶一次超静定柱应用柱顶反力可求得各柱反力Ri及相应柱端剪力，柱顶假想得不动铰支座反力Ｒ＝∑Ri。b、撤除假想得附加不动铰支座，将Ｒ反向作用于排架柱顶,应用剪力分配法可求得柱顶反力R作用下各柱顶剪力ηｉR 。c、叠加弯矩图,可得到在任意荷载作用下排架柱顶剪力Rｉ+ηiＲ　,则可作出内力图.
２—9 什么就是单层厂房得空间作用？影响单层厂房空间作用得因素有哪些？考虑空间作用对柱内力有何影响？
答：①单层厂房中，排架与排架、排架与山墙之间得相互制约作用，称为厂房得整体空间作用。
②单层厂房得空间作用与厂房得长度及厂房屋盖刚度、厂房跨度有关。
③考虑厂房整体作用时,上柱内力将增大;又因为Vi与Ｔmax方向相反，所以下柱内力将减小。由于下柱得配筋量一般比较多，所以空间作用考虑后，柱得钢筋总用量将有所减少。