工程结构上简答题资料 2

0 绪论

1.钢筋混凝土结构有什么优缺点

主要优点：（1）取材容易 （2）耐火、耐久性好

（3）可模性、整体性好 （4）保养费低

缺点：（1）自重大 （2）抗裂性能差

（3）费工、费模板，现场施工周期长，且受季节性影响

2、钢筋和混凝土两种材料的物理和力学性能不同，为什么能够结合在一起共同工作

（1）钢筋和混凝土之间有良好的粘结力，促成钢筋和混凝土两种性质不同的材料在荷载作用下能有效地共同受力，并保证钢筋与相邻混凝土变形一致。

（2）钢筋和混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。

（3）混凝土包裹着钢筋，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，加强了结构的耐久性。

1 钢筋混凝土材料的物理力学性能 1. 混凝土单轴受压时的应力应变曲线有何特点

混凝土单轴受压时的应力应变曲线包括了上升段和下降段两个部分。

上升段：①从加载至混凝土应力为c c f 3.0≤σ，由于应力较小，混凝土变形主要为弹性变形，应力-应变关系接近直线。 ②混凝土应力为()c c f 8.0~3.0=σ，混凝土呈现弹塑性性能，应变的增长比应力的增长得块，内部裂缝处于稳态发展。 ③内部裂缝非稳态地快速发展，塑性变形显着增长，直至到达峰值，混凝土应力为c c f =σ。

下降段：混凝土到达峰值应力后，裂缝继续迅速发展，并出现贯通的竖向裂缝，内部结构的粘结受到院中破坏，应力下降而应变急剧增大，应力-应变曲线向下弯曲，曲线较陡，当应变达到时，曲线凹向发生变化，出现反弯点，这时，贯通的竖向主裂缝宽度较大，混凝土内部的粘结已完全丧失，试件破坏。

2.钢筋的应力应变曲线分为哪两类各有什么特征钢筋限值如何确定

钢筋的应力应变曲线分为有明显屈服点的（称为软钢）和无明显屈服点的(称为硬钢)两类。

软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。

有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度y f 作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度u f ，一般用作钢筋的实际破坏强度。

图2-1 软钢应力应变曲线

硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。

设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为%所对应的应力σ作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度倍。对于热处理钢筋，则为倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ=σb ，其中σb 为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 3.如何保证钢筋混凝土不发生粘结破坏和锚固破坏

采用变形钢筋；2）选择适当的钢筋间距；3）使用横向钢筋；4）满足混凝土保护层最小厚度的要求；5）保证最小搭接长度和锚固长度；6）在钢筋端部设置弯钩 这答案好吗

这些措施都对，但还不全面。其中，1）（采用螺纹钢）3）5）6）措施均属于提高钢筋在混凝土中的锚固强度；2）4）措施属于构造要求，保证混凝土有足够锚固能力。这些措施都没有涉及提高钢筋与混凝土之间的粘结强度。提高钢筋与混凝土的粘结强度可以采取的措施为：提高混凝土强度或使用高强混凝土；使用钢纤维混凝土。

4.钢筋的搭接为什么要满足搭接长度的要求搭接的方法有那几种对钢筋的搭接长度有什么要求

钢筋的搭接主要是通过粘结应力将一根钢筋的拉力传递到另一根钢筋上，因而钢筋必须有一定的搭接长度l l 才能保证钢筋拉力的传递和钢筋强度的充分利用。

钢筋搭接的方法分为两类：绑扎搭接；机械连接或焊接。

要求有：①受力钢筋的接头宜设置在受力较小处，在同一根钢筋上宜少设接头。同一构件中，相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开搭接。②在任何情况下，纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头的搭接长度l l 均不得小于300mm 。构件中的受压钢筋，当采用搭接连接时，其搭接长度≥l l

，且在任何情况下，不应小于20mm 。③轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。

5、混凝土的基本强度指标有哪些是如何确定的各用什么符号表示他们之间的关系如何

立方体抗压强度：立方体抗压强度标准值fcu,k 系指按照标准方法制作的边长为150mm 的立方体试件，在温度为（20 3）℃、相对温度在90%以上的潮湿空气中养护28d 用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

混凝土轴心抗压强度：轴心抗压强度试件采用与立方体试件相同的制作条件、尺寸为150mm*150mm*300mm 或150mm*150mm*450mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，用棱柱体测得的抗压强度称为轴心抗压强度标准值，用符号fck 表示。

fck=,k

混凝土轴心抗拉强度：试件尺寸为100mm*100mm*500mm ，两端对中各埋深长度为150mm 、直径为16mm 的变形钢筋，试验机夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力F ，破坏时，试件中部截面横向被拉断。破坏截面的拉力即为轴心抗拉强度标准值ftk 。 ftk 和fcu,k 的关系为 ：ftk= fcu,k2/3

6、混凝土徐变和收缩是否相同与什么因素有关对混凝土构件有什么影响

不相同。

徐变：混凝土在荷载长期作用下，即使应力维持不变，其应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。徐变可能造成混凝土的破坏。

影响混凝土徐变的因素很多，主要与内在因素、环境影响、应力条件有关：

（1）内在因素。主要是指混凝土的组成和配合比：水泥的用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变越大；骨料的刚度（弹性模量）越大，徐变越小。

（2）环境影响。主要是指混凝土制作时的养护方法和使用条件：混凝土制作和养护时的温度高，相对湿度大，水泥水化作用充分，徐变越小，采用蒸汽养护，可使徐变减少20%~35%；混凝土受到荷载作用后，所处环境温度越高，相对湿度越小，徐变越大；试件的尺寸大，混凝土内部水分蒸发受到限制，徐变减小。

（3）应力条件。应力越大，徐变越大。

收缩：混凝土在空气中凝结硬化时，体积会收缩，这种现象称为混凝土的收缩。混凝土的收缩是随时间而增长的。当混凝土受到制约不能自由收缩时，如在钢筋混凝土结构中，钢筋因混凝土的收缩而受到压应力，混凝土则受到拉应力，这会引起混凝土表面或内部的收缩裂缝。

影响混凝土收缩的因素如下：

（1）水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大；

（2）骨料的弹性模量高，级配好，收缩小；

（3）水泥强度等级高制成的高强度混凝土，收缩大；

（4）混凝土浇捣越密实，养护时温度高，湿度大，收缩越小；

（5）体表比（构件的体积与表面积的比值）越小，即表面积相对越大的构件，水分容易蒸发，因此，收缩越大。

7、钢筋与混凝土的粘结作用由哪三部分组成影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素有哪些

粘结力主要由胶结力、摩擦力和机械咬合力三部分组成。

影响因素主要有：混凝土中水泥的标号（决定第一中粘合作用的大小），混凝土凝固时的温度和湿度（养护条件），混凝土中石子的级配（也就是石子颗粒直径的大小及比例），钢筋的表面的粗糙程度（比如光圆的一级钢就不如二级的螺纹钢），钢筋混凝土构件的受力情况及裂缝等等。

2 钢筋混凝土结构的基本计算原理

1、结构可靠性的定义是什么

结构的可靠性是指结构在规定的时间内（设计基准期，一般为50年）、在规定条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能（满足承载力、刚度、稳定性、耐久性等的要求）的能力。

2、荷载标准值与荷载设计值之间的关系如何哪个数值大（P25）

荷载设计值等于荷载分项系数乘以荷载标准值

荷载设计值大于荷载标准值。

引入了荷载分项系数后，荷载值将被适当地抬高。

3、何为结构作用荷载效应和结构抗力二者之间的关系

设S表示由各种结构上的作用（直接作用或间接作用）使结构或构件产生的内力（如弯矩M、剪力V、轴力N等）和变形（如挠度f、裂缝宽度w等）等，称为“作用”效应或“荷载”效应。

设R表示结构或构件截面抵抗“荷载”效应的能力，如受弯构件正截面承载力Mu、斜截面受剪承载力Vu、最大挠度限值[ f ] 、最大裂缝宽度限值等，称为结构抗力。结构抗力的大小主要取决于材料的力学性能。

两者之间的关系如下：

S<=R

S

S=R 荷载效应等于结构抗力，结构处于极限状态；

S>R 荷载效应大于结构抗力，结构处于失效状态。

4、在什么情况下，认为超过承载力极限状态

（1）整个结构或构件的一部分作为刚体失去平衡（倾覆、滑移）；

（2）结构构件或其连接因超过材料强度或塑性变形过大而不适于继续加载；

（3）结构或构件丧失稳定；

（4）结构形成几何可变体系。

5、在什么情况下，认为失去超过正常使用极限状态

（1）影响正常使用的过大变形、侧移；

（2）影响正常使用的过宽裂缝；

（3）局部损坏和影响正常使用的振动；

（4）影响建筑物的正常使用和外观。

3 钢筋混凝土受弯构件

1、适筋梁从加载到破坏经历几个阶段各阶段正截面上应力—应变分布、中和轴位置、梁的跨中最大挠度、纵向受拉钢筋应力的变化规律是怎样的各阶段的主要特征是什么每个阶段是哪个极限状态的计算依据(P30)

2、什么是配筋率配筋量对梁的正截面承载力有何影响（p31）

矩形截面梁配筋量得多少配筋率来衡量，配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积的百分比，即当材料强度即截面形式选定以后，根据配筋率的大小，梁正截面的破坏形式可以分为三类：适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。

3、适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别

（1）适筋破坏。受拉区纵向受力钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。给人以明显的破坏预兆，破坏呈延性性质。破坏时，钢筋和混凝土的强度都得到了充分的利用。

（2）超筋破坏。破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受力钢筋却没有达到屈服。破坏时没有明显的预兆，呈脆性性质，破坏时，混凝土强度得到充分利用而钢筋强度没有得到充分利用。

（3）少筋破坏。一裂即坏。裂缝只有一条，宽度很大且沿梁高延伸较高。钢筋和混凝土的强度虽然得到了充分利用，但破坏前没有明显的预兆，呈脆性性质。

4、钢筋混凝土构件裂缝由哪些因素引起采用什么措施可以减少非荷载裂缝

一是由荷载引起的裂缝；二是由非荷载引起的裂缝，如施工养护不善、温度变化、基础不均匀沉降以及钢筋的锈蚀等。

对于非荷载引起的裂缝，一般通过设置伸缩缝、加强施工养护以及避免不均匀沉降等措施来减少这类裂缝的出现和减小裂缝宽度。

5.单向受弯的钢筋混凝土平板中，除了受力钢筋外，尚需配置分布钢筋，这两种钢筋作用如何如何配置

①现浇板的配筋通常按每米板宽的A s值选用钢筋直径及间距

板的受力钢筋直径通常采用6、8、10mm，板厚度h≤40mm时也可选用直径为4、5mm的钢丝。板的受力钢筋间距不宜过密也不宜过稀，过密则不易浇注混凝土而且钢筋与混凝土之间的可靠粘结难以保证，过稀则钢筋与钢筋之间的混凝土可能会引起局部破坏。板内受力钢筋间距一般不小于70mm；当板厚≤150mm时，不宜大于200mm；当板厚h＞150mm时，不应大于，且不宜大于250mm。

②板的分布钢筋是指垂直受力钢筋方向布置的构造钢筋。

其作用是将板面的荷载更均匀地传递给受力钢筋；与受力钢筋绑扎或焊接在一起形成钢筋网片，保证施工时受力钢筋的正确位置；承受由于温度变化、混凝土收缩在板内所引起内力。

分布钢筋的直径不宜小于6mm.单位长度内分布钢筋的截面面积不应小于另一方向单位长度内受力钢筋截面面积的15%，及该方向截面面积的%，且分布钢筋的间距不应大于250mm。对预制板，当有实践经验或可靠措施时，其分布钢筋可不受此限制。

6.为什么要进行裂缝宽度和挠度验算

1.保证结构的使用功能要求。

2、防止对结构构件产生不良影响。

3、防止对非结构构件产生不良影响。

4、保证使用者的感觉在可接受的程度之内。过大振动、变形会引起使用者的不适或不安全感

7.裂缝的平均间距和平均宽度与哪些因素有关采用什么措施可减少荷载作用引起的裂缝宽度

1）钢筋应力；

（2）钢筋直径；

（3）钢筋表面特征；

（4）混凝土抗拉强度及黏结强度；

（5）混凝土保护层厚度；

（6）混凝土有效受拉面积；

（7）构件的受力形式等

措施：①不宜采用高强钢筋；②应尽可能采用带肋钢筋；③在施工允许的条件下，可以采用直径较小的钢筋作为手拉钢筋；不宜采用过厚的保护层，一般按《混凝土结构规范》规定取用。

4 钢筋混凝土受压构件

1、为什么对受压构件宜采用强度等级较高的混凝土，而钢筋的强度等级不宜过高

受压构件的承载力主要取决于混凝土强度等级。为了减少构件的截面尺寸、节约钢筋，宜采用强度等级较高的混凝土。

2、偏心受压构件根据破坏特征可分为哪几类其破坏特征有何不同

受拉破坏。破坏特征是原离轴向压力一侧的受拉钢筋As的应力首先达到屈服强度，然后受压区钢筋As’的应力达到屈服强度，最后由受压区混凝土压碎而导致构件破坏。

受压破坏。其破坏特征是首先受压钢筋应力达到抗压强度设计值，受压混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎，而远离轴向压力一侧的钢筋应力无论是受压还是受拉均达不到屈服强度。

3、如何判断对称配筋矩形截面大、小偏心受压构件（P93）

当截面混凝土受压区高度ξ≤ξb（亦即x≤xb）时，截面为大偏心受压破坏；当截面混凝土受压区高度ξ＞ξb（亦即x＞xb）时，截面为小偏心受压破坏。

4.受压钢筋为什么要放置纵向钢筋和箍筋

①放置箍筋是为了：协助混凝土承受压力，提高构件的承载力，以减小构件截面尺寸；承受偶然偏心引起的较小弯矩；改善构建破坏时的延性，防止构件产生突然的脆性破坏以及减少混凝土的徐变变形。

②放置箍筋是为了：与纵筋形成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈外凸，起着围箍约束核心部位混凝土的作用，改善柱的受力性能和增强抗力。

5.什么情况下受压构件要设置附加纵向钢筋和箍筋为什么不能采用内折角箍筋

当柱截面短边尺寸大于400mm 且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸未超过400mm 但各边纵向钢筋多于4根时，为防止中间纵向钢筋压屈，应设置复合箍筋。

对于截面复杂的柱，不可采用内折角的箍筋。因为为了防止产生向外的拉力，致使折角处的混凝土崩裂。

6.受压构件长柱与短柱的破坏特征有什么不同计算中如何考虑长柱的影响

长短柱的破坏特征：

轴心受压短柱：临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，箍筋之间的纵筋压屈外凸，混凝土被压碎崩裂而破坏。

轴心受压长柱：破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土压碎，纵筋压弯外凸，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡，凸边混凝土拉裂而破坏。

7.偏心受压构件计算时有哪些基本假定

偏心受压构件计算时采用下列基本假定：①截面应保持平面；②不考虑混凝土的受拉强度；③受压区混凝土的极限压应变0033.0=cu ε；④混凝土的压应力图

用等效矩形图形替代，其应力值取为c f 1α，矩形应力图的受压区高度x 等于按截面应保持平面假定所确定的中和轴高度c x 乘以系数1β，即c x x 1β=。1β的值如下：当混凝土强度等级不超过C50时，1β=；当混凝土强度等级为C50时，1β=；其间按线性内插法取用。

8.偏心受压构件为什么应考虑垂直弯矩作用平面的受压承载力验算如何进行验算

偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力外，无论是大偏心受压还是小偏心受压，尚应按轴心受压验算垂直弯矩作用平面的受压承载力是否满足要求。通过分析研究，特别是设计轴向力N 较大、弯矩作用平面的偏心距e 。较小而垂直于弯矩作用平面的细长比l 。/b 较大的小偏心受压构件，有可能垂直弯矩作用平面的承载力起控制作用。此时，对小偏心受压构件垂直弯矩作用平面的承载力的验算可按轴心受压承载力进行验算，即不计弯矩的作用，但应考虑稳定系数φ值，并取b 作为截面高度。

5 钢筋混凝土受拉构件

1、如何区分大、小偏心受拉构件及破坏特征

当轴向拉力N 作用在钢筋As 合力点和As'合力点之间，即当e 。≤h/2-αs 时，属于小偏心受拉构件；当轴向拉力N 作用在钢筋As 合力点和As'合力点之外，即当e 。＞h/2-αs 时，属于大偏心受拉构件。

小偏心受拉构件破坏特征:由于偏心距e 。较小，截面上一般没有受压区，截面全部受拉，临破坏时，裂缝贯通整个截面，不考虑混凝土的受拉工作，拉力全部由

钢筋As 和As'承担，破坏时，钢筋As 和As'均达到屈服强度。

大偏心受拉构件破坏特征：构件破坏时，靠近N 一侧的受拉钢筋达到抗拉屈服强度，另一侧的受压钢筋达到抗压屈服强度，受压区边缘混凝土达到极限压应变而压碎。

6 楼盖结构

1、混凝土楼盖结构有哪几种类型它们的受力特点、优缺点及适用范围有何异同

（1）肋梁楼盖

受力特点：当板的长边l2与短边l1的比值较大时，板上荷载主要沿l1方向传递到支承构件上，而沿l2方向传递的荷载很少，略去不计；当l2与l1相差较小时，板上的荷载将通过两个方向传递到相应的支承构件上。

适用范围：既可用于房屋建筑的楼面和屋面，也常用于房屋的片筏基础和储水池等结构，其跨度一般为6~8m 。

（2）井式楼盖

受力特点：井式楼盖梁布置成井字形，两个方向的梁不分主次，共同直接承受板传来的荷载，板为双向板。

适用范围：井式楼盖的跨度较大，某些公共建筑门厅及要求多功能大空间的大厅，常采用井式楼盖。

（3）密肋楼盖

受力特点：密肋楼盖与单向板肋梁楼盖的受力特点相似，肋相当于次梁，但间距密。

适用范围：密肋楼盖多用于跨度大而梁高受限制的情况，筒体结构的角区楼板往往也采用双向密肋楼盖。

（4）无梁楼盖

受力特点：无梁楼盖是将混凝土板直接支承在混凝土柱上，而不设置主梁和次梁。无梁楼盖是一种双向受力楼盖，其楼盖荷载由板通过柱直接传递给基础。

适用范围：在书库、冷库、商业建筑及地下车库的楼盖应用较多。

2、单、双向板的定义及划分（P114）

按弹性理论计算时，对于l2/l1＞2、荷载沿短方向传递时，称为单向板，由它组成的楼盖称为单向板肋梁楼盖；对于l2/l1≤2、荷载沿两个方向传递的，称为双向板，由它组成的楼盖称为双向板肋梁楼盖。但对于考虑塑性重分布计算的板，当3＞l2/l1＞2时，仍显示出一定的双向受力特征，因此，当按塑性理论计算时，双向板的边长分界值取为3

3、常用的楼梯形式分为哪两种试说明其受力特点，描绘其计算简图。

（1）板式楼梯

受力特点：踏步板一般两端支承于平台梁上；若取消平台梁，则踏步板直接与平台板相连，平台板再搁于砖墙上或支承在其他构件上。

（2）梁式楼梯

受力特点：梯段上荷载通过踏步板传至斜梁，斜梁上荷载及平台板上荷载通过平台梁传到两侧墙体或其他支承构件。

4.现浇单向板肋梁楼盖的结构布置应遵守哪些原则P116

①充分满足建筑功能要求；②尽量保证结构布置合理、造价经济

5.为什么要考虑荷载最不利组合

荷载作用在连续梁（板）不同跨间时，在各截面产生的内力是不同的。而活荷载作用位置的可变性及各跨荷载相遇的随机性，使得在设计连续梁（板）时，存在一个将恒载和活荷载合理组合起来而使某一指定截面的内力为最不利，这就是什么要考虑荷载最不利组合的原因。