试论述单轴拉伸应力状态受压时应力应变曲线和正截面受力时应力应变曲线的异同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-11 05:23 标签： 单轴压缩应力应变曲线
五、；第一组论述题（每小题10分，共10分）；41.绘制混凝土标准棱柱体单轴短期加载下的应力~；答：一般用标准棱柱体或圆柱体试件测定混凝土受压时；混凝土轴心受压时的应力应变曲线；1）应力σ≤0.3fcsh；当荷载较小时，即σ≤0.3fcsh，曲线近似是直；2）应力0.3fcsh&σ≤0.8fcsh；随着荷载的增加，当应力约为(0.3～0.8)fc；3）
第一组 论述题（每小题10分，共10分）
41. 绘制混凝土标准棱柱体单轴短期加载下的应力~应变曲线，叙述应力~应变关系特点。
答：一般用标准棱柱体或圆柱体试件测定混凝土受压时的应力应变曲线。轴心受压混凝土典型的应力应变曲线如图,各个特征阶段的特点如下。
混凝土轴心受压时的应力应变曲线
1）应力σ≤0.3 fc sh
当荷载较小时，即σ≤0.3 fc sh，曲线近似是直线（图2-3中OA段），A点相当于混凝土的弹性极限。此阶段中混凝土的变形主要取决于骨料和水泥石的弹性变形。
2）应力0.3 fc sh &σ≤0.8 fc sh
随着荷载的增加，当应力约为(0.3～0.8) fc sh，曲线明显偏离直线，应变增长比应力快，混凝土表现出越来越明显的弹塑性。
3）应力0.8 fc sh &σ≤1.0 fc sh
sh随着荷载进一步增加，当应力约为(0.8～1.0) fc，曲线进一步弯曲，应变增长速度进一步加快，
表明混凝土的应力增量不大，而塑性变形却相当大。此阶段中混凝土内部微裂缝虽有所发展，但处于稳定状态，故b点称为临界应力点，相应的应力相当于混凝土的条件屈服强度。曲线上的峰值应力C点，极限强度fc sh，相应的峰值应变为ε0。
4）超过峰值应力后
超过C点以后，曲线进入下降段，试件的承载力随应变增长逐渐减小，这种现象为应变软化。
41. 以矩形截面受弯构件正截面为例，叙述单筋截面受弯构件的设计步骤，绘制相应的流程图。 主要步骤：1. 选择材料。确定材料参数
2. 拟定截面尺寸。确定截面几何参数
3. 绘制计算图式。
4. 写出对应于计算图式的方程组。
5. 带入参数，解方程。
6. 验算适用条件。如不满足，返回2，修改截面尺寸，直至满足适用条件。
7. 选择钢筋。
8. 绘制配筋图。
流程图：略。
因人而异，反应主要步骤即可。
41. 以矩形截面受弯构件正截面为例，叙述双筋截面受弯构件的设计步骤，绘制相应的流程图。
主要步骤：1. 选择材料。确定材料参数
2. 拟定截面尺寸。确定截面几何参数
3. 绘制计算图式。
4. 写出对应于计算图式的方程组。
5. 确定双筋方案。补充计算方程
6. 带入参数，解方程。
7. 验算适用条件。如不满足，返回2，修改截面尺寸，直至满足适用条件。
8. 选择钢筋。
9. 绘制配筋图。
流程图：略。
因人而异，反应主要步骤即可。
41.叙述钢筋混凝土T型截面受弯构件的正截面设计步骤，绘制相应的流程图。
主要步骤：1. 选择材料。确定材料参数
2. 拟定截面尺寸。确定截面几何参数
3. 绘制计算图式。
4. 判断截面类型。第I类型、第II类型
5.写出对应于计算图式的方程组。
6. 带入参数，解方程。
7. 验算适用条件。如不满足，返回2，修改截面尺寸，直至满足适用条件。
8. 选择钢筋。
9. 绘制配筋图。
流程图：略。
因人而异，反应主要步骤即可。
41. 论述钢筋与混凝土之间的粘结力的构成及各构成的工作机理。
答：试验表明，钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力，由四部分组成：
（1）化学胶结力：混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力，来源于浇注时水泥浆体向钢筋表面氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体的生长和硬化，取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。当钢筋受力后变形，发生局部滑移后，粘着力就丧失了。
（2）摩擦力：混凝土收缩后，将钢筋紧紧地握裹住而产生的力，当钢筋和混凝土产生相对滑移时，在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。它取决于混凝土发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等。钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙，则摩擦力越大。
（3）机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力，取决于混凝土的抗剪强度。变形钢筋的横肋会产生这种咬合力，它的咬合作用往往很大，是变形钢筋粘结力的主要来源，是锚固作用的主要成份。
（4）钢筋端部的锚固力：一般是用在钢筋端部弯钩、弯折，在锚固区焊接钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。
各种粘结力中，化学胶结力较小；光面钢筋以摩擦力为主；变形钢筋以机械咬合力为主。
41. 试论述偏心受压构件的设计步骤，绘制相应的流程图。
主要步骤：1. 选择材料。确定材料参数
2. 拟定截面尺寸。确定截面几何参数
3. 计算偏心距增大系数等。
4. 初步判断大小偏心。
5. 绘制计算图式。
6. 写出对应于计算图式的方程组。
7. 带入参数，解方程。
8. 验算适用条件。如不满足，返回2，修改截面尺寸，直至满足适用条件。
9. 选择钢筋。
10. 绘制配筋图。
流程图：略。
因人而异，反应主要步骤即可。
41. 论述预应力混凝土结构中，预应力损失的种类及减少各项预应力损失措施。
答：预应力损失包括：①锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。可通过选择变形小锚具或增加台座长度、少用垫板等措施减小该项预应力损失；
②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失；
③预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。可通过二次升温措施减小该项预应力损失；
④预应力钢筋松弛引起的预应力损失。可通过超张拉减小该项预应力损失；
⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。可通过减小水泥用量、降低水灰比、保证密实性、加强养互等措施减小该项预应力损失；
⑥螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。为减小该损失可适当增大构件直径。
41. 论述受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏所经历的几个阶段，及各阶段的主要特征。
答：适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。
第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。
第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩Mcr，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时，受拉钢筋开始屈服。
第Ⅲ阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。
第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。
第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。
第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。
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