以下共6道大题，每题20分，选做5道题，共100分。
一、简述钢筋和混凝土这两种物理力学性能很不相同的材料之所以能有效地结合在一起工作的原因。（20分）
答：这主要是由于：
（1）硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的粘结力；
（2）钢筋和混凝土之间有较接近的温度膨胀系数，不会因温度变化产生变形不同步，从而使钢筋与混凝土之间产生错动；
（3）混凝土包裹在钢筋表面，能防止钢筋锈蚀，起保护作用。混凝土本身对钢筋无腐蚀作用，从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。
二、钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的，那么钢筋混凝土结构的优缺点分别是什么？请并简要描述。（20分）
答：（1）钢筋混凝土结构的优点很多，除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性外还有如下优点：
1）可模性好：新拌和的混凝土是可塑的，可根据需要设计制成各种形状和尺寸的结构或构件。
2）整体性好：现浇钢筋混凝土结构的整体性较好，设计合理时具有良好的抗震、抗爆和抗振动的性能。
3）耐久性好：钢筋混凝土结构具有很好的耐久性。正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。
4）耐火性好：钢筋混凝土结构与钢结构相比具有较好的耐火性。
5）易于就地取材：钢筋混凝土结构所用比重较大的砂、石材料易于就地取材，且可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废渣有利于保护环境。 （2）钢筋混凝土结构具有下述主要缺点：
1）自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3，比砌体和木材的重度都大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸较大，因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构的重量。 2）抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。 3）性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。
三、砌体结构系指其主要承重构件的材料是由块体和砂浆砌筑而成的结构，砌体结构区别于钢筋混凝土有其自身的特点，请结合它们的异同简述砌体结构的特点。（20分）
答：（1）砌体结构的主要优点是：
1）容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石砌块可以用工业废料──矿渣制作，来源方便，价格低廉。
2）砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。
3）砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备，可以节省木材。新砌筑的砌体上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施。 4）砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，节能效果明显。所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。
5）当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。
（2）砌体结构的缺点是：
1）与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。 2）砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。
3）砌体的抗拉、抗剪强度都很低，因而抗震较差，在使用上受到一定限制；砖、石的抗压强度也不能充分发挥；抗弯能力低。
4）粘土砖需用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。
四、影响砖砌体抗压强度的主要因素是什么？请简要叙述原因。（20分）
答：（1）块体对砌体强度的影响。提高块材的抗压强度和抗弯强度，砌体强度随之提高；砌全强度随着块材厚度的增加而增加，随着块材长度增加而降低；块体的表面愈平整，灰缝的厚薄将愈均匀，有利于砌体搞压强度的提高。
（2）砂浆对砌体强度的影响。砌全内如采用和易性好的砂浆，则在砌筑时能使灰缝厚度较均匀及密实性较好，因而可减小单块砖内所产生的复杂应用，使砌体强度得以提高。 （3）砌筑质量对砌体强度的影响。灰缝均匀、尺寸合适、灰缝中砂浆均匀饱满密实，对砌块在砌体中的受力状态有好的影响。
（4）此外，搭缝方式、砂浆砖的粘结力、竖向灰缝饱满程度以及构造方式等影响因素。
五、已知轴心受压短柱试件Ac=300mm×300mm，配筋率ρ=As/Ac=0.01。实测混凝土柱体抗压强度fc=14N/mm2，设ε
cu
=ε0=0.002。钢筋屈服强度fy=340N/mm2，弹
性模量Es=2×105N/mm2。要求计算：（1）当构件压应变ε=0.001时的混凝土应力σc、钢筋应力σs及轴力N；（2）钢筋到达屈服强度时的σc及N；（3）极限轴力Nu。（20分）
六、某轴心受压砖柱，截面尺寸370mm×390mm，两端为不动铰支承，H0=H=3m，材料强度等级：砖MU10、混合砂浆M5，砖砌体自重19kN/m3。若在柱顶截面上作用有由恒载和活载产生的轴向力各80kN（标准值），试验算其承载力，若不满足请提出改进措施并验算。（提示：砂浆强度为M5时，柱的允许高厚比［β］=16）（20分）
解：（1）柱底截面承受的轴向力设计值：活载起控制作用的组合：N?1.2?80?1.4?20?124kN
恒载起控制作用的组合：N?1.35?80?1.4?.7?20?127.6kN （2）影响系数：
采用M5砂浆，a=0.0015。 高厚比
????H03.2?1.0*?8.65?3 h0.37???0?11??0.90
1?a?21?0.0015?8.652（3）抗压强度设计值
查表得，抗压强度设计值为1.50N/mm2 截面面积：A=0.37?0.39=0.1443m2<0.3 m 2
西南大学网络与继续教育学院0740大作业答案
