《混凝土结构原理与设计》平时作业 2020年华南理工大学网络教育
1. 请简述钢筋混凝土结构和钢结构相比有哪些优缺点？
2. 介绍结构设计中的 基于概率的极限状态设计方法的基本原理。 3. 介绍钢筋混凝土结构的耐久性概念及其影响因素有哪些？
4. 什么是正常使用极限状态，在结构设计中有哪些地方和承载能力极限状态不一样。 5. 请简述钢筋混凝土受弯构件破坏的全过程。
6. 为什么混凝土材料的抗拉强度要远小于抗压强度？ 7. 请介绍混凝土的标准立方体抗压强度的概念。
8. 轴心受压柱和偏心受压柱的区别有哪些？为什么承载能力计算公式有明显差别。 9. 钢筋混凝土梁和柱中的箍筋作用是什么？
10. 请列出钢筋混凝土结构裂缝出现的原因有哪些？
1.请简述钢筋混凝土结构和钢结构相比有哪些优缺点？
答：取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，还可以有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能，与钢结构相比，还可以降低造价。耐久性：密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。整体性：浇筑或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震，抵抗振动和爆炸冲击波。
2.介绍结构设计中的 基于概率的极限状态设计方法的基本原理。
答：概率极限状态设计法，是指以概率理论为基础，视荷载效应和影响结构抗力的主要因数为随机变量，根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠度的结构设计方法。这种设计方法的特点是有明确的、用概率尺度表达的结构可靠度的定义，通过预先规定的可靠度指标，使得结构各构件之间，以及不同材料组成的结构之间有较为一致的可靠度水准。概率极限状态设计法是“以概率理论为基础的极限状态设计法”的简称。承载能力的极限状态，即结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形状态。所谓“极限状态”，就是当结构的整体或某一部分，超过了设计规定的要求时，这个状态就叫做极限状态。极限状态又分为：承载能力极限状态与正常使用极限状态。
3.介绍钢筋混凝土结构的耐久性概念及其影响因素有哪些？
答：混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。传统渗透性检测方法有渗水法（抗渗标号法、渗透高度法、渗透系数法）渗油法、透气法（氧气、氮气等）。 4.什么是正常使用极限状态，在结构设计中有哪些地方和承载能力极限状态不一样。 答：极限状态设计法，是指明确地将结构的极限状态分成承载力极限状态和正常使用极限状态。前者要求结构可能的最小承载力不小于可能的最大外荷载所产生的截面内力。后者则是对构件的变形和裂缝的形成或开裂程度的限制。在安全度上则是由单一安全因数或多系数形式，考虑了荷载的变异、材料性能的变异和工作条件的不同。承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变形而使其几何形状发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到这种极限状态。疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的承载能力极限状态。 5.请简述钢筋混凝土受弯构件破坏的全过程。
答：钢筋混凝土受弯构件正截面的受力性能和破坏特征与受拉钢筋的配筋率、钢筋强度和混凝土强度等因素有关。一般可按照其破坏特征分为三类：适筋截面、超筋截面和少筋截面。1、适筋梁：第一阶段（裂缝出现前阶段）、第二阶段（带裂缝工作阶段）、第三阶段（破坏阶段）。适筋梁的破坏不是突然发生的，破坏前有明显的裂缝和挠度，这种破坏称为塑性破坏。适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用，且破坏前有明显的预兆，故在正截面强度计算时，应控制钢筋的用量，将梁设计成适筋梁。2、超筋梁：破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏，这种破坏称为超筋破坏。由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有预兆，这种破坏称为脆性破坏。超筋梁不仅破坏突然，而且用钢量大，既不安全又不经济，设计时不允许采用超筋梁。3、少筋梁：内纵向受拉钢筋配置过少，加载初期，拉力初期钢筋与混凝土共同承担。当受拉区出现第一条裂缝后，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，受拉钢筋越少，钢筋应力增加也越多。如果纵向受拉钢筋数量太少，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，甚至被拉断，而这时受压区混凝土尚末被压碎，这种破坏称为少筋百破坏。少筋梁破坏时，裂缝宽度和挠度都很大，破坏突然，这种破坏也称为脆性破坏。少筋梁截面尺寸一般都比较大，受压区混凝土的强度没有充分利用，既不安全又不经济，设计时不允许采用少筋。
6.为什么混凝土材料的抗拉强度要远小于抗压强度？
答：抗压是刚性的指标。抗拉是指柔性的指标，混凝土的特性就是刚性大于柔性，所以混凝土抗拉强度远远低于抗压强度
7.请介绍混凝土的标准立方体抗压强度的概念。
答：国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081－2002），制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度20±2℃，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示，单位为N/mm2或MPa 8.轴心受压柱和偏心受压柱的区别有哪些？为什么承载能力计算公式有明显差别。 答：“立柱顶千斤”的道理是说柱子的重要性，房屋再多层的各种重力荷载都要靠立柱这样的构件承担，这才是“立柱顶千斤”的正确道理，所以抗震概念设计十分重视立柱，要“弱梁、强柱、强节点”；所以高层建筑混凝土结构技术规程要限制混凝土柱的轴压比。有人把这句谚语片面理解为‘柱子的潜力很大’，就犯大错了！轴心受压柱破坏形态属脆性破坏，混凝土柱在过大的轴压力作用下横向膨胀产生的拉应力超过其抗拉强度极限而破坏（这一点可从试块抗压强度试验过程得到证实），所以没有按规范规定最小要求配置构造钢筋及箍筋的柱子，计算出的承载能力值是不可信的、无效的；所以规范规定短柱的箍筋要全高加密！而偏心受压柱的柱有类似于梁的破坏形态，可以尽量做到如同适筋梁一样的延性破坏。宁可延性破坏，不要脆性破坏，这是抗震概念设计的根基。 9.钢筋混凝土梁和柱中的箍筋作用是什么？
答：箍筋： 用来满足斜截面抗剪强度，并联结受拉主钢筋和受压区混凝土使其共同工作，此外，用来固定主钢筋的位置而使梁内各种钢筋构成钢筋骨架的钢筋。是梁和柱抵抗剪力配置的环形（当然有圆形的和矩形的）钢筋，是口字形的，将上部和下部的钢筋固定起来，同时抵抗剪力。
10.请列出钢筋混凝土结构裂缝出现的原因有哪些？
答：原材料对混凝土结构裂缝影响最大的是水泥品种及质量，单就裂缝而言，硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥水化热较高，大体量现浇混凝土结构易于裂缝；火山灰水泥及快硬水泥干缩性大，大面积混凝土结构易于裂缝；矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥抗冻性较差，干湿交替工程易于裂缝。矿渣水泥易发生沉缩和泌水现象。水泥含量越高，混凝土收缩越大，产生裂缝的可能性就越大。砂石含泥量过大，存在反应性骨料，外加剂不当或过量等，均容易造成混凝土结构裂缝。施工质量不合格对建筑物裂缝形成最为直接，分混凝土、钢筋及模板三方面。混凝土方面，如混凝土配合比不当或泵送时改变了配合比，混凝土掺合料拌合不匀，
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