2.1選擇題
1．混凝土若處於三向應力作用下，當（ d ）。
a. 橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強度；
b. 橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強度；
c. 三向受壓會降低抗壓強度；
d. 三向受壓能提高抗壓強度；
2．混凝土的彈性模量是指（ a ）。
a. 原點彈性模量；
b. 切線模量；
c. 割線模量；
d. 變形模量；
3．混凝土強度等級由150mm立方體抗壓試驗，按（ b ）確定。
a. 平均值；
b. ；
c. ；
d. ；
4．規範規定的受拉鋼筋錨固長度為（ c ）。
a．隨混凝土強度等級的提高而增大；
b．隨鋼筋等級提高而降低；
c．隨混凝土等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大；
d．隨混凝土及鋼筋等級提高而減小；
5．屬於有明顯屈服點的鋼筋有（ a ）。
a．冷拉鋼筋 ；
b．鋼絲；
c．熱處理鋼筋；
d．鋼絞線；
6．鋼材的含碳量越低，則（ b ）。
a．屈服台階越短，伸長率也越短，塑性越差；
b．屈服台階越長，伸長率越大，塑性越好；
c．強度越高，塑性越好；
d．強度越低，塑性越差；
7．鋼筋的屈服強度是指（ d ）。
a. 比例極限；
b. 彈性極限；
c. 屈服上限；
d. 屈服下限；
8．能同時提高鋼筋的抗拉和抗壓強度的冷加工方法是（ b ）。
a. 冷拉；
b. 冷拔；
9．規範確定所用試塊的邊長是（ a ）。
a．150 mm；
b．200 mm；
c．100mm；
d．250 mm；
10．混凝土強度等級是由（ a ）確定的。
a．；b． ；
c． ；
d． ；
11．邊長為100mm的非標準立方體試塊的強度換算成標準試塊的強度，則需乘以換算係數（ c ）。
a．1.05 ；
b．1.0 ；
c．0.95 ；
d．0.90 ；
12．指的是混凝土的（ b ）。
a. 彈性模量 ；
b. 割線模量 ；
c. 切線模量 ；
d. 原點切線模量；
2.2 判斷題
1．混凝土立方體試塊的尺寸越大，強度越高
2．混凝土在三向壓力作用下的強度可以提高
3．鋼筋受壓時的屈服強度與受拉時基本相同
4．鋼筋經冷拉後，強度和塑性均可提高
5．冷拉鋼筋不宜用作受壓鋼筋
6．c20表示fcu=20n/mm
7．混凝土受壓破壞是由於內部微裂縫擴充套件的結果
8．混凝土抗拉強度隨著混凝土強度等級提高而增大
9．混凝土在剪應力和法向應力雙向作用下，抗剪強度隨拉應力的增大而增大
10．混凝土受拉時的彈性模量與受壓時相同
11．線性徐變是指壓應力較小時，徐變與應力成正比，而非線性徐變是指混凝土應力較大時，徐變增長與應力不成正比
12．混凝土強度等級愈高，膠結力也愈大
13．混凝土收縮、徐變與時間有關，且互相影響
2.3問答題
1． 軟鋼和硬鋼的區別是什麼？應力一應變曲線有什麼不同？設計時分別採用什麼值作為依據？
答：有物理屈服點的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋。
軟鋼的應力應變曲線如圖2-1所示，曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和破壞階段。
有明顯流幅的鋼筋有兩個強度指標：一是屈服強度，這是鋼筋混凝土構件設計時鋼筋強度取值的依據，因為鋼筋屈服後產生了較大的塑性變形，這將使構件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設計中採用屈服強度作為鋼筋的強度極限。另乙個強度指標是鋼筋極限強度，一般用作鋼筋的實際破壞強度。
圖2-1 軟鋼應力應變曲線
硬鋼拉伸時的典型應力應變曲線如圖2-2。鋼筋應力達到比例極限點之前，應力應變按直線變化，鋼筋具有明顯的彈性性質，超過比例極限點以後，鋼筋表現出越來越明顯的塑性性質，但應力應變均持續增長，應力應變曲線上沒有明顯的屈服點。到達極限抗拉強度b點後，同樣由於鋼筋的頸縮現象出現下降段，至鋼筋被拉斷。
設計中極限抗拉強度不能作為鋼筋強度取值的依據，一般取殘餘應變為0.2%所對應的應力σ0.2作為無明顯流幅鋼筋的強度限值，通常稱為條件屈服強度。
對於高強鋼絲，條件屈服強度相當於極限抗拉強度0.85倍。對於熱處理鋼筋，則為0.
9倍。為了簡化運算，《混凝土結構設計規範》統一取σ0.2=0.
85σb，其中σb為無明顯流幅鋼筋的極限抗拉強度。
圖2-2硬鋼拉伸試驗的應力應變曲線
2．我國用於鋼筋混凝土結構的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強度分為幾個等級？
答：目前我國用於鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構的鋼筋主要品種有鋼筋、鋼絲和鋼絞線。根據軋制和加工工藝，鋼筋可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋。
熱軋鋼筋分為熱軋光面鋼筋hpb235（q235，符號φ，ⅰ級）、熱軋帶肋鋼筋hrb335（20mnsi，符號，ⅱ級）、熱軋帶肋鋼筋hrb400（20mnsiv、20mnsinb、20mnti，符號，ⅲ級）、餘熱處理鋼筋rrb400（k 20mnsi，符號，ⅲ級）。熱軋鋼筋主要用於鋼筋混凝土結構中的鋼筋和預應力混凝土結構中的非預應力普通鋼筋。
3．鋼筋冷加工的目的是什麼？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？
答：鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強度，以節約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈服點外，其餘冷加工鋼筋無屈服點或屈服台階，冷加工鋼筋的設計強度提高，而延性大幅度下降。
冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。
冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經機械拉伸而成，冷拉應力值應超過鋼筋的屈服強度。鋼筋經冷拉後，屈服強度提高，但塑性降低，這種現象稱為冷拉強化。冷拉後，經過一段時間鋼筋的屈服點比原來的屈服點有所提高，這種現象稱為時效硬化。
時效硬化和溫度有很大關係，溫度過高（450℃以上）強度反而有所降低而塑性效能卻有所增加，溫度超過700℃，鋼材會恢復到冷拉前的力學效能，不會發生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋在焊接時高溫軟化，要先焊好後再進行冷拉。鋼筋經過冷拉和時效硬化以後，能提高屈服強度、節約鋼材，但冷拉後鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。
為了保證鋼筋在強度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應同時控制應力和控制應變。
4．什麼是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什麼性質？
答：均勻伸長率δgt為非頸縮斷口區域標距的殘餘應變與恢復的彈性應變組成。
——不包含頸縮區拉伸前的測量標距；——拉伸斷裂後不包含頸縮區的測量標距；——實測鋼筋拉斷強度；——鋼筋彈性模量。
均勻伸長率δgt比延伸率更真實反映了鋼筋在拉斷前的平均（非區域性區域）伸長率，客觀反映鋼筋的變形能力，是比較科學的指標。
5．什麼是鋼筋的包興格效應？
答：鋼筋混凝土結構或構件在反覆荷載作用下，鋼筋的力學效能與單向受拉或受壓時的力學效能不同。2023年德國人包興格對鋼材進行拉壓試驗時發現的，所以將這種當受拉（或受壓）超過彈性極限而產生塑性變形後，其反向受壓（或受拉）的彈性極限將顯著降低的軟化現象，稱為包興格效應。
6．在鋼筋混凝土結構中，宜採用哪些鋼筋？
答：鋼筋混凝土結構及預應力混凝土結構的鋼筋，應按下列規定採用：（1）普通鋼筋宜採用hrb400級和hrb335級鋼筋,也可採用hpb235級和rrb400級鋼筋；（2）預應力鋼筋宜採用預應力鋼絞線、鋼絲，也可採用熱處理鋼筋。
7．試述鋼筋混凝土結構對鋼筋的效能有哪些要求。
答：（1）對鋼筋強度方面的要求
普通鋼筋是鋼筋混凝土結構中和預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋，主要是hpb235、hrb335、hrb400、rrb400等熱軋鋼筋。
（2）強屈比的要求
所以設計中應選擇適當的屈強比，對於抗震結構，鋼筋應力在**作用下可考慮進入強化段，為了保證結構在強震下「裂而不倒」，對鋼筋的極限抗拉強度與屈服強度的比值有一定的要求，一般不應小於1.25。
（3）延性
在工程設計中，要求鋼筋混凝土結構承載能力極限狀態為具有明顯預兆，避免脆性破壞，抗震結構則要求具有足夠的延性，鋼筋的應力應變曲線上屈服點至極限應變點之間的應變值反映了鋼筋延性的大小。
（4）粘結性
粘結性是指鋼筋與混凝土的粘結性能。粘結力是鋼筋與混凝土得以共同工作的基礎，其中鋼筋凹凸不平的表面與混凝土間的機械咬合力是粘結力的主要部分，所以變形鋼筋與混凝土的粘結性能最好，設計中宜優先選用變形鋼筋。
（5）耐久性
混凝土結構耐久性是指，在外部環境下材料性、構件、結構隨時間的退化，主要包括鋼筋鏽蝕、凍融迴圈、鹼—骨料反應、化學作用等的機理及物理、化學和生化過程。混凝土結構耐久性的降低可引起承載力的降低，影響結構安全。
（6）適宜施工性
在施工時鋼筋要彎轉成型，因而應具有一定的冷彎效能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋的冷彎效能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。
預應力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應用。
同時，要求鋼筋具備良好的焊接效能，在焊接後不應產生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭效能良好。
（7）經濟性
衡量鋼筋經濟性的指標是強度**比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強度，強度**比高的鋼筋比較經濟。不僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。
8．簡述混凝土的組成結構。並敘述混凝土的結構組成對混凝土破壞強度的影響。
答：混凝土材料結構分為三種基本型別：①微觀結構，即水泥石結構，水泥石結構由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學效能取決於水泥的礦物成份、粉磨細度、水灰比和硬化條件；②亞微觀結構，即混凝土的水泥砂漿結構，水泥砂漿結構可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土體系，砂子和水泥石的結合面是薄弱面。
對於水泥砂漿結構，除上述決定水泥石結構的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質含量是重要控制因素；③巨集觀結構，即砂漿和粗骨料兩組分體系。
混凝土的巨集觀結構中，水泥作為基相，粗骨料隨機分布在連續的水泥砂漿中。粗骨料的強度遠比混凝土高，硬化水泥砂漿的強度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土複合材料的抗壓強度低於砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強度。混凝土內砂漿與骨料介面的粘結強度只有砂漿抗拉強度的35％－65％，這說明砂漿與骨料介面是混凝土內的最薄弱環節。
混凝土破壞後，其中的粗骨料一般無破損的跡象，裂縫和破碎都發生在粗骨料表面和水泥砂漿內部，所以混凝土的強度和變形效能在很大程度上取決於水泥砂漿的質量和密實性。
第2章混凝土材料的物理力學效能
一 填空題 1.鋼筋和混凝土兩種材料組合在一起，之所以能有效地共同工作，是由於鋼筋和混凝土間有良好的粘結力 二者溫度線膨脹係數接近以及混凝土對鋼筋的保護層作用。2.混凝土強度等級為c30，即立方體抗壓強度標準值為30n mm2 它具有 95 的保證率。3.一般情況下，混凝土的強度提高時，延性降低。4...
結構力學 第2章
第2章平面體系的幾何組成分析習題解答 習題2.1 是非判斷題 1 若平面體系的實際自由度為零，則該體系一定為幾何不變體系。2 若平面體系的計算自由度w 0，則該體系一定為無多餘約束的幾何不變體系。3 若平面體系的計算自由度w 0，則該體系為有多餘約束的幾何不變體系。4 由三個鉸兩兩相連的三剛片組成幾...
材料力學第2章作業答案
2 1 畫出各桿的軸力圖 2 11 圖示桁架，由圓截面杆1與杆2組成，並在節點a承受載荷f 80kn作用。杆1 杆2的直徑分別為d1 30mm和d2 20mm，兩桿的材料相同，屈服極限 s 320mpa，安全因數ns 2.0。試校核桁架的強度。解 由a點的平衡方程 可求得1 2兩桿的軸力分別為 由此...