2015级硕士高等混凝土试题及答案16.2.1.doc

考试科目：混凝土结构： ：： 混凝土受压应力-应变全曲线的测试方法、特征，并给出其常见的本构模型（）要求相关曲线标注特征点叙述规律，并评价各本构模型的特点和适用范围。混凝土的主要现象和规律，包括：包络线，裂缝和破坏过程，卸载曲线，再加载曲线，共同点轨迹线，稳定点轨迹线。并、标注相关曲线特征点。P37-39 （1）包络线 沿着重复荷载下混凝土应力—应变曲线的外轮廓描绘所得的光滑曲线称为包络线(图中以EV表示)。各种重复荷载(B~F)下的包络线都与单调加载的全曲线(A)十分接近。 .（2）裂缝和破坏过程 在超过峰值应力后、总应变达（1.5~3.0）×10-3时出现第一条可见裂缝。裂缝细而短，平行于压应力方向。继续加卸载，相继出现多条纵向短裂缝。若荷载重复加卸多次，则总应变值并不增大，裂缝无明显发展。当试什的总应变达（3.0~5）×10-3时，相邻裂缝延伸并连接，形成贯通的斜向裂缝。 （3）卸载曲线 图 卸载和再加载曲线一般形状 从混凝土的受压应力—应变全曲线或包络线上的任一点卸裁至应力为零，得完全卸载曲线。每次卸载刚开始时，试件应力下降降很快，顺应变恢复很少。随着应力值的减小，变形的恢复才逐渐加快。当应力降至卸载时应力的约20％—30％以下，变形恢复最快。这是恢复变形滞后现象，主要原因是试件中存在的纵向裂缝在高压应力下不可能恢复。故卸载时应变越大，裂缝开展越充分，恢复变形滞后现象超严重。 （4）再加载曲线 从应力为零的任一应变值(开始再加载，直至与包络续相切或重合(，为再加载曲线(图2—2)。再加载曲线有两种不同的形状：当再加载起点的应变很小(/)时，其上端应变/，即与包络线的上升段相切，曲线上无拐点，斜率单调减小，至切点处斜率仍大于零；若再加载起点的应变较大，其上端应变/，即与包络续的下降段相切。 （5）横向应变 在重复荷载(B)(图左)作用下，试件横向应变的变化如图右开始加载阶段．试件的横向应变很小。当应力接近混凝土的棱柱体强度时，横向应变才加快增长。卸载时，纵向应变能恢复一部分，而横向应变几乎没有恢复，保持常值。再加载时，纵向应变即时增大，而横向应变仍保持常值。只有当曲线超过共同点(CM，共同点轨迹线)后，纵向应变加速增长时，横向应变才开始增大。这些现象显然也是纵向裂缝的发展和滞后恢复所致。 （6）共同点轨迹线 在重复荷载试验中，从包络线—卜任一点卸载后再加载，其交点称共同点。将多次加卸载所得的共同点，用光滑曲线依次相连，即为共同点轨迹线。图中CM表示 分析各种重复荷载下的共同点轨迹线，显然与相应的包络线或单调加载全曲线的形状相似，经计算对比给出前者与后两者的相似比值为 Kc=0.86~0.93 平均为0.89 （7）稳定点轨迹线 重复荷载试验(E，F)中，在预定应变值下经过多次加卸载．混凝土的应力(承载力)不再下降，残余应变不再加大，卸载—再加载曲线成为一稳定的闭合环，环的上端称稳定点。将各次循环所得的稳定点连以光滑曲线，即为稳定点轨迹线，图中以ST表示。这也就是混凝土低周疲劳的极限包线。 3. 分别绘制高强混凝土、轻质混凝土、纤维混凝土的受压-应变曲线，并与普通混凝土的进行对比分析，重点比较力学性能的异同。 5. C30混凝土承受双向应力σ1 / σ3=0.1 /-1σ2=0）时，确定其二轴拉-压强度的设计值。（C30混凝土的单轴抗压和抗拉强度的设计值分别为：，） 用表（DE段）的公式计算得： 可见混凝土的二轴拉-压强度既小于单轴抗压强度，又小于单轴抗拉强度，设计时应予注意。 6. 试比较柱的方形箍筋、螺旋箍筋和钢管混凝土约束作用的异同，并分析影响其约束性能的主要因素，计算中应如何考虑？1）方形箍筋： 矩形箍筋柱在轴压力的作用下，核芯混凝土的横向膨胀变形使箍筋的直线段产生水平弯曲。箍筋的抗弯刚度极小，它对核芯混凝土的反作用力很小。另一方面，箍筋的转角部刚度大，变形小，两个垂直方向的拉力合成对核芯混凝土对角线（）方向的强力约束。故核芯混凝土承受的约束力是沿对角线的集中挤压力和沿箍筋分布的很小的横向力。 相应于约束混凝土极限强度和箍筋屈服同时达到的界限约束指标约为，而约束混凝土的性能在此界限前后有不同的变化率： （2）螺旋箍筋： 螺旋箍筋混凝土柱与普通箍筋柱和素混凝土柱相比，承载力有所提高，特别是变形性能得到了很大的改善。从螺旋箍筋柱的受力过程（曲线）中看到，其极限承载力有两个控制值： a、纵筋受压屈服，全截面混凝土达棱柱体抗压强度（）——此时混凝土的横向应变尚小，可忽略箍筋的约束作用，计算式为。 b、箍筋屈服后，核芯混凝土达约束抗压强度——此时柱的应变很大，外围混凝土已退出工作，纵向钢筋仍维持屈服强度不变，计算式为。 根据平衡条件