钢筋混凝土材料的力学性能试题及答案

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能

一、填空题：

1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。

3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。

4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常称它们为 和 。

5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。

6、HPB235、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。

7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名义屈服点，称为 。

8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。

9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。

10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因为 、 、 。

11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其中 最大。

12、混凝土的极限压应变?cu包括 和 两部分， 部分越大，表明变形能力越 ， 越好。

13、钢筋冷加工的方法有 、 、 三种。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。

二、判断题：

1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ）

3、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为0.95。（ ）

4、采用边长为200mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为1.05。（ ）

5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ）

6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值fy?fy?。（ ） 7、钢筋应在焊接前冷拉。（ ）

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8、混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构都是有害的。（ ） 9、冷拉后的钢筋不可以作受压钢筋。（ ）

10、钢材的含C量越大，钢材的强度越高，因此在建筑结构选钢材时，应选用含C量较高的钢筋。（ ）

三、单项选择题：

1、混凝土极限压应变值随混凝土强度等级的提高而（ ）。

A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定

2、混凝土延性随混凝土强度等级的提高而（ ）。 A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定

3、同强度等级的混凝土延性随加荷速度的提高而（ ）。 A增大 B减小 C不变 D视钢筋级别而定

4、地上放置一块钢筋混凝土板，在养护过程中表面出现微细裂缝，其原因是（ ）。

A混凝土徐变变形的结果 B混凝土收缩变形的结果 C混凝土与钢筋产生热胀冷缩差异变形的结果 D是收缩与徐变共同作用的结果

5、钢筋经冷拉后（ ）。

A屈服强度提高但塑性降低 B屈服强度提高但塑性不变 C屈服强度提高且塑性也提高 D强度与塑性均降低

6、冷拉钢筋只能做（ ）。

A受压钢筋 B 没有限制 C受拉钢筋 D架立筋 7、混凝土的强度等级是按（ ）划分的。

A轴心抗压强度 B轴心抗拉强度 C立方体抗压强度 D没有统一规定 8、建筑工地和预制构件厂经常检验钢筋的力学性能指标，下列4个指标中，（ ）不能通过钢筋拉伸实验来检验？

A屈服强度 B极限强度 C冷弯特性 D伸长率 9、以下关于混凝土收缩的论述（ ）不正确？

A混凝土水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大 B骨料所占体积越大，级配越好，收缩越大 C在高温高湿条件下，养护越好，收缩越小 D在高温、干燥的使用环境下，收缩大

10、当建筑采用混凝土结构，下列材料选择中（ ）有错误？

A钢筋混凝土结构的混凝土不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土不宜低于C20 B当采用HRB400和RRB400级钢筋时，及重复荷载时，混凝土不得低于C25 C预应力混凝土结构的混凝土强度等级不低于C30 D当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土不宜低于C40

四、简答题

1、什么是混凝土结构？包括哪几种类型?

2、什么是素混凝土结构？其特点及应用情况如何? 3、什么是钢筋混凝土结构

4、什么是劲性钢筋混凝土结构？其特点如何?

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5、什么是预应力钢筋混凝土结构？

6、钢筋混凝土的主要有哪些主要优缺点？

7、为什么说混凝土结构已经成为世界各国占主导地位的结构？ 8、混凝土在构造上有什么特点？

9、什么叫混凝土立方强度？规范规定以什么强度作为混凝土强度等级指标？

10、测定混凝土立方强度的标准试块的尺寸为多少？工程上还有哪两种尺寸？如何进行换算的？

11、C30含义是什么？ 12、《混凝土规范》中混凝土强度等级是按什么划分的？分几个等级？ 13、为什么采用混凝土立方体抗压强度作为划分混凝土强度的主要标准？ 14、混凝土的泊松比系数为多少？什么情况下采用？

15、何谓混凝土收缩、膨胀？对结构有什么危害？有哪些措施可避免或减少？ 16、什么叫混凝土的徐变？产生的原因？有哪些因素影响？对结构的影响如何？ 17、混凝土的延性？对结构有何影响？影响混凝土延性的因素有哪些？工程上是如何考虑的？

18、钢筋按化学成分的不同，分为哪几种形式？含C量对钢材强度有何影响？ 19、钢筋按其加工工艺、外形、力学性能的不同可分为哪几种形式？

20、热轧钢筋根据其强度的高低分哪几个级别？各级钢筋的代表符号是怎样的？ 21、什么是冷轧带肋钢筋？其性能如何？如何分级的？各适用于什么情况？ 22、何为钢绞线？有何作用？ 23、什么是冷轧扭钢筋？

24、有明显屈服点的钢筋为什么采用屈服强度作为钢筋强度的标准值？ 25、什么是条件屈服强度？

26、什么是钢筋的屈强比？它反映了什么问题？

27、什么叫伸长率？它反映钢材哪方面的性能？如何表示？ 28、什么叫冷弯性能？它反映钢筋的什么性能？ 29、施工现场检验钢筋的质量主要有哪几项指标？ 30、什么叫冷拉？什么叫冷拉时效？ 31、冷拉钢筋的作用是什么？

32、使用冷拉后的钢筋应有哪些注意事项？ 33、需要焊接的钢筋为什么要先焊接后冷拉？ 34、什么叫钢筋的冷拔？

35、混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些？

36、钢筋与混凝土是两种性质不同的材料为什么能共同工作？ 37、钢筋和混凝土之间的粘结力是如何产生的？ 38、保证钢筋与混凝土之间粘结力的措施？ 39、钢筋的锚固长度如何计算？

40、为什么伸入支座的受力钢筋要有一定的锚固长度？钢筋在绑扎搭接时，为什么要有足够的搭接长度？

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41、实际工程中如果伸入支座钢筋的锚固长度不够时，应采取什么措施？ 42、光面的钢筋为什么要做弯钩？一个钢筋弯钩增加长度是多少？ 43、《混凝土结构设计规范》对钢筋和混凝土材料的选择有何规定？ 44、钢筋常用直径是多少？工程设计中如何选择钢筋直径？ 45、钢筋为什么需要连接？有哪两种连接方式？ 46、如何选择钢筋的连接方式？

47、实际工程中，如何确定受力钢筋接头的位置？ 48、受力钢筋连接中，什么情况属于同一连接区段：

49、同一构件位于同一受力区段内相邻受力筋钢筋绑扎搭接接头连接长度有何要求？为什么要做要求？

50、同一构件位于同一受力区段内相邻受力筋钢筋接头的百分率有何要求？ 51、在纵向受力钢筋搭接长度范围内，对箍筋的设置做何要求？

第一章参考答案

一、 填空题：

1、立方强度

2、边长为150mm的立方体 3、立方强度 14个等级 4、软钢 硬钢

5、光面钢筋 变形钢筋 6、?

7、??0.2% 条件屈服强度

8、屈服强度fy 极限抗拉强度ft 塑性性能 冷弯性能

9、极限抗拉强度ft 塑性性能 冷弯性能

10、钢筋和混凝土之间存在粘结力 钢筋与混凝土材料的线膨胀系数接近 混凝土能裹住钢筋

11、化学胶着力 摩擦力 机械咬合力 机械咬合力 12、弹性应变 塑性应变 塑性 强 延性 13、冷拉 冷拔 冷轧 14、屈服强度

15、钢筋的屈服强度与极限抗拉强度之比 结构可靠性的潜力（安全储备）

二、 判断题：

1、× 2、× 3、∨ 4、∨ 5、∨ 6、× 7、× 8、∨ 9、∨ 10、×

三、 单项选择题：

4

1、B 2、B 3、B 4、B 5、A 6、C 7、C 8、C 9、B 10、B

四、 简答题：

1、以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝土结构。

包括：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构等。

2、是指由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。

由于这种结构的承载能力低、性质脆、易开裂、破坏前无预兆，在建筑工程中，一般只将用作基础的垫层或室内外地坪，很少将其做成主要受力构件。

3、是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。

4、混凝土结构不但可以采用圆钢筋配筋，而且可以采用角钢、槽钢、工字钢、钢管等型钢或用钢板焊接成型钢形式的钢材配筋。由于型钢或用钢板焊接成的型钢刚度比圆钢筋大，因此将这种钢筋称为劲性钢筋，将用这种钢筋做成的混凝土结构称为劲性钢筋混凝土结构。

（我国有时也将这种结构称为“型钢混凝土结构”。日本称其为“钢骨混凝土结构”。英、美等国称其为“钢-钢筋混凝土结构”或“外包混凝土的钢结构”。）

劲性钢筋混凝土结构具有承载力大、抗震性能好和施工方便等优点，在日本应用得较为普遍。由于劲性钢筋混凝土结构的钢材用量比普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构多，因此，我国以往较少采用这种结构。近20年来，随着高层建筑和大跨度结构的发展，考虑到抗震的要求，有一部分高层建筑和大跨度结构全部或部分地采用了劲性钢筋混凝土结构。

5、预应力混凝土结构是在结构受荷前，在其可能开裂的部位（受拉区），预先人为地施加压应力，以抵消或减少外荷载产生的拉应力，使构件在正常使用荷载下下开裂或者裂缝开得晚些、裂缝开展的宽度小一些的结构。

6、钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力性能以外，与其他结构相比还具有下列特点：

主要优点有： （1）取材容易：

混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。

（2）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，可以降低造价。

（3）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（混凝土碳化、冻融、氯离子、碱骨料反应、密实性等因素）。

（4）耐火性：

5

10d试件，现在多采用5d，以节省材料）。??l2?l1l1?100%

伸长率大的钢筋塑性好，拉断前有明显的预兆，伸长率小的钢筋塑性差，其破坏突然发生，呈脆性特征。有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率，无明显屈服点的钢筋伸长率很小。

28、冷弯是将钢筋绕一定规定直径的辊进行弯曲（两个参数：弯心直径和冷弯角度），在达到规定的冷弯角度（180度或90度）时，钢筋应不出现裂缝或断裂。

因此冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量（应无裂纹、鳞落断裂现象）。 29、对于有明显屈服点的钢筋：

（1）钢筋屈服强度fy； （2）钢筋极限抗拉强度ft；

（3）塑性； （4）冷弯性能。

无明显屈服点的钢筋：因无明显的屈服台阶，不检验屈服强度，质量检验只检验后三项。

30、（1）冷拉：是在常温下将钢筋拉伸至超过其屈服强度（即强化阶段）的某一应力值，然后卸荷至零，以提高钢筋抗拉强度的办法。

（2）冷拉时效：钢筋冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服强度比原来的屈服强度有所提高，但塑性性能却降低，这种现象称为时效硬化（冷拉时效）。

31、（1）提高钢筋屈服强度，使钢筋伸长，起到节省钢材的作用； （2）调直钢筋； （3）自动除锈； （4）检查焊接质量。 32、（1）冷拉只提高钢筋的抗拉强度，不提高抗压强度，不宜做受压钢筋； （2）先焊接后冷拉。

（3）冷拉后钢筋的伸长率有所降低，为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和应变。

33、因为时效硬化与温度有很大关系，温度过高（超过450度以上）强度反而降低而塑性性能却有所增加，温度超过700度时，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。因此为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊接后进行冷拉。

34、冷拔：将钢筋用强力拔过比它本身直径还小的硬质合金拔丝模，这时钢筋同时受到纵向和横向压力的作用，截面变小而长度拔长。经过几次冷拔，钢丝强度比原来有很大提高，但塑性降低很多，而且经过拉拔后的钢丝没有明显的屈服点的流幅。

冷拔即提高抗拉强度也提高抗压强度。 35、（1）强度高：采用较高强度的钢筋可以节省钢材，获得较好的经济效益；

（2）塑性好：要求钢筋在断裂前有足够的变形，能给人以破坏的预兆。因此，应保

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证钢筋的伸长率和冷弯性能合格；

（3）可焊性好：在很多情况下，钢筋的接长和钢筋之间的连接需要通过焊接。因此要求在一定工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好；

（4）为了使钢筋的强度能够充分被利用和保证钢筋与混凝土共同工作，二者之间应有足够的粘结力。

在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。 36、（1）钢筋和混凝土之间存在粘结力，能使两者协调变形、相互作用、共同受力； （2）钢筋与混凝土之间的线膨胀系数接近，当所处环境温度变化时，它们之间不会产生相对变形使粘结力遭到破坏；

（3）混凝土能裹住钢筋，使钢筋不易生锈，也不致因受火灾使钢筋达到软化温度导致结构破坏，因而钢筋混凝土结构具有耐久性。

37、（1）化学胶着力：由于混凝土颗料的化学吸附作用，在钢筋与混凝土接触面上产生一种胶结力。此力数值很小，在整个粘结锚固力中不起明显作用；

（2）摩擦力：混凝土硬化时体积收缩，将钢筋紧紧握固而产生一种能抵制相互滑移的摩擦阻力；

（3）机械咬合力：钢筋表面凸凹不平，与混凝土之间产生机械咬合作用，这种机械咬合作用往往很大，约占粘结力的一半以上，是粘结力的主要来源。

38、（1）钢筋的搭接长度和锚固长度；

（2）钢筋的最小间距和混凝土保护层最小厚度； （3）规定了钢筋接头处箍筋的加密； （4）规定了光面钢筋端部要做弯钩。

39、la??fyftd

式中：fy—普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值；

ft—混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于C40时按C40取用； d—钢筋的直径；

?—钢筋的外形系数。 40、（1）支座锚固长度：

设锚固长度的目的是通过该长度上粘结力应力的积累，使钢筋在支座中锚固可靠，不会被拔出。

（2）钢筋绑扎搭接长度：

只有在搭接长度足够时，才能通过钢筋与混凝土之间的粘结力来传递钢筋与混凝土之间的内力。

41、采取机械锚固措施：如弯钩、弯折及附加锚固措施（如焊横向钢筋、焊角钢和钢板等）所提供的粘结锚固作用，如图1-4所示。

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图1-4 钢筋机械锚固的形式及构造要求

42、光面钢筋的粘结性能较差，故除直径12mm以下的受压钢筋及焊接网或焊接骨架中的光面钢筋外，其余光面钢筋的末端均应设置弯钩。 其弯钩增加长度如图1-5所示。

图1-5 光圆钢筋的弯钩

43、（1）混凝土的选用：

①钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；

②当采用HPB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；

③当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20；

④预应力混凝土结构的混凝土强度等级不得低于C30； ⑤当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40； ⑥基础垫层的混凝土可采用C10。 （2）钢筋的选用：

①普通钢筋宜优先采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235和RRB400级钢筋。

提倡用HRB400钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。

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② 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

44、钢筋的直径范围并不表示在此范围内任何直径的钢筋钢厂都生产。钢厂提供的钢筋直径为6mm，6.5mm ，8mm ，8.2mm ，10mm ，12mm ，14mm， 16mm，18mm，20mm ，22mm ，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，d=8.2mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。设计时，应在表1-1的直径范围和上述提供的直径内选择钢筋。直径大于40mm的钢筋主要用于大坝一类大体积混凝土结构中。当采用直径大于40mm的钢筋时，应有可靠的工程经验。

表1-1 常用热轧筋的种类、代表符号、直径范围和强度标准值

45、钢厂生产的热轧钢筋，当直径较细时采用盘条供货，当直径较粗时采用直条供货。盘条钢筋长度较长，连接次数较少，直条钢筋长度有限，连接是常有的事。

工程实践中，钢筋连接可分为两类： （1）绑扎连接；

（2）机械连接或焊接。 46、（1）对于轴心受拉及小偏心受拉杆件（如桁架和拱的拉杆）的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头；

（2）当受拉钢筋的直径d?28mm及受压钢筋的直径d?32mm时，不宜采用绑扎搭接接头；

（3）需进行疲劳验算的构件，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头，也不宜采用焊接接头，且严禁在钢筋上焊有任何附件（端部锚固除外）；

（4）当直接承受动力荷截的钢筋混凝土吊车梁、屋面梁及屋架下弦的纵向受拉钢筋必须采用焊接接头时，应符合下列规定：

①必须采用闪光接触对焊，并去掉接头的毛刺及卷边；

②同一连接区段内纵向受拉钢筋焊接接头面积百分率不应大于25%，此时，焊接接头连接区段的长度应取为45d（d为纵向受力筋的较大直径）；

③ 疲劳验算时，应符合规范相应的规定要求。 47、（1）受力钢筋接头宜设置在受力较小处，同一根钢筋上宜少设接头； （2）同一构件中相邻的纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。 48、受力钢筋连接中，什么情况属于同一连接区段：

（1）钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度。凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段，如图1-6所示；

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图1-6 同一连接区段内纵向受拉钢筋绑扎搭接接头

（2）机械连接接头位于?35d范围内时，视为同一连接区段；

（3）焊接连接接头位于?35d且?500mm长度以内，应视为位于同一连接区段。 49、搭接接头可视为锚固的一个特例，但搭接接头的受力情况更为不利。由于搭接范围内两根钢筋贴近且同时受力，钢筋与混凝土间的粘结作用被削弱，钢筋间的混凝土易被磨碎或剪坏，因此要求如下：

（1）纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下式计算：

ll??la?300mm

ll——纵向受拉钢筋的搭接长度； la——纵向受拉钢筋的锚固长度；

?——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按表1-2取用。

表1-2 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数

（2）构件中的纵向受压筋，当采用搭接接头连接时，其受压搭接长度不应小于受拉搭接长度的0.7倍，且不小于200mm，即：

ll?0.7?la?200mm

50、（1）同一连接区段内纵向钢筋绑扎接头的面积百分率要求如下： ①对于梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%； ②对于柱类构件，不宜大于50%；

③当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%；对板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽。

（2）在受力较大处设置机械接头时，接头处受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋接头的百分率不受限制；

（3）直接承受动力荷载的结构采用机械连接接头时，接头百分率不大于50%；

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（4）采用焊接接头时，纵向受拉钢筋接头百分率不大于50%，纵向受压钢筋接头面积不受限制。

51、（1）箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍；

（2）当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm；

（3）当受压钢筋直径d?25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。

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