混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中常規(guī)問題[稻谷文書]

1、 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中常規(guī)問題1.混凝土和鋼筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)含義是什么?解: 混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度: 以邊長(zhǎng)為150 MM立方體在20 C的溫度和相對(duì)濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天,依照標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度鋼筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度: 混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的廢品率限制作為鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，為97.73%。2. 你認(rèn)為影響鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素有那些?解: 保護(hù)層厚度，裂縫，材料性能有關(guān)（筆記）內(nèi)部因素：混凝土強(qiáng)度，密實(shí)性，水泥用量，水灰比，氯離子及堿含量，外加劑用量，保護(hù)層厚度。外部因素：溫度，濕度，CO2含量，侵蝕性介質(zhì)，空氣流動(dòng)性。3.什么是混凝土的碳化?

2、為什么碳化深度與鋼筋全面銹蝕有直接關(guān)系?解: 大氣中的CO2或其它酸性氣體,將使混凝土中性化而降低其堿度,這就是混凝土的碳化; 因?yàn)榛炷恋母邏A性環(huán)境使得鋼筋免于被酸性物質(zhì)腐蝕, 當(dāng)混凝土碳化前鋒達(dá)到鋼筋表面后,鋼筋開始銹蝕,此后鋼筋銹蝕不斷加劇,直到全面銹蝕。4混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度是按什么原則確定的？為什么板、墻、殼類構(gòu)件的保護(hù)層厚度可以比梁柱類構(gòu)件取得小？解：保證混凝土與鋼筋的共同工作和耐久性的要求來確定的。處于一般室內(nèi)環(huán)境中的構(gòu)件，受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度主要按結(jié)構(gòu)構(gòu)造或耐火性的要求確定。處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境中的構(gòu)件，結(jié)構(gòu)的使用壽命基本上取決于保護(hù)層完全碳化所需的時(shí)間?？傊?/p>

3、力鋼筋的混凝土保護(hù)層的最小厚度應(yīng)根據(jù)不同等級(jí)混凝土在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)碳化深度來確定。 對(duì)于梁柱等構(gòu)件，因棱角部分的混凝土雙向碳化，且易產(chǎn)生沿鋼筋的縱向裂縫，而板、殼是單向碳化，故保護(hù)層厚度要比梁柱的小。5請(qǐng)說明鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)。這些等級(jí)與耐久性有什么關(guān)系？解：環(huán)境類別 鋼筋混泥土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混泥土結(jié)構(gòu) 裂縫控制等級(jí) （） 裂縫控制等級(jí) （） 一 三 .（.） 三 . 二 三 . 二 三 三 . 一 （混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）6請(qǐng)說明當(dāng)裂縫面與鋼筋垂直相交時(shí)，與裂縫相交處鋼筋的銹蝕是如何發(fā)展的？裂縫寬度與這一銹蝕過程有什么關(guān)系？解： 鋼筋首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“

4、坑蝕”,繼而漸漸形成“環(huán)蝕”,同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展形成銹蝕面,使鋼筋截面削弱。鋼筋銹蝕嚴(yán)重時(shí)，體積膨脹，導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，并使保護(hù)層剝落，習(xí)稱“暴筋”，從而截面承載力降低，最終將使結(jié)構(gòu)破壞或失效。 裂縫寬度越大，水和酸性氣體更易進(jìn)入裂縫，與鋼筋表面接觸面積更大，更易銹蝕。7請(qǐng)說明碳化深度達(dá)到鋼筋表面所引起的銹蝕與裂縫處鋼筋銹蝕的發(fā)育特征有什么區(qū)別？答：保護(hù)層失效引起的鋼筋銹蝕是全面銹蝕，鋼筋膨脹引起的裂縫一旦發(fā)生，是沿鋼筋全長(zhǎng)的。而裂縫引起的鋼筋銹蝕是局部發(fā)展的。從裂縫處逐漸向兩邊發(fā)展。8碳化深度達(dá)到鋼筋表面后，鋼筋要銹蝕還需要水和氧氣，請(qǐng)問水和氧是如何到達(dá)鋼筋表面的？由此我們可以得到

5、什么可以改善耐久性的啟發(fā)？答：水和氧氣是通過混凝土保護(hù)層的孔隙和裂縫進(jìn)入的;改善方法:提高混凝土的密實(shí)性,控制裂縫寬度或不開裂,在鋼筋表面涂防護(hù)層.9當(dāng)保護(hù)層的厚度因耐久性的需要而超過3540mm時(shí)，應(yīng)在保護(hù)層中采取什么措施以減少保護(hù)層混凝土蹦落的可能性？答：通常是在混凝土保護(hù)層中離構(gòu)件表面一定距離處全面增配由細(xì)鋼筋制成的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片.（混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范293頁(yè)9.2.4）。10一個(gè)軸心受壓的混凝土圓柱，當(dāng)其周邊受有徑向水平均布?jí)簯?yīng)力時(shí)，軸心受壓的應(yīng)力-應(yīng)變曲線會(huì)發(fā)生什么樣的變化？這種變化與徑向均勻壓應(yīng)力的大小有什么關(guān)系？答：曲線峰部抬高，變得平緩和豐滿（徑向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向膨脹，阻

6、滯縱向裂縫的出現(xiàn)和開展，在提高其極限強(qiáng)度的同時(shí)，塑性變形也有了很大的發(fā)展）（過鎮(zhèn)海鋼筋混凝土原理79頁(yè)）。均勻壓應(yīng)力越大，峰值越大，峰值點(diǎn)越靠后，峰值后的曲線越平緩（孫會(huì)郎）。軸壓應(yīng)力的極限強(qiáng)度與徑向均勻壓應(yīng)力的關(guān)系式為（三?；炷两Y(jié)構(gòu)21頁(yè)）： 有側(cè)向壓應(yīng)力約束的試件的軸心抗壓強(qiáng)度無側(cè)向壓應(yīng)力約束的試件的軸心抗壓強(qiáng)度側(cè)向均勻壓應(yīng)力11矩形箍筋對(duì)混凝土的約束作用與圓形箍筋或螺旋形箍筋有什么實(shí)質(zhì)性區(qū)別？復(fù)合矩形箍筋對(duì)核心混凝土的約束作用為什么又要比單個(gè)矩形箍筋好？箍筋間距對(duì)這種約束的好壞有影響嗎？縱筋的根數(shù)和直徑對(duì)這種約束有影響嗎？為什么？在設(shè)計(jì)中考慮這種影響嗎？答：圓形箍筋和螺旋形箍筋對(duì)混凝土

7、產(chǎn)生的作用是均勻分布的徑向壓應(yīng)力。而矩形箍筋卻有所不同，矩形箍筋柱在軸壓力的作用下，核心混凝土的膨脹變形使箍筋的直線段產(chǎn)生水平彎曲。因?yàn)楣拷钪本€段的抗彎剛度很小，因此直線段對(duì)核心混凝土的反作用力也很小。另一方面，箍筋的轉(zhuǎn)角部剛度大，變形小，兩個(gè)垂直方向上的拉力合成對(duì)核心混凝土對(duì)角線方向的強(qiáng)力約束。故核心混凝土承受的是沿對(duì)角線方向的集中壓應(yīng)力和沿箍筋方向分布的很小的橫向力（過鎮(zhèn)海鋼筋混凝土原理172頁(yè)）。 復(fù)合箍筋的中間肢能加強(qiáng)箍筋直線段對(duì)核心混凝土的約束作用，因此復(fù)合箍筋對(duì)混凝土的約束作用比單個(gè)箍筋要好。箍筋的間距越小，對(duì)混凝土的約束作用越好?？v筋能把箍筋的一部分約束力傳遞給箍筋上下方的混凝土

8、，因此能加強(qiáng)對(duì)箍筋之間的混凝土的約束力，并且縱筋的根數(shù)越多直徑越大這種作用越明顯。但總體來說它的影響還是比較小，因此設(shè)計(jì)中一般不考慮（個(gè)人意見，有待斟酌）。12由軸心受壓構(gòu)件經(jīng)驗(yàn)得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區(qū)混凝土嗎？有沒有什么辦法能驗(yàn)證直接應(yīng)用的合理性？答：經(jīng)驗(yàn)證明用軸心受壓的結(jié)果模擬偏心受壓下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系誤差是不大的,故由軸心受壓構(gòu)件經(jīng)驗(yàn)得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區(qū)混凝土。13在一根受彎的梁中，當(dāng)尚未出現(xiàn)彎曲裂縫時(shí)，縱向鋼筋的表面有粘接應(yīng)力嗎？什么是“粘接應(yīng)力”，粘接應(yīng)力的大小與各正截面中的作用剪力大小有關(guān)嗎？如有，為什么？答：有。因?yàn)槿魏我欢武摻畹膽?yīng)力差都由其表面的

9、縱向剪應(yīng)力所平衡，而此剪應(yīng)力即周圍混凝土所提供的粘接應(yīng)力（過鎮(zhèn)海鋼筋混凝土原理143頁(yè)）。鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力，混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力，鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力以及因鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區(qū)焊短鋼筋、角鋼而產(chǎn)生的錨固力全稱為粘接應(yīng)力（三校合編混凝土結(jié)構(gòu)上冊(cè)31頁(yè)）。14試說明一根帶肋鋼筋在受力逐步增大的過程中其粘接-滑移的基本規(guī)律（畫粘接-滑移曲線，并請(qǐng)關(guān)注該曲線的縱、橫坐標(biāo)物理量是什么？），并說明其中的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和與這些關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物理現(xiàn)象(其中應(yīng)著重說明:后藤幸正發(fā)現(xiàn)的肋前角向斜外向發(fā)展的裂縫;肋前混凝土局部壓碎區(qū);局壓區(qū)的形

10、成對(duì)鋼筋劈裂力的形成起什么作應(yīng),劈裂力如何作應(yīng)給鋼筋周圍的混凝土,其后果是什么?)為什么說錨固段周圍的配箍對(duì)錨固能力有重要作用?答：1拉力較小，鋼筋與混凝土間的化學(xué)粘接沒有破壞。 2拉力增大，出現(xiàn)后藤裂縫。 3拉力繼續(xù)增大，肋前混凝土局部壓碎。 4拉力再增大，曲線坡度減小，后藤裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，件劈效應(yīng)更加明顯。在沒有箍筋的情況下，將形成通長(zhǎng)的劈裂裂縫導(dǎo)致粘接破壞。 5若有箍筋約束，則劈裂裂縫不能充分發(fā)展，這時(shí)鋼筋肋紋間的混凝土將全部被壓碎，在肋紋的外表面形成一粗糙的破壞面，鋼筋與混凝土間的粘接應(yīng)力逐漸減小。 鋼筋被拔出（三校合編混凝土結(jié)構(gòu)上冊(cè)31頁(yè)）。 肋前的混凝土壓碎成粉末的時(shí)候，尖劈效應(yīng)更加

11、明顯，如果保護(hù)層太薄且沒有箍筋保護(hù)，則會(huì)產(chǎn)生劈裂裂縫。因?yàn)楣拷羁梢韵拗票倭蚜芽p開展，有效提高粘接應(yīng)力。15說明帶90度彎折的錨固端的受力機(jī)理，水平直段的長(zhǎng)度對(duì)彎弧及尾段的受力有影響嗎？帶90度彎折錨固端的總錨長(zhǎng)為什么不需要滿足直線錨固長(zhǎng)度的要求？其水平段過短會(huì)形成什么樣的失效方式？試舉例說明什么地方要用到這種錨固形式？答：帶90度彎折的錨固端的粘接力由三部分提供，一是直段與混凝土之間的粘接力，二是彎鉤處因“纜索效應(yīng)”而產(chǎn)生的拉力，三是彎折段與混凝土之間的粘接力。因?yàn)椤袄|索效應(yīng)”加強(qiáng)了鋼筋與混凝土之間粘接能力，所以帶90度彎折的鋼筋的總錨長(zhǎng)取0.7倍的直線錨長(zhǎng)。如果水平段過小將會(huì)形成拉脫型錨固失

12、效。這種錨固形式主要應(yīng)用在梁和邊柱的接點(diǎn)和錯(cuò)層處的梁柱接點(diǎn)。16鋼筋受拉錨固長(zhǎng)度是用什么樣的試驗(yàn)確定的？它與那些主要因素有關(guān)（參看GB50010-2002規(guī)范）？為什么它與混凝土保護(hù)層厚度不小于鋼筋直徑的規(guī)定有關(guān)？受拉錨固長(zhǎng)度考慮了可靠度問題嗎？用什么思路考慮的？答：規(guī)范規(guī)定的縱向受拉鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度是根據(jù)拔出試件試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析給出的。它與混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的強(qiáng)度、鋼筋的直徑、混凝土保護(hù)層的厚度等有關(guān)。因規(guī)范在確定錨固長(zhǎng)度所做的試驗(yàn)取偏心至邊緣的距離為d（鋼筋直徑），故規(guī)定保護(hù)層厚度不得小于d。受拉錨固長(zhǎng)度是考慮了可靠度的，具體體現(xiàn)在鋼筋的外形系數(shù)內(nèi)，是經(jīng)對(duì)各類鋼筋進(jìn)行系統(tǒng)粘接錨固試驗(yàn)

13、及可靠度分析得出的（規(guī)范294頁(yè)9.3.1）。17.什么是鋼筋的機(jī)械連接接頭？你知道哪幾種機(jī)械連接接頭？答：鋼筋的機(jī)械連接是通過連接件的機(jī)械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用將一根鋼筋中的力傳至另一根鋼筋的連接方法;機(jī)械連接接頭有帶肋鋼管套筒擠壓連接,鋼筋錐螺紋連接 .18.鋼筋搭接接頭是如何傳力的？為什么搭接長(zhǎng)度比錨固長(zhǎng)度要長(zhǎng)些？為什么同一連接區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋占總受拉鋼筋面積的百分比越高，規(guī)范規(guī)定的搭接長(zhǎng)度越大？解：1鋼筋的搭接接頭傳力方式：位于兩根搭接鋼筋之間的混凝土受到肋的斜向擠壓作用，有如一斜壓桿，通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來逐步傳遞。 2 因?yàn)榇罱訁^(qū)段內(nèi)除了粘接應(yīng)力外還有其他外力作用使鋼筋

14、受拉,而鋼筋錨固段內(nèi)只有粘接應(yīng)力存在,不存在其他外力. 3因?yàn)榇罱尤《蝺?nèi)搭接鋼筋占受拉鋼筋面積的百分率越高，是因?yàn)榇罱咏宇^受力后，相互搭接的兩根鋼筋將產(chǎn)生相對(duì)滑移，且搭接接頭長(zhǎng)度越小，滑移越大。為了使接頭充分受力的同時(shí)，剛度不致過差，就需要相應(yīng)增大搭接長(zhǎng)度。19.什么是“同一連接區(qū)段”搭接接頭“同一連接區(qū)段”如何定義（參考混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及條文說明）解：鋼筋綁扎搭接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度為1.3倍搭接長(zhǎng)度，凡搭接接頭中點(diǎn)位于該連接區(qū)段長(zhǎng)度內(nèi)的搭接接頭均屬于同一連接區(qū)段。（規(guī)范116頁(yè)9。4。3條） （搭接鋼筋接頭中心距不大于1.3倍搭接接頭長(zhǎng)度，或搭接鋼筋端部距離不大于0.3倍搭接接頭長(zhǎng)度時(shí)，均

15、屬位于同一連接區(qū)段的搭接接頭）（見規(guī)范296）20.請(qǐng)對(duì)比一下機(jī)械連接接頭、焊接接頭和搭接接頭各自的優(yōu)缺點(diǎn)。解：機(jī)械連接節(jié)省鋼材，施工方便。機(jī)械連接在保護(hù)層設(shè)定時(shí)應(yīng)該注意套筒的影響。錐螺紋的加工要求很精細(xì)，但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很難保證。在冷扎螺紋的時(shí)候會(huì)使接頭處產(chǎn)生殘余應(yīng)力，回火可以降低殘余應(yīng)力，但成本就會(huì)上升。焊接連接可以達(dá)到較好的連接效果，節(jié)省鋼材。但由于施工水平的限制，很難保證質(zhì)量 搭接廢鋼。21.為什么搭接接頭區(qū)要加密箍筋？為什么受壓搭接接頭兩個(gè)端頭的外面還要增設(shè)兩個(gè)間距較小的構(gòu)造箍筋。解：搭接的傳力方式是通過搭接的鋼筋與混凝土之間的粘接力將一根鋼筋的力傳給另外一根鋼筋。位于兩根鋼筋之間的混凝土

16、受到肋的擠壓作用，肋對(duì)混凝土的斜向擠壓力的徑向分力同樣使外圍混凝土產(chǎn)生橫向拉力。故搭接區(qū)段外圍混凝土受到兩根鋼筋所產(chǎn)生的辟裂力。為了防止縱向辟裂，提高粘接強(qiáng)度，在搭接范圍內(nèi)，須將箍筋加密。 受壓搭接接頭兩端頭外面增設(shè)兩個(gè)間距較小的構(gòu)造箍筋是為了防止鋼筋端頭因存在壓力而導(dǎo)致的局部擠壓裂縫。（混凝土規(guī)范297頁(yè)9.4.5條）22.請(qǐng)以單筋矩形截面為例重點(diǎn)說明受拉配筋率的大小、受壓配筋率的大小對(duì)混凝土受壓區(qū)高度有什么影響？同時(shí)利用平截面假定說明： 和 對(duì)受拉鋼筋恰好屈服時(shí)受壓邊混凝土達(dá)到的壓應(yīng)變有什么影響？（即對(duì)屈服曲率 的影響） 和 對(duì)受壓邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)的截面曲率（極限曲率 ）有什么影響？解

17、：受拉配筋率大，受壓區(qū)越高；受壓配筋率越大受壓區(qū)高度越小。受壓邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)截面曲率越小，否則越大23.大偏心受壓截面和小偏壓截面的M- 又有什么特征？大偏壓截面的M- 曲線與軸壓力大小有什么關(guān)系？答：大偏壓的M- 曲線有明顯的彈性階段,屈服點(diǎn),以及屈服后構(gòu)件表現(xiàn)出較好的延性,小偏壓的M- 曲線沒有屈服點(diǎn),構(gòu)件的延性較差. 大偏壓截面的M- 曲線隨著軸力的增大(不進(jìn)入小偏壓階段)屈服點(diǎn)隨著增大,延性隨著降低;若進(jìn)入小偏壓階段,則隨著軸力的增大承載力降低.24.請(qǐng)說明大偏壓截面和小偏心受壓截面破壞狀態(tài)的控制特征的主要區(qū)別。解：大偏壓截面破壞始自受拉區(qū)鋼筋屈服，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎；小偏壓

18、截面破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土被壓碎，另一側(cè)鋼筋沒有受拉屈服，可能是受拉或受壓。25.請(qǐng)說明大偏心受拉截面和小偏心受拉截面破壞狀態(tài)的控制特征的主要區(qū)別。解：大偏心受拉破壞時(shí)，截面一側(cè)混凝土受壓破壞，另一側(cè)鋼筋受拉屈服；小偏拉破壞時(shí)，全截面混凝土被拉段，兩側(cè)鋼筋都受拉，靠近拉力的一側(cè)鋼筋屈服，另一側(cè)鋼筋沒有屈服。26.從大小偏心受壓到軸心受壓狀態(tài)之間時(shí)小偏心受壓狀態(tài)。請(qǐng)問在這個(gè)范圍內(nèi)受拉一側(cè)（或受力較小一側(cè)）的鋼筋應(yīng)力、受壓邊緣的極限壓應(yīng)變隨偏心矩的減小會(huì)有什么變化？修訂后的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范是如何解決小偏心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)問題的？解：在這一過程中受力較小一側(cè)的鋼筋應(yīng)力受拉屈服受拉不屈服受壓屈服；受壓邊緣的極限壓應(yīng)變依次減小。 規(guī)范規(guī)定：對(duì)非對(duì)稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)偏心距很小時(shí)，為了防止As產(chǎn)生受壓破壞，尚應(yīng)按公式（7.3.45）進(jìn)行驗(yàn)算，此處，不考慮偏心具增大系數(shù)，并引進(jìn)了初始偏心距 .27.在做正截面受力性能的計(jì)算機(jī)模擬時(shí)，你認(rèn)為可以取什么樣的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線？為什么？答：我認(rèn)為使用Rsch模型就可以28.結(jié)合以下四個(gè)典型簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)說明在a、c在無側(cè)移情況下