混凝土設計規范解答(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 點 :冷軋帶肋鋼筋比原鋼筋強度增大 ,節省鋼材 .缺點 :塑性性能降低 . HRB400 級 (新三級 )鋼筋 ?它的最大優勢是什么 ?與使用 HRB335 級鋼筋相比 ,在使用 HRRB400級鋼筋時應注意是什么問題 ? 解 :優先采用是為了節省鋼材 .其最大優勢是省鋼材 ,方便施工 。與HRB335 相比要注意驗算裂縫寬度 ,規范規定最小配筋率減少 %. (鋼絲 )推薦的主導品種是什么 ?為什么在預應力結構中取用強度高的預應力筋更有利 ? 解 :主導鋼筋是高強的預應力鋼絞線 ,鋼絲 .預應力鋼筋強度越高預應力相對損失越少 ,另外強度越高配筋相對減少 ,預應力損失減少 ,同時預加應力越大 ,抗裂度加大 . ? 解 : 混凝土標準強度 : 以邊長為 150 MM立方體在 20 C的溫度和相對濕度在 90%以上的潮濕空氣中養護 28 天 ,依照標準方法測得的具有 95%保證率的抗壓強度 鋼筋標準強度 : 混凝土設計規范中采用國標規定的廢品率限制作為鋼筋的強度標準值，為 %。 37. 你認為影響鋼筋混凝土和預應力混凝土結構耐久性的因素有那些 ? 解 : 保護層厚度，裂縫，材料性能有關 內部因素：混凝土強度，密實性，水泥用量，水灰比，氯離子及堿含量，外加劑用量，保護層厚度。 外部因素：溫度，濕度， CO2 含量，侵蝕性介質，空氣流動性。 ?為什么碳化深度與鋼筋全面銹蝕有直接關系 ? 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 。 因為混凝土的高堿性環 境使得鋼筋免于被酸性物質腐蝕 , 當混凝土碳化前鋒達到鋼筋表面后 ,鋼筋開始銹蝕 ,此后鋼筋銹蝕不斷加劇 ,直到全面銹蝕。 39．混凝土構件的保護層厚度是按什么原則確定的？為什么板、墻、殼類構件的保護層厚度可以比梁柱類構件取得小？ 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。處于一般室內環境中的構件，受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度主要按結構構造或耐火性的要求確定。處于露天或室內高濕度環境中的構件，結構的使用壽命基本上取決于保護層完全碳化所需的時間。總之受力鋼筋的混凝土保護層的最小厚度應根據不同等級混凝土在 設計基準期內碳化深度來確定。 對于梁柱等構件，因棱角部分的混凝土雙向碳化，且易產生沿鋼筋的縱向裂縫，而板、殼是單向碳化，故保護層厚度要比梁柱的小。 40．請說明鋼筋混泥土結構構件和預應力結構構件的裂縫控制等級。這些等級與耐久性有什么關系？ 解： 環境類別 鋼筋混泥土結構 預應力混泥土結構 裂縫控制等級 （ｍｍ） 裂縫控制等級 （ｍｍ） 一 三 ０ .３（０ .４） 三 ０ .２ 二 三 ０ .２ 二 —— 三 三 ０ .２ 一 —— （《混凝土結構設計規范》Ｐ１３） 41．請說明當裂縫面與鋼筋垂直相交時，與裂縫相交處 鋼筋的銹蝕是如何發展的？裂縫寬度與這一銹蝕過程有什么關系？ 解： 鋼筋首先在裂縫寬度較大處發生個別點的“坑蝕” ,繼而漸漸形成“環蝕” ,同時向裂縫兩邊擴展形成銹蝕面 ,使鋼筋截面削弱。鋼筋銹蝕嚴重時，體積膨脹，導致沿鋼筋長度出現縱向裂縫，并使保護層剝落，習稱“暴筋”，從而截面承載力降低，最終將使結構破壞或失效。 裂縫寬度越大，水和酸性氣體更易進入裂縫，與鋼筋表面接觸面積更大，更易銹蝕。 42．請說明碳化深度達到鋼筋表面所引起的銹蝕與裂縫處鋼筋銹蝕的發育特征有什么區別？ 答：保護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生，是沿鋼筋全長的。 而裂縫引起的鋼筋銹蝕是局部發展的。從裂縫處逐漸向兩邊發展。 43．碳化深度達到鋼筋表面后，鋼筋要銹蝕還需要水和氧氣，請問水和氧是如何到達鋼筋表面的？由此我們可以得到什么可以改善耐久性的啟發？ 答：水和氧氣是通過混凝土保護層的孔隙和裂縫進入的 。改善方法 :提高混凝土的密實性 ,控制裂縫寬度或不開裂 ,在鋼筋表面涂防護層 . 44．當保護層的厚度因耐久性的需要而超過 35～ 40mm 時，應在保護層中采取什么措施以減少保護層混凝土蹦落的可能性？ 答：通常是在混凝土保護層中離構件表面一 定距離處全面增配由細鋼筋制成的構造鋼筋網片 .（《混凝土結構設計規范》 293 頁 ）。 45．一個軸心受壓的混凝土圓柱，當其周邊受有徑向水平均布壓應力時，軸心受壓的應力 應變曲線會發生什么樣的變化？這種變化與徑向均勻壓應力的大小有什么關系？ 答：曲線峰部抬高，變得平緩和豐滿（徑向壓應力約束了混凝土的橫向膨脹，阻滯縱向裂縫的出現和開展，在提高其極限強度的同時，塑性變形也有了很大的發展）（過鎮海《鋼筋混凝土原理》 79 頁）。均勻壓應力越大，峰值越大，峰值點越靠后，峰值后的曲線越平緩（孫會郎）。軸壓應力的極限強度與徑向均勻壓應力的關系式為（三校《混凝土結構》 21 頁）： —— 有側向壓應力約束的試件的軸心抗壓強度 —— 無側向壓應力約束的試件的軸心抗壓強度 —— 側向均勻壓應力 46．（接 45 題）當該圓柱體配有環形箍筋或螺旋箍筋時（同時配有沿圓周方向上的縱向鋼筋），混凝土的軸心受壓應力 應變曲線是否也會發生類似的變化？為什么說環形或螺旋形箍筋對混凝土的約束是“被動約束”？ 答：會發生類似的變化。因為當圓柱體不受壓時，箍筋中并沒有應力。只有當圓柱體受壓時，箍筋為約束混凝土的橫向膨脹其內部才產生應力，因此環形或螺旋形箍筋對混凝土的約束是“被動約束”（個人意見，有待斟酌，孫會郎）。 47．矩形箍筋對混凝土的約束作用與圓形箍筋或螺旋形箍筋有什么實質性區別？復合矩形箍筋對核心混凝土的約束作用為什么又要比單個矩形箍筋好？箍筋間距對這種約束的好壞有影響嗎？縱筋的根數和直徑對這種約束有影響嗎？為什么？在設計中考慮這種影響嗎？ 答：圓形箍筋和螺旋形箍筋對混凝土產生的作用是均勻分布的徑向壓應力。 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生水平彎曲。因為箍筋直線段的抗彎剛度很小，因此直線段對核心混凝土的反作用力也很小。另一方面，箍筋的轉角部剛度大，變形小，兩個垂直方向上的拉力合成對核心混凝土對角線方向的強力約束。故核心混凝土承受的是沿對角線方向的集中壓應力和沿箍筋方向分布的很小的橫向力（過鎮海《鋼筋混凝土原理》 172 頁）。復合箍筋的中間肢能加強箍筋直線段對核心混凝土的約束作用，因此復合箍筋對混凝土的約束作用比單個箍筋要好。箍筋的間距越小，對混凝土的約束作用 越好。縱筋能把箍筋的一部分約束力傳遞給箍筋上下方的混凝土，因此能加強對箍筋之間的混凝土的約束力，并且縱筋的根數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，因此設計中一般不考慮（個人意見，有待斟酌，孫會郎）。 48．請說明什么是井字復合箍（畫圖表示）？井字復合箍中間各肢可用拉筋代替嗎？中間各肢用封閉矩形箍形成和用拉筋形成各有什么優缺點？請畫出拉筋的正確形式。要保證拉筋發揮約束作用，在施工綁扎時應注意什么問題？ 答 :如圖中所示即為井字復合箍。井字復合箍中間各肢可以用拉筋代替。 49．由軸心受壓構件 經驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區混凝土嗎？有沒有什么辦法能驗證直接應用的合理性？ 答：經驗證明用軸心受壓的結果模擬偏心受壓下的應力 應變關系誤差是不大的 ,故由軸心受壓構件經驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區混凝土。 50．在一根受彎的梁中，當尚未出現彎曲裂縫時，縱向鋼筋的表面有粘接應力嗎？什么是“粘接應力”，粘接應力的大小與各正截面中的作用剪力大小有關嗎？如有，為什么？ 答：有。因為任何一段鋼筋的應力差都由其表面的縱向剪應力所平衡，而此剪應力即周圍混凝土所提供的粘接應力（過鎮海《鋼筋混凝土原 理》 143 頁）。鋼筋與混凝土接觸面上的化學吸附作用力，混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力，鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用力以及因鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區焊短鋼筋、角鋼而產生的錨固力全稱為粘接應力（三校合編《混凝土結構》上冊 31 頁）。有關。原因去看筆記。 51．試說明一根帶肋鋼筋在受力逐步增大的過程中其粘接 滑移的基本規律（畫粘接 滑移曲線，并請關注該曲線的縱、橫坐標物理量是什么？），并說明其中的各個關鍵點和與這些關鍵點對應的物理現象 (其中應著重說明 :后藤幸正發現的肋前角向斜外向發 展的裂縫 。肋前混凝土局部壓碎區 。局壓區的形成對鋼筋劈裂力的形成起什么作應 ,劈裂力如何作應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粘接沒有破壞。 ○ 2 拉力增大，出現后藤裂縫。 ○ 3 拉力繼續增大，肋前混凝土局部壓碎。 ○ 4 拉力再增大，曲線坡度減小，后藤裂縫繼續擴展，件劈效應更加明顯。在沒有箍筋的情況下，將形成通長的劈裂裂縫導致粘接破壞。 ○ 5 若有箍筋約束，則劈裂裂縫不能充分發展，這時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力逐漸減小。 鋼筋被拔出（三校合編《混凝土結構》上冊 31 頁）。 肋前的混凝土壓碎成粉末的時候，尖劈效應更加明顯，如果保護層太薄且沒有箍筋保護，則會產生劈裂裂縫。因為箍筋可以限制辟裂裂縫開展，有效提高粘接應力。所以。 52．說明帶 90 度彎折的錨固端的受力機理，水平直段的長度對彎弧及尾段的受力有影響嗎？帶 90 度彎折錨固端的總錨長為什么不需要滿足直線錨固長度的要求？其水平段過短會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”而產生的拉力，三是彎折段與混凝土之間的粘接力。因為“纜索效應”加強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取 倍的直線錨長。如果水平段過小將會形成拉脫型錨固失效。這種錨固形式主要應用在梁和邊柱的接點和錯層處的梁柱接點。（個人意見） 53．鋼筋受拉錨固長度是用什么樣的試驗確定的？它與那些主要因素有關（參看 GB5001020xx 規范）？為什么它與混凝土保護層厚度不小于鋼筋直徑的規定有關？受拉錨固長度考慮了可靠度問題嗎？用 什么思路考慮的？ 答：《規范》規定的縱向受拉鋼筋的最小錨固長度（）是根據拔出試件試驗結果的統計分析給出的。它與混凝土強度等級、鋼筋的強度、鋼筋的直徑、混凝土保護層的厚度等有關。因《規范》在確定錨固長度所做的試驗取偏心至邊緣的距離為 d（鋼筋直徑），故規定保護層厚度不得小于 d（筆記）。受拉錨固長度是考慮了可靠度的，具體體現在鋼筋的外形系數α內，α是經對各類鋼筋進行系統粘接錨固試驗及可靠度分析得出的（《規范》 294 頁 ）。 54 什么是鋼筋的機械連接接頭？你知道哪幾種機械連接接頭？ 答：鋼筋的機械連接是通過連接件的機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 。 機械連接接頭有帶肋鋼管套筒擠壓連接 ,鋼筋錐螺紋連接 55 鋼筋搭接接頭是如何傳力的？為什么搭接長度比錨固長度要長些？為什么同一連接區段內搭接鋼筋占總受拉鋼筋面積的百分比越高，規范規定的搭接長度越大？ 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力來逐步傳遞。 ○ 2． 因為搭接區段內除了粘接應力外還有其他外力作用使鋼筋受拉 ,而鋼筋錨固段內只有粘接應力存在 ,不存在其他外力 . ○ 3．因為搭接取段內搭接鋼筋占受拉鋼筋面積的百分率越高，是因為搭接接頭受力后，相互搭接的兩根鋼筋將產生相對滑移，且搭接接頭長度越小，滑移越大。為了使接頭充分受力的同時，剛度不致過差，就需要相應增大搭接長度。 56 什么是“同一連接區段