1、转贴:白绍良专家混凝土构造设计规范规范解读转贴混凝土构造设计规范(GB 50010-)编写人白绍良专家对混凝土构造设计规范解读引自:1.从技术术语角度分清什么是“框架”什么是“框架构造”。 答:框架:框架构造、框架-剪力墙构造、框架-筒体构造中框架某些。 框架构造:仅仅由框架构成构造。(推荐答案) 框架构造由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系房屋建筑构造(高层建筑构造分析与设计P44) 框架构造由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系构造(规范第3页) 2高层建筑混凝土构造技术规程为什么要对框架构造最大高度做出限制? 答:框架构造在25层如下是经济,超过25层框架其侧向相对较柔,需要依照水平位
2、移控制而不经济加大构件尺寸。(高层建筑构造分析与设计P44) 框架构造构件接截面尺寸较小,构造抗侧刚度较小,水平位移大,在地震作用下容易由于大变形而引起非构造构造破坏。因而其建造高度受到限制。(混凝土构造下册P175)。 从整截面墙整体小开口墙壁式框架普通框架,水平抗侧刚度会削弱到只有本来整截面墙百分之几。因而剪力墙构造位移限制条件较容易满足,而框架构造往往是位移限制条件起控制作用。(笔记) 3高层建筑混凝土构造技术规程为什么对多高层建筑构造相对层间位移(层间水平位移与层高之比)做出限制?如果某个框架构造不满足这一控制条件,请说出在不加剪力墙状况下哪些办法可以提高框架构造抗侧向力刚度。 答:任
3、何构件或构造为保证其正常工作,都必要满足强度、刚度和稳定规定。随着简直物高度增长,对构造抗侧刚度规定也随之提高。由于侧向位移过大,会引起主体构造开裂甚至破坏,导致简直装修与隔墙损坏,导致电梯运营困难,还会使居住者感觉不良。另一方面,水平位移过大,竖向荷载将产生明显附加弯矩(即P-效应),使构造内力增大。(混凝土构造下册P172) 增长柱子截面积,设支撑,合理布置构造体系,增长水平构件刚度4请阐明框架-剪力墙,框架-核心筒,剪力墙构造,筒中筒构造含义。 答:框架-剪力墙构造:由框架和剪力墙共同作为承重构造。 框架-核心筒构造:由中央薄壁筒与外围普通框架构成高层建筑构造。 剪力墙构造:运用建筑物外
4、墙和永久性隔墙承重构造。 筒中筒构造:由中央薄壁筒与外围框筒构成高层建筑构造。(混凝土构造下册P177)5请说出剪力墙构造优缺陷。你以为采用剪力墙构造能实现每户居室自由设计规定吗? 答:由于剪力墙抗侧刚度较大,剪力墙构造体系在水平力作用下侧移量很小,构造整体性好,抗震能力强,可以建造较高建筑物。但剪力墙布置受到建筑开间和楼板跨度限制。墙与墙之间间距较小,难于满足布置大空间等使用规定。(混凝土构造下册P177) 我以为可以通过加大墙与墙之间距离办法来实现自由户型设计。 我以为采用剪力墙构造不易实现每户居室自由设计规定。 6框架-剪力墙构造中剪力墙必要在两端与框架柱整体浇在一起吗?如果浇在一起,请
5、画出两根框架柱和她们之间剪力墙水平剖面及柱和剪力墙配筋构造示意图。 答:抗震墙周边应设立梁(或暗梁)和端柱构成边框;端柱截面宜与同层框架柱相似。(抗震规范P61 6.5.1,P195,11.7.17)实验表白,剪力墙在周期重复荷载作用下塑性变形能力,与截面纵向钢筋配筋、端部边沿构件范畴、端部边沿构件内纵向钢筋及箍筋配备,以及截面形状、截面轴压比大小等因素关于,而墙肢轴压比则是更重要影响因素。当轴压比较小时,虽然在墙端部不设约束边沿构件,剪力墙也具备较好延性和耗能能力;而当轴压比超过一定值时,不设约束边沿构件剪力墙,其延性和耗能能力减少。为了保证剪力墙地步塑性铰区严刑性能以及耗能能力,规定了一、
6、二级抗震级别下,当剪力墙底部也许浮现塑性铰区域内轴压比较大时,应通过约束边沿构件为墙肢两端混凝土提供适度约束。(混凝土规范P336) 图见抗震规范P58 7筒中筒构造中“外框筒”构造特点,受力特点是什么? 答:外框筒由柱距为2.03.0m密排柱和宽梁构成。筒中筒构造中,剪力墙内筒截面面积较大,它承受大某些水平剪力,外框筒柱承受剪力很小;而水平力产生倾覆力矩,则绝大某些由框筒柱轴向力所形成总弯矩来平衡,剪力墙和外框筒柱承受剪力很小。此外,外框筒在水平力作用下,不但平行于水平力作用方向上框架(称为腹板框架)起作用,并且垂直于水平力作用方向上框架(称为翼缘框架)也共同受力。薄壁筒在水平力作用下接近于
7、薄壁杆件,产生整体弯曲和扭转。但是,外框筒虽然整体受力但与抱负筒体受力有明显差别。抱负筒体在水平力作用下,截面保持平面腹板应力直线分布,翼缘应力相等,而外框筒则不再保持平截面变形,腹板框架柱轴力是曲线分布,翼缘框架柱轴力也不是均匀分布:接近角柱柱子轴力大,远离角柱柱子轴力小。这种应力不再保持直线规律现象即剪力滞后。由于存在这种剪力滞后现象,因此外框筒不能简朴地按平截面假定进行内力计算。(多层与高层混凝土建筑构造设计第489页)8什么是“转换层”。请用简朴传力模型阐明转换层变化竖向力传递途径和水平力传递途径是什么含义?在发挥此类作用时,转换层自身有什么受力特点? 答:为了实现上部布置小空间,下部
8、布置大空间,上部布置刚度大剪力墙,下部布置刚度小框架柱。为了实现这种构造布置,就必要在构造转换楼层设立转换层。(高层建筑构造实用设计办法P375) 将竖向荷载向下传递;传递水平荷载,当上下部承受水平力构造构件不一致时,中间转换层可以解决复杂受力状况。可以想象成水平放置剪力墙或深梁。转换层楼板要完毕上下层剪力重分派,自身在平面内受力很大,楼板有明显变形。楼板变形成果是,下部框支柱位移增大,从而框支柱剪力增大。而不能直接使用按楼板刚度无限大假定计算成果。9请阐明转换层惯用构造形式。请说出转换层平面尺度与构造高度大体比例。 答:内部要形成大空间,涉及构造类型转变和轴线转变,可以采用梁式、桁架式、箱形
9、和板式转换层。框筒要在底层形成大入口,可以有各种转换层形式:转换梁、转换桁架、转换墙、间接转换拱、台柱转换拱。(高层建筑构造实用设计办法P378)10请阐明框架-核心筒长处。请参照工程实例给出一种框架-核心筒构造大体平面布置,并阐明核心筒平面与整个框架-核心筒构造平面尺度大体是什么关系。此类构造核心筒外围框架柱平面布置应考虑什么问题。为什么工程界也将此类核心筒外围框架称为“稀柱框架”。 答:框筒构造合用于钢或钢筋混凝土建造,高度曾达40100层。这种框架重复模式引出装配式钢构造以及在混凝土构造中可以应用迅速移动式成套模板,形成迅速施工。框筒构造是当代高层构造体现最重大发展之一,它具备一种有效、
10、易于施工构造,可建造出最高建筑。从建筑风格来讲,框筒构造外形清晰明快。(高层建筑构造分析与设计P52) 45%50% 由于框架-核心筒构造只保存了剪力墙内筒,外筒作为普通框架,不规定起空间筒体作用,因而其平面形状较为自由,灵活多样。(多层与高层混凝土建筑构造设计第504页) 宜采用简朴平面形状,一方面考虑有双对称轴向圆形、正方形、矩形和正多边形,另一方面为正三角形平面等。内筒宜局中,矩形平面长宽比不适当不不大于2。 11近来在高层建筑框架中常采用“宽扁梁”方案,请问这重要出于什么样考虑?这种做法不会影响构造抗水平力刚度吗?如果影响,那又应在设计中如何考虑和解决? 答:为了减少楼层高度,或便于通
11、风管道通过,必要时可以设计成宽度比较大扁梁,此时应依照荷载及跨度状况,满足梁挠度限值,扁梁高度可取 (多层与高层混凝土建筑构造设计p263)此外在延性框架规定强柱弱梁,强剪弱弯状况下,不适当采用加大梁高度做法,经常采用截面高度比较小扁梁。(你们自己看用不用这条)为了增长楼层净高,常将柱间大梁作成扁梁,以减小梁高度。扁梁是宽度不不大于或等于梁高梁。扁梁高跨比也不适当不大于1/20。高层建筑转换层梁荷重比很大,又要争取转换层相邻下层层高,故常作成扁梁。(高层建筑概念设计p89) 有影响。由于框架在水平荷载作用下水平位移是由构件变形三种模式引起,涉及梁弯曲变形、柱弯曲变形以及柱轴向变形。层间水平位移
12、也是由这三种变形引起位移分量构成,高层框架构造构件典型尺寸普通具备这样比例关系,既梁弯曲变形是引起位移重要因素,而柱弯曲变形次之,(高层建筑构造分析与设计P186196)扁梁设计时你不但需考虑纵向,你还需考虑横向,固然这要依照你支撑状况而定。另据参加宽扁梁实验朋友论述,宽扁梁纵筋还是尽量穿过柱子,手册规定必要不少于75%纵筋穿柱,其实此外25%不穿柱钢筋起到作用很小。(本答案90%是错)12什么是带“加强层高层建筑构造”?“加强层”常采用什么构造方案?为什么“加强层”能提高构造抗侧刚度?在钢筋混凝土高层建筑中设立加强层要特别注意什么问题? 答:带刚臂超高层核心筒框架构造体系。 加强层宜布置有外
13、伸刚性梁,桁架或空腹桁架,有时还在楼层布置环梁或桁架。 层数诸多,高度很大建筑构造中,不可避免要遇到两个问题:构造在水平作用下水平位移过大,作为重要受力构件中心剪力墙或筒体承受弯矩过大,普通高层构造体系,其位移类似悬臂梁,随高度增大,外荷载产生倾覆力矩大某些由中央核心剪力墙或筒体承受,设计遇到很大困难。在顶部布置水平伸臂后,由于刚性伸臂使外伸产生轴向拉力和压力。它们构成一种力偶平衡了一某些外荷载所产生倾覆力矩,从而减少了核心内墙承受力矩,也大大减少了侧移。 由于刚臂作用加大了某些框架柱轴压比,对抗震不利 13用下面一种框架-剪力墙构造平面示意图阐明该构造每一层楼层为什么都要起“膈板作用”(既水
14、平方向传力作用)。如果要对楼板在其平面内受力状况进行验算,应采用什么计算简图? 答: 在侧向力作用下,框架和剪力墙协同工作,共同抵抗侧向力。剪力墙侧向位移曲线为弯曲型,框架侧向位移曲线为剪切型。而由于各层楼板或连梁作用框架和剪力墙在各楼层处必要有共同侧向位移。在底部,框架变形受到剪力墙制约,在顶部,剪力墙受到框架扶持。因而每一层楼层都起水平方向传力作用。我以为应当使用 模型来分析。14.什么是”某些框支剪力墙构造”框支层”。框支层与上部楼层之间一层楼盖在传递水平力方面具备什么特殊作用?在设计中应如何考虑?为什么规定框支层和上部楼层层间相对位移(层刚度)要有一种适当比例,为什么规定落地剪力墙要在
15、全局同方向剪力墙中占有足够比例?答:见关于资料 15.在下图中,剪力墙轴压力,弯矩和剪力是大体如何传给框支梁和框支柱?框支梁受力有什么特点,在它与框支柱节点处配筋构造要注意什么问题?16.请阐明什么是“型钢混凝土”(劲性钢筋混凝土或型钢钢筋混凝土),什么是“钢管混凝土”?以型钢混凝土柱为例,阐明它受力为什么比普通钢筋混凝土好.请画出一种典型型钢混凝土柱剖面.阐明钢管混凝土柱中钢管和混凝土柱受力特点.如果是大偏心受压柱,钢管混凝土尚有无长处?请丛刊物种找出一种你以为也许比较合理钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱节点做法. 答:型钢混凝土构件是在混凝土中重要配备型钢,也配有少量构造钢筋及少量受力钢筋. 在
16、钢管中充填混凝土构造称为钢管混凝土构造。 型钢混凝土: 一方面混凝土包裹型钢,在构件达到承载力前型钢很少发生局部屈曲。另一方面型钢对核心混凝土起约束作用。同步由于整体型钢比钢筋混凝土中分散钢筋刚度大得多,因此型钢混凝土构件比钢筋混凝土构件刚度明显提高。型钢混凝土有较好延性及很大耗能能力。钢管混凝土构造受力性能优越性重要体当前合理地运用钢管对混凝土紧箍力。这种紧箍力变化了混凝土柱受力状态,将单向受压变化为三向受压,混凝土抗压强度大大提高。 在低应力阶段,基本上与普通钢筋混凝土受压构件类似,即钢管与混凝土共同分担纵向压力。随着纵向压力增长,混凝土横向变形不不大于钢管横向变形(都自由状况下),而这是
17、不也许。因而混凝土对钢管产生径向压力。钢管在径向压力作用下,产生了环向压力。 对于单根钢管混凝土,较为合用于轴心受压或以轴向压力为主构件与杆件,这样能较为充分发挥混凝土三向受压下强度大大提高优越性。对于弯矩较大构件,一方面混凝土受压面积又较小,因此长处不是很突出。此外一方面,由于截面中受拉区存在。金箍力作用将大为削弱。并且紧箍力计算也变得十分复杂。此外,截面相等状况下,圆形截面惯性矩小,从力学特性上来说,不适合承弯。 几种梁柱节点形式 17.试以剪力墙构造中一片横墙剪力墙为例,阐明在水平荷载作用下,剪力墙每一层层间位移中哪一某些称为”有害位移”,那一某些称为”无害位移”. 答:本层弯曲变形和剪
18、切变形所产生位移为有害位移,下层位移对上层产生附加位移是无害位移。 弯曲型剪力墙构造,对于剪力墙整体变形采用普通梁平截面假定。由此可知,第I层剪力墙层间委蛇角包括自身变形角和下层位移角两某些。后者和本层受力无关,称为无害位移角,前者和本层受力关于,称为有害位移角。 18.试如下图所示框架核心筒墙简化受力模型为例,阐明在水平作用下剪力墙、框架和剪力墙连梁变形互有关系。如果要控制框架梁、柱、剪力墙连梁和剪力墙自身损伤,请相应分别按什么思路设定对它们层间变形控制条件。 答: 19请阐明单层厂房钢筋混凝土或预应力混凝土屋架比较合理构造形式。这种屋架能按简朴铰接桁架进行内力分析吗?如果不完全行,又要补充
19、什么验算内容?答:可以按照铰接桁架来计算轴力(即进行内力分析),但是上弦要按照持续梁在支座不均匀沉降状况下计算弯矩。(笔记) 20为什么说支撑系统是保证单层厂房构造整体刚度和稳定性核心办法。你懂得也许需要哪些部位设立沿哪个方向平面支撑。支撑自身普通采用什么样构造形式? 答:(1)在装配式钢筋混凝土单层厂房构造中,支撑虽然不是重要承重构件,但却是联系各种重要构造构件并把它们构成整体重要构成某些。可以把有些水平荷载传递到重要承重构件。屋架横向刚度很小,容易持续崩塌,故设立支撑。 (2)屋盖上下弦水平支撑,应布置在屋架(屋面梁)上下弦平面内以及天窗架上弦平面内。 屋盖垂直支撑应布置在屋架(屋面梁)间
20、和天窗架(涉及挡风板立柱)之间。 系杆设立在屋架上下弦及天窗上弦平面内。 屋架上弦水平支撑布置在每个伸缩缝区段端部。对于采用钢筋混凝土屋面梁屋盖系统,当采用檩条时,应在梁上翼缘平面内设立横向水平支撑。支撑应布置在伸缩缝区段两端第一种或第二个柱距内。当屋盖上天窗通过伸缩缝时,则应在伸缩缝两侧天窗下面柱距内设立上弦横向水平支撑。 对于采用钢筋混凝土拱形及梯形屋架屋盖系统,应在每一种伸缩缝区段端部第一或第二个柱距内设立上弦横向水平支撑。当厂房设立天窗时,可依照屋架上弦杆件稳定条件,在天窗范畴内沿厂房纵向设立连系杆。21请从材料加、卸载应力应变关系阐明什么是非弹性,什么是“弹性”?什么是“非线性”,什
21、么是“线性”?就这个意义来说,混凝土受压时具备什么特性?为什么? 答:(非)弹性是指在应力作用下产生某一应变,在应力撤除后(不)可以完全恢复性能。 (非)线性是指在应力作用下曲线按比例呈线性增长称为线性。 就这个意义上说,混凝土受压时具备非线性和非弹性特性。 22请从材料受力角度理解什么是“弹性模量”。混凝土设计弹性模量是如何测定?规范给出弹性模量公式包没包括可靠性因素。不同强度级别混凝土Ec有无差别,差别大吗? 答:混凝土弹性模量是指依照混凝土棱柱体原则试件,用原则实验办法所得到规定压应力值与其相应压应变值比较。即单位压应变所相应应力值。(建筑构造设计术语和符号原则30页3.4.5条) 采用
22、柱体试件,取应力上限为0.5fc重复加载10次时应力应变曲线接近直线,该直线斜率取为混凝土弹性模量依照规范P240(4.1.5)上公式,由于 是混凝土立方体抗压强度原则值相相应,而原则值已考虑了可靠度,故弹性模量也考虑了可靠度。(个人总结) 不同强度级别混凝土EC弹性模量有差别。从C15-C80从2.2-3.8104N/mm2。变化较大。 23阐明从较低强度混凝土(例如C20)到高强混凝土(例如C100)应力应变特性及其区别。 答:强度越高其应力峰值点越高,但相应应变差距不大。强度越高越接近弹性材料。强度由低到高:EC由小到大,非线性由重到轻,下降段由平缓到陡,上升段由陡到平缓,破坏应变减小。
23、C90以上,原则上没有下降段。(笔记)24以硅酸盐水泥做成混凝土为例,阐明水泥水化后细观构造特性。这种特性对混凝土受力性能有什么影响。 答:水泥水化后,在水泥颗粒表面形成水化物膜。内部水泥颗粒继续水化,然后向外喷出管状触须。触须互相交错。致使颗粒间空隙减小,包有凝胶体水泥颗粒互相接触,结晶体和凝胶体互相贯穿形成结晶网状构造。固相颗粒之间空隙减小,构造逐渐紧密。使水泥浆体完全失去可塑性,达到可以肩负一定荷载强度。进入硬化期后,水化速度减慢,水化物随时间增长而逐渐增长,扩散到毛细孔中,使使构造更趋致密,强度相应提高。(我感觉后某些和授课内容不合拍) 因而混凝土抗压能力强而抗拉能力弱。 25试阐明在
24、混凝土单轴受压时,其中微裂缝发展趋势。到应力应变曲线哪个部位时(中低强度混凝土),裂缝才在轴压试块表面成为可见。 答:混凝土在承受荷载或外应力此前,内部就已经存在少量分散微裂缝。当混凝土内微观拉应力较大时,一方面在粗骨料界面浮现微裂缝,称界面粘结裂缝。开始受力后懂得极限荷载(max),混凝土微裂缝逐渐增多和扩展可以分作3个阶段: (1)微裂缝相对稳定期(/max0.30.5) 这时混凝土压应力较小,虽然有些微裂缝尖端因应力集中而沿界面略有发展,也有些微裂缝和间隙因受压而有些闭和,对混凝土宏观变形性能无明显变化。 (2)稳定裂缝发展期(/max0.750.9) 混凝土在更高应力作用下,粗骨料界面
25、裂缝突然加宽和延伸,大量进入水泥砂浆:水泥沙浆中已有裂缝也加快发展,并和相邻粗骨料界面裂缝相连。这些裂缝逐个连通,构成大体平行于应力方向持续裂缝,或称纵向劈裂裂缝。若混凝土中某些粗骨料强度较低,或有节理和缺陷,也也许在高应力下发生骨料劈裂。这一阶段应力增量不大,而裂缝发展迅速,变形增长大。虽然应力维持常值,裂缝仍将继续发展,不能再保持稳定状态。纵向通缝将试件分隔成数个小柱体,承载力下降而导致混凝土最后破坏。 其破坏机理可以概括为:一方面是水泥沙浆沿粗骨料界面和砂浆内部形成微裂缝;应力增大后这些微裂缝逐渐地延伸和扩展,并连通成为宏观裂缝;砂浆损伤不断积累,切断了和骨料联系,混凝土整体性遭受破坏而
26、逐渐丧失承载力。 (轴压) 试件刚开始加载时应力较小(0.4fc)。继续加大应力,混凝土塑性变形和微裂缝稍有发展。 当试件应力达=(0.80.9)fc时,应变为(0.650.86)p,混凝土内部微裂缝有较大开展,但试件表面尚无肉眼可见裂缝。此后,混凝土内浮现非稳定裂缝。 应力应变曲线进入下降段不久,当应变=(1-1.35)p和应力=(10.9)fc时,试件中部表面浮现第一条可见裂缝。此裂缝细而短,平行与于受力方向。 继续增大应变,试件上相继浮现多条不持续纵向短裂缝,混凝土承载力迅速下降。混凝土内骨料和砂浆界面粘结裂缝以及砂浆内裂缝不断地延伸扩展和相连。沿最薄弱面形成宏观斜裂缝,并逐渐地贯通全截
27、面。此时,试件应变约为=(23)p,混凝土残存强度为(0.40.6)fc。 再增大试件应变,此斜裂缝在正应力和剪应力挤压和搓碾下不断发展加宽,成为一破损带,而试件其他部位上裂缝普通不再发展。(过镇海)26请再从混凝土细观构造微裂缝发育应力应变关系归纳一下混凝土非线性、非弹性特性来源及体现特性。 解:重要来源于内部裂缝发展凝胶体流动 细观构造:构造混凝土在承受荷载前,内部就已经存在少量微裂缝,重要位于粗骨料和砂浆接触面上,并且硬结水泥尚有一定流动性。 微裂缝发育:在混凝土压应力较小时粗骨料表面微裂缝尖端因应力集中而沿周界略有发展,同步,有些裂缝因受压而闭合,卸载后大某些变形能恢复,故混凝土宏观变
28、形性能无明显变化,应力应变关系近似线弹性;继续加大荷载,粗骨料表面裂缝逐渐延伸和增宽,并产生新粘结裂缝,某些裂缝向砂浆进一步,若停止加载裂缝不会继续延伸,此时混凝土由于裂缝发展抗压刚度减少,同步由于裂缝不可恢复,故体现出非线性非弹性性质;再加大荷载,裂缝继续向砂浆里面进一步以至形成沿荷载方向贯穿裂缝将混凝土提成某些小柱而破坏,此时裂缝使混凝土试块刚度急剧下降,并且裂缝是不可恢复和不稳定,故混凝土非线性非弹性体现更明显。(过镇海P912) 27请阐明混凝土受拉应力应变曲线特性,受拉应力应变曲线有下降段吗?为什么? 解:试件开始加载后,当应力 (A点)时,混凝土变形约按比例增大。此后混凝土出少量塑
29、性变形稍快,曲线微凸。当平均应变 时,曲线切线水平,得抗拉强度 。随后,试件承载力不久下降,形成一陡峭尖峰(C点)。肉眼观测到试件表面裂缝时,曲线以进入下降段(E点),平均应变约 。裂缝为横向,细而短,缝宽约为0.040.08mm。此时试件残存应力约为(0.20.3) 。此后,裂缝迅速延伸和发展,荷载慢慢下降,曲线渐趋平缓。 受拉应力应变曲线有下降段。试件破坏时是砂浆逐渐退出工作,剩余某些应力增大,但名义应力减小,故有下降段;下降段测出规定实验装置有足够大刚度。28请阐明HRB235级、HRB335级、HRB400级、消除应力钢丝和热解决钢筋应力应变特性有什么差别? 解: 前三种钢筋有明显线弹
30、性段和屈服平台,三种钢筋屈服点依次增大,屈服段依次减短,极限延伸率较大; 后两种没有明显屈服平台,达到极限强度后曲线稍有下降,极限延伸率较小。29请一定弄清晰在普通钢筋混凝土构造中为什么不能直接用强度过高钢筋(例如原则强度超过550MPa钢筋)作为普通钢筋。 解: 由于混凝土达到强度极限时延伸率为0.002,当钢筋强度超过400MPa后,混凝土强度达到极限强度时钢筋没有屈服,不能充分运用钢筋强度;否则混凝土强度下降,构件承载力下降。 30热轧钢筋强度原则值和消除应力钢丝强度值分别按哪个强度指标拟定,为什么? 解: 热扎钢筋强度原则值是依照屈服强度拟定,用fyk表达。预应力钢铰丝、钢丝、和热解决
31、钢筋强度原则值是依照极限抗拉强度拟定,用fptk表达(规范p19) 31什么是钢筋极限延伸率,什么是钢筋均匀延伸率,为什么钢筋(钢丝)材性控制指标要从本来使用前者改为当前使用后者 。 解: 极限延伸率是指钢筋试件拉伸实验破坏时伸长量与原试件长度比值;钢筋均匀延伸率是指混凝土构件两裂缝间钢筋平均伸长量与原长比值; 32.什么冷轧带肋钢筋?它性能有什么长处?有什么缺陷?解:冷轧带肋钢筋是将热轧钢筋在常温下通过轧制机轧制而成.长处:冷轧带肋钢筋比原钢筋强度增大,节约钢材.缺陷:塑性性能减少. 33.为什么本次修订规范优先推荐采用HRB400级(新三级)钢筋?它最大优势是什么?与使用HRB335级钢筋
32、相比,在使用HRRB400级钢筋时应注意是什么问题?解:优先采用是为了节约钢材.其最大优势是省钢材,以便施工;与HRB335相比要注意验算裂缝宽度,规范规定最小配筋率减少0.1%. 34.规范对预应力钢筋(钢丝)推荐主导品种是什么?为什么在预应力构造中取用强度高预应力筋更有利?解:主导钢筋是高强预应力钢绞线,钢丝.预应力钢筋强度越高预应力相对损失越少,此外强度越高配筋相对减少,预应力损失减少,同步预加应力越大,抗裂度加大.36.混凝土和钢筋原则强度记录含义是什么?解:混凝土原则强度:以边长为150 MM立方体在20 C温度和相对湿度在90%以上潮湿空气中养护28天,依照原则办法测得具备95%保
33、证率抗压强度 钢筋原则强度:混凝土设计规范中采用国标规定废品率限制作为钢筋强度原则值,为97.73%。 37. 你以为影响钢筋混凝土和预应力混凝土构造耐久性因素有那些?解:保护层厚度,裂缝,材料性能关于(笔记) 内部因素:混凝土强度,密实性,水泥用量,水灰比,氯离子及碱含量,外加剂用量,保护层厚度。 外部因素:温度,湿度,CO2含量,侵蚀性介质,空气流动性。 38.什么是混凝土碳化?为什么碳化深度与钢筋全面锈蚀有直接关系?解:大气中CO2或其他酸性气体,将使混凝土中性化而减少其碱度,这就是混凝土碳化;由于混凝土高碱性环境使得钢筋免于被酸性物质腐蚀,当混凝土碳化前锋达到钢筋表面后,钢筋开始锈蚀,
34、此后钢筋锈蚀不断加剧,直到全面锈蚀。 39混凝土构件保护层厚度是按什么原则拟定?为什么板、墙、壳类构件保护层厚度可以比梁柱类构件获得小? 解:保证混凝土与钢筋共同工作和耐久性规定来拟定。处在普通室内环境中构件,受力钢筋混凝土保护层最小厚度重要按构造构造或耐火性规定拟定。处在露天或室内高湿度环境中构件,构造使用寿命基本上取决于保护层完全碳化所需时间。总之受力钢筋混凝土保护层最小厚度应依照不同级别混凝土在设计基如期内碳化深度来拟定。 对于梁柱等构件,因棱角某些混凝土双向碳化,且易产生沿钢筋纵向裂缝,而板、壳是单向碳化,故保护层厚度要比梁柱小。 40请阐明钢筋混泥土构造构件和预应力构造构件裂缝控制级
35、别。这些级别与耐久性有什么关系? 解: 环境类别 钢筋混泥土构造 预应力混泥土构造 裂缝控制级别 () 裂缝控制级别 () 一 三 .(.) 三 . 二 三 . 二 三 三 . 一 (混凝土构造设计规范)41请阐明当裂缝面与钢筋垂直相交时,与裂缝相交处钢筋锈蚀是如何发展?裂缝宽度与这一锈蚀过程有什么关系? 解:钢筋一方面在裂缝宽度较大处发生个别点“坑蚀”,继而徐徐形成“环蚀”,同步向裂缝两边扩展形成锈蚀面,使钢筋截面削弱。钢筋锈蚀严重时,体积膨胀,导致沿钢筋长度浮现纵向裂缝,并使保护层剥落,习称“暴筋”,从而截面承载力减少,最后将使构造破坏或失效。 裂缝宽度越大,水和酸性气体更易进入裂缝,与钢
36、筋表面接触面积更大,更易锈蚀。 42请阐明碳化深度达到钢筋表面所引起锈蚀与裂缝处钢筋锈蚀发育特性有什么区别? 答:保护层失效引起钢筋锈蚀是全面锈蚀,钢筋膨胀引起裂缝一旦发生,是沿钢筋全长。 而裂缝引起钢筋锈蚀是局部发展。从裂缝处逐渐向两边发展。 43碳化深度达到钢筋表面后,钢筋要锈蚀还需要水和氧气,请问水和氧是如何到达钢筋表面?由此咱们可以得到什么可以改进耐久性启发? 答:水和氧气是通过混凝土保护层孔隙和裂缝进入;改进办法:提高混凝土密实性,控制裂缝宽度或不开裂,在钢筋表面涂防护层. 44当保护层厚度因耐久性需要而超过3540mm时,应在保护层中采用什么办法以减少保护层混凝土蹦落也许性? 答:
37、普通是在混凝土保护层中离构件表面一定距离处全面增配由细钢筋制成构造钢筋网片.(混凝土构造设计规范293页9.2.4)。 45一种轴心受压混凝土圆柱,当其周边受有径向水平均布压应力时,轴心受压应力-应变曲线会发生什么样变化?这种变化与径向均匀压应力大小有什么关系? 答:曲线峰部抬高,变得平缓和丰满(径向压应力约束了混凝土横向膨胀,阻滞纵向裂缝浮现和开展,在提高其极限强度同步,塑性变形也有了很大发展)(过镇海钢筋混凝土原理79页)。均匀压应力越大,峰值越大,峰值点越靠后,峰值后曲线越平缓(孙会郎)。轴压应力极限强度与径向均匀压应力关系式为(三校混凝土构造21页):有侧向压应力约束试件轴心抗压强度
38、无侧向压应力约束试件轴心抗压强度 侧向均匀压应力 46(接45题)当该圆柱体配有环形箍筋或螺旋箍筋时(同步配有沿圆周方向上纵向钢筋),混凝土轴心受压应力-应变曲线与否也会发生类似变化?为什么说环形或螺旋形箍筋对混凝土约束是“被动约束”? 答:会发生类似变化。由于当圆柱体不受压时,箍筋中并没有应力。只有当圆柱体受压时,箍筋为约束混凝土横向膨胀其内部才产生应力,因而环形或螺旋形箍筋对混凝土约束是“被动约束”(个人意见,有待斟酌,孙会郎)。 47矩形箍筋对混凝土约束作用与圆形箍筋或螺旋形箍筋有什么实质性区别?复合矩形箍筋对核心混凝土约束作用为什么又要比单个矩形箍筋好?箍筋间距对这种约束好坏有影响吗?
39、纵筋根数和直径对这种约束有影响吗?为什么?在设计中考虑这种影响吗? 答:圆形箍筋和螺旋形箍筋对混凝土产生作用是均匀分布径向压应力。而矩形箍筋却有所不同,矩形箍筋柱在轴压力作用下,核心混凝土膨胀变形使箍筋直线段产生水平弯曲。由于箍筋直线段抗弯刚度很小,因而直线段对核心混凝土反作用力也很小。另一方面,箍筋转角部刚度大,变形小,两个垂直方向上拉力合成对核心混凝土对角线方向强力约束。故核心混凝土承受是沿对角线方向集中压应力和沿箍筋方向分布很小横向力(过镇海钢筋混凝土原理172页)。复合箍筋中间肢能加强箍筋直线段对核心混凝土约束作用,因而复合箍筋对混凝土约束作用比单个箍筋要好。箍筋间距越小,对混凝土约束
40、作用越好。纵筋能把箍筋一某些约束力传递给箍筋上下方混凝土,因而能加强对箍筋之间混凝土约束力,并且纵筋根数越多直径越大这种作用越明显。但总体来说它影响还是比较小,因而设计中普通不考虑(个人意见,有待斟酌,孙会郎)。 48请阐明什么是井字复合箍(画图表达)?井字复合箍中间各肢可用拉筋代替吗?中间各肢用封闭矩形箍形成和用拉筋形成各有什么优缺陷?请画出拉筋对的形式。要保证拉筋发挥约束作用,在施工绑扎时应注意什么问题? 答:如图中所示即为井字复合箍。井字复合箍中间各肢可以用拉筋代替。 49由轴心受压构件经验得出箍筋约束效果能直接用于偏心受压区混凝土吗?有无什么办法能验证直接应用合理性? 答:经验证明用轴
41、心受压成果模仿偏心受压下应力-应变关系误差是不大,故由轴心受压构件经验得出箍筋约束效果能直接用于偏心受压区混凝土。 50在一根受弯梁中,当尚未浮现弯曲裂缝时,纵向钢筋表面有粘接应力吗?什么是“粘接应力”,粘接应力大小与各正截面中作用剪力大小关于吗?如有,为什么? 答:有。由于任何一段钢筋应力差都由其表面纵向剪应力所平衡,而此剪应力即周边混凝土所提供粘接应力(过镇海钢筋混凝土原理143页)。钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力,混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生摩擦力,钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生机械咬合伙用力以及因钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、角钢而产生锚固力全称为粘接应力(三校合编
42、混凝土构造上册31页)。关于。因素去看笔记。 51试阐明一根带肋钢筋在受力逐渐增大过程中其粘接-滑移基本规律(画粘接-滑移曲线,并请关注该曲线纵、横坐标物理量是什么?),并阐明其中各个核心点和与这些核心点相应物理现象(其中应着重阐明:后藤幸正发现肋前角向斜外向发展裂缝;肋前混凝土局部压碎区;局压区形成对钢筋劈裂力形成起什么作应,劈裂力如何作应给钢筋周边混凝土,其后果是什么?)为什么说锚固段周边配箍对锚固能力有重要作用?答: 1拉力较小,钢筋与混凝土间化学粘接没有破坏。 2拉力增大,浮现后藤裂缝。 3拉力继续增大,肋前混凝土局部压碎。 4拉力再增大,曲线坡度减小,后藤裂缝继续扩展,件劈效应更加明
43、显。在没有箍筋状况下,将形成通长劈裂裂缝导致粘接破坏。 5若有箍筋约束,则劈裂裂缝不能充分发展,这时钢筋肋纹间混凝土将所有被压碎,在肋纹外表面形成一粗糙破坏面,钢筋与混凝土间粘接应力逐渐减小。 钢筋被拔出(三校合编混凝土构造上册31页)。 肋前混凝土压碎成粉末时候,尖劈效应更加明显,如果保护层太薄且没有箍筋保护,则会产生劈裂裂缝。由于箍筋可以限制辟裂裂缝开展,有效提高粘接应力。因此。52阐明带90度弯折锚固端受力机理,水平直段长度对弯弧及尾段受力有影响吗?带90度弯折锚固端总锚长为什么不需要满足直线锚固长度规定?其水平段过短会形成什么样失效方式?试举例阐明什么地方要用到这种锚固形式? 答:带9
44、0度弯折锚固端粘接力由三某些提供,一是直段与混凝土之间粘接力,二是弯钩处因“缆索效应”而产生拉力,三是弯折段与混凝土之间粘接力。由于“缆索效应”加强了钢筋与混凝土之间粘接能力,因此带90度弯折钢筋总锚长取0.7倍直线锚长。如果水平段过小将会形成拉脱型锚固失效。这种锚固形式重要应用在梁和边柱接点和错层处梁柱接点。(个人意见) 53钢筋受拉锚固长度是用什么样实验拟定?它与那些重要因素关于(参看GB50010-规范)?为什么它与混凝土保护层厚度不不大于钢筋直径规定关于?受拉锚固长度考虑了可靠度问题吗?用什么思路考虑? 答:规范规定纵向受拉钢筋最小锚固长度( )是依照拔出试件实验成果记录分析给出。它与
45、混凝土强度级别、钢筋强度、钢筋直径、混凝土保护层厚度等关于。因规范在拟定锚固长度所做实验取偏心至边沿距离为d(钢筋直径),故规定保护层厚度不得不大于d(笔记)。受拉锚固长度是考虑了可靠度,详细体当前钢筋外形系数内,是经对各类钢筋进行系统粘接锚固实验及可靠度分析得出(规范294页9.3.1)。 54什么是钢筋机械连接接头?你懂得哪几种机械连接接头? 答:钢筋机械连接是通过连接件机械咬合伙用或钢筋端面承压作用将一根钢筋中力传至另一根钢筋连接办法;机械连接接头有带肋钢管套筒挤压连接,钢筋锥螺纹连接 55钢筋搭接接头是如何传力?为什么搭接长度比锚固长度要长些?为什么同一连接区段内搭接钢筋占总受拉钢筋面
46、积比例越高,规范规定搭接长度越大? 解: 1钢筋搭接接头传力方式: 位于两根搭接钢筋之间混凝土受到肋斜向挤压作用,有如一斜压杆,通过钢筋与混凝土之间粘结力来逐渐传递。 2 由于搭接区段内除了粘接应力外尚有其她外力作用使钢筋受拉,而钢筋锚固段内只有粘接应力存在,不存在其她外力. 3由于搭接取段内搭接钢筋占受拉钢筋面积百分率越高,是由于搭接接头受力后,互相搭接两根钢筋将产生相对滑移,且搭接接头长度越小,滑移越大。为了使接头充分受力同步,刚度不致过差,就需要相应增大搭接长度。 56什么是“同一连接区段”搭接接头“同一连接区段”如何定义(参照混凝土构造设计规范及条文阐明) 解:钢筋绑扎搭接接头连接区段
47、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搭接接头均属于同一连接区段。(规范116页9。4。3条) (搭接钢筋接头中心距不不不大于1.3倍搭接接头长度,或搭接钢筋端部距离不不不大于0.3倍搭接接头长度时,均属位于同一连接区段搭接接头)(见规范296) 57请对比一下机械连接接头、焊接接头和搭接接头各自优缺陷。 解:机械连接节约钢材,施工以便。机械连接在保护层设定期应当注意套筒影响。锥螺纹加工规定很精细,但当前国内很难保证。在冷扎螺纹时候会使接头处产生残存应力,回火可以减少残存应力,但成本就会上升。 焊接连接可以达到较好连接效果,节约钢材。但由于施工水平限制,很难保证质量 搭接废钢。 58为什么搭接接头区要加密箍筋?为什么受压搭接接头两个端头外面还要增设两个间距较小构造箍筋。 解: 搭接传力方式是通过搭接钢筋与混凝土之间粘接力将
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