《混凝土结构设计规范》的解读(31-60)

来源:结构工程师    发布时间:2013-04-05    结构工程师辅导视频    评论

41.请说明当裂缝面与钢筋垂直相交时,与裂缝相交处钢筋的锈蚀是如何发展的?裂缝宽度与这一锈蚀过程有什么关系?
解: 钢筋首先在裂缝宽度较大处发生个别点的“坑蚀”,继而渐渐形成“环蚀”,同时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,导致沿钢筋长度出现纵向裂缝,并使保护层剥落,习称“暴筋”,从而截面承载力降低,最终将使结构破坏或失效。
裂缝宽度越大,水和酸性气体更易进入裂缝,与钢筋表面接触面积更大,更易锈蚀。
42.请说明碳化深度达到钢筋表面所引起的锈蚀与裂缝处钢筋锈蚀的发育特征有什么区别?
答:保护层失效引起的钢筋锈蚀是全面锈蚀,钢筋膨胀引起的裂缝一旦发生,是沿钢筋全长的。
而裂缝引起的钢筋锈蚀是局部发展的。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的?由此我们可以得到什么可以改善耐久性的启发?
答:水和氧气是通过混凝土保护层的孔隙和裂缝进入的;改善方法:提高混凝土的密实性,控制裂缝宽度或不开裂,在钢筋表面涂防护层.
44.当保护层的厚度因耐久性的需要而超过35~40mm时,应在保护层中采取什么措施以减少保护层混凝土蹦落的可能性?
答:通常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的构造钢筋网片.(《混凝土结构设计规范》293页9.2.4)。
45.一个轴心受压的混凝土圆柱,当其周边受有径向水平均布压应力时,轴心受压的应力-应变曲线会发生什么样的变化?这种变化与径向均匀压应力的大小有什么关系?
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的横向膨胀,阻滞纵向裂缝的出现和开展,在提高其极限强度的同时,塑性变形也有了很大的发展)(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,峰值后的曲线越平缓(孙会郎)。轴压应力的极限强度与径向均匀压应力的关系式为(三校《混凝土结构》21页):
——有侧向压应力约束的试件的轴心抗压强度
——无侧向压应力约束的试件的轴心抗压强度
——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(同时配有沿圆周方向上的纵向钢筋),混凝土的轴心受压应力-应变曲线是否也会发生类似的变化?为什么说环形或螺旋形箍筋对混凝土的约束是“被动约束”?
答:会发生类似的变化。因为当圆柱体不受压时,箍筋中并没有应力。只有当圆柱体受压时,箍筋为约束混凝土的横向膨胀其内部才产生应力,因此环形或螺旋形箍筋对混凝土的约束是“被动约束”(个人意见,有待斟酌,孙会郎)。
47.矩形箍筋对混凝土的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的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的好坏有影响吗?纵筋的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的作用是均匀分布的径向压应力。而矩形箍筋却有所不同,矩形箍筋柱在轴压力的作用下,核心混凝土的膨胀变形使箍筋的直线段产生水平弯曲。因为箍筋直线段的抗弯刚度很小,因此直线段对核心混凝土的反作用力也很小。另一方面,箍筋的转角部刚度大,变形小,两个垂直方向上的拉力合成对核心混凝土对角线方向的强力约束。故核心混凝土承受的是沿对角线方向的集中压应力和沿箍筋方向分布的很小的横向力(过镇海《钢筋混凝土原理》172页)。复合箍筋的中间肢能加强箍筋直线段对核心混凝土的约束作用,因此复合箍筋对混凝土的约束作用比单个箍筋要好。箍筋的间距越小,对混凝土的约束作用越好。纵筋能把箍筋的一部分约束力传递给箍筋上下方的混凝土,因此能加强对箍筋之间的混凝土的约束力,并且纵筋的根数越多直径越大这种作用越明显。但总体来说它的影响还是比较小,因此设计中一般不考虑(个人意见,有待斟酌,孙会郎)。
48.请说明什么是井字复合箍(画图表示)?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点?请画出拉筋的正确形式。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的箍筋约束效果能直接用于偏心受压区混凝土吗?有没有什么办法能验证直接应用的合理性?
答:经验证明用轴心受压的结果模拟偏心受压下的应力-应变关系误差是不大的,故由轴心受压构件经验得出的箍筋约束效果能直接用于偏心受压区混凝土。

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