《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

50.在一根受弯的梁中,当尚未出现弯曲裂缝时,纵向钢筋的表面有粘接应力吗?什么是“粘接应力”,粘接应力的大小与各正截面中的作用剪力大小有关吗?如有,为什么?
答:有。因为任何一段钢筋的应力差都由其表面的纵向剪应力所平衡,而此剪应力即周围混凝土所提供的粘接应力(过镇海《钢筋混凝土原理》143页)。钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力,混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力,钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力以及因钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、角钢而产生的锚固力全称为粘接应力(三校合编《混凝土结构》上册31页)。有关。原因去看笔记。
51.试说明一根带肋钢筋在受力逐步增大的过程中其粘接-滑移的基本规律(画粘接-滑移曲线,并请关注该曲线的纵、横坐标物理量是什么?),并说明其中的各个关键点和与这些关键点对应的物理现象(其中应着重说明:后藤幸正发现的肋前角向斜外向发展的裂缝;肋前混凝土局部压碎区;局压区的形成对钢筋劈裂力的形成起什么作应,劈裂力如何作应给钢筋周围的混凝土,其后果是什么?)为什么说锚固段周围的配箍对锚固能力有重要作用?
答:
○1拉力较小,钢筋与混凝土间的化学粘接没有破坏。
○2拉力增大,出现后藤裂缝。
○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,件劈效应更加明显。在没有箍筋的情况下,将形成通长的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,这时钢筋肋纹间的混凝土将全部被压碎,在肋纹的外表面形成一粗糙的破坏面,钢筋与混凝土间的粘接应力逐渐减小。
钢筋被拔出(三校合编《混凝土结构》上册31页)。
肋前的混凝土压碎成粉末的时候,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。因为箍筋可以限制辟裂裂缝开展,有效提高粘接应力。所以。
52.说明带90度弯折的锚固端的受力机理,水平直段的长度对弯弧及尾段的受力有影响吗?带90度弯折锚固端的总锚长为什么不需要满足直线锚固长度的要求?其水平段过短会形成什么样的失效方式?试举例说明什么地方要用到这种锚固形式?
答:带90度弯折的锚固端的粘接力由三部分提供,一是直段与混凝土之间的粘接力,二是弯钩处因“缆索效应”而产生的拉力,三是弯折段与混凝土之间的粘接力。因为“缆索效应”加强了钢筋与混凝土之间粘接能力,所以带90度弯折的钢筋的总锚长取0.7倍的直线锚长。如果水平段过小将会形成拉脱型锚固失效。这种锚固形式主要应用在梁和边柱的接点和错层处的梁柱接点。(个人意见)
53.钢筋受拉锚固长度是用什么样的试验确定的?它与那些主要因素有关(参看GB50010-2002规范)?为什么它与混凝土保护层厚度不小于钢筋直径的规定有关?受拉锚固长度考虑了可靠度问题吗?用什么思路考虑的?
答:《规范》规定的纵向受拉钢筋的最小锚固长度()是根据拔出试件试验结果的统计分析给出的。它与混凝土强度等级、钢筋的强度、钢筋的直径、混凝土保护层的厚度等有关。因《规范》在确定锚固长度所做的试验取偏心至边缘的距离为d(钢筋直径),故规定保护层厚度不得小于d(笔记)。受拉锚固长度是考虑了可靠度的,具体体现在钢筋的外形系数α内,α是经对各类钢筋进行系统粘接锚固试验及可靠度分析得出的(《规范》294页9.3.1)。
54什么是钢筋的机械连接接头?你知道哪几种机械连接接头?
答:钢筋的机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用将一根钢筋中的力传至另一根钢筋的连接方法;
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的?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积的百分比越高,规范规定的搭接长度越大?
解:
○1.钢筋的搭接接头传力方式:位于两根搭接钢筋之间的混凝土受到肋的斜向挤压作用,有如一斜压杆,通过钢筋与混凝土之间的粘结力来逐步传递。
○2.因为搭接区段内除了粘接应力外还有其他外力作用使钢筋受拉,而钢筋锚固段内只有粘接应力存在,不存在其他外力.
○3.因为搭接取段内搭接钢筋占受拉钢筋面积的百分率越高,是因为搭接接头受力后,相互搭接的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的同时,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(参考《混凝土结构设计规范》及条文说明)
解: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。(《规范》116页9。4。3条)
(搭接钢筋接头中心距不大于1.3倍搭接接头长度,或搭接钢筋端部距离不大于0.3倍搭接接头长度时,均属位于同一连接区段的搭接接头)(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的优缺点。
解:机械连接节省钢材,施工方便。机械连接在保护层设定时应该注意套筒的影响。锥螺纹的加工要求很精细,但现在国内很难保证。在冷扎螺纹的时候会使接头处产生残余应力,回火可以降低残余应力,但成本就会上升。
焊接连接可以达到较好的连接效果,节省钢材。但由于施工水平的限制,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的外面还要增设两个间距较小的构造箍筋。
解:搭接的传力方式是通过搭接的钢筋与混凝土之间的粘接力将一根钢筋的力传给另外一根钢筋。位于两根钢筋之间的混凝土受到肋的挤压作用,肋对混凝土的斜向挤压力的径向分力同样使外围混凝土产生横向拉力。故搭接区段外围混凝土受到两根钢筋所产生的辟裂力。为了防止纵向辟裂,提高粘接强度,在搭接范围内,须将箍筋加密。
受压搭接接头两端头外面增设两个间距较小的构造箍筋是为了防止钢筋端头因存在压力而导致的局部挤压裂缝。(《混凝土规范》297页9.4.5条)
59请再简要回忆一下矩形单筋、矩形双筋、T形(两类T形)和I形(两类I形)受弯构件正截面基本平衡方程的建立和截面设计步骤。
60请以单筋矩形截面为例重点说明受拉配筋率的大小、受压配筋率的大小对混凝土受压区高度有什么影响?同时利用平截面假定说明:
① 和对受拉钢筋恰好屈服时受压边混凝土达到的压应变有什么影响?(即对屈服曲率的影响)
② 和 对受压边缘达到极限压应变时的截面曲率(极限曲率)有什么影响?
解:受拉配筋率大,受压区越高;受压配筋率越大受压区高度越小。
越大 越小,受压边缘达到极限压应变时截面曲率越小,否则越大

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