高等混凝土結(jié)構(gòu)作業(yè)

1、高等混凝土結(jié)構(gòu)作業(yè)題1、簡(jiǎn)述混凝土的抗倒塌設(shè)計(jì)遵循的原則，結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)的方法有哪些？ 答：混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)宜符合下列要求： (1)采取減小偶然作用效應(yīng)的措施。 (2)采取使重要構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位避免直接遭受偶然作用的措施。 (3)在結(jié)構(gòu)容易遭受偶然作用影響的區(qū)域增加冗余約束，布置備用的傳力途徑。 (4)增強(qiáng)疏散通道、避難空間等重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及關(guān)鍵傳力部位的承載力和變形性能。 (5)配置貫通水平、豎向構(gòu)件的鋼筋，并與周邊構(gòu)建可靠地錨固。 (6)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫，控制可能發(fā)生連續(xù)倒塌的范圍。重要結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)可采用下列方法： (1)局部加強(qiáng)法：提高可能遭受偶然作用而發(fā)生局部破壞的豎向重要構(gòu)

2、件和關(guān)鍵傳力部位的安全儲(chǔ)備，也可直接考慮偶然作用進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (2)拉結(jié)構(gòu)件法：在結(jié)構(gòu)局部豎向構(gòu)件失效的條件下，可根據(jù)具體情況分別按梁-拉結(jié)模型、懸索-拉結(jié)模型和懸臂-拉結(jié)模型進(jìn)行承載力驗(yàn)算，維持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性。 (3)拆除構(gòu)件法：按一定規(guī)則拆除結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，驗(yàn)算剩余結(jié)構(gòu)體系的極限承載力；也可采用倒塌全過(guò)程分析進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、簡(jiǎn)述既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的基本原則，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合哪些規(guī)定？ 答：對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性、適用性、耐久性及抗災(zāi)害能力進(jìn)行評(píng)定時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50153的原則要求，并應(yīng)符合下列規(guī)定： (1)應(yīng)根據(jù)評(píng)定結(jié)果、使用要求和后續(xù)使用年限確定既

3、有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案； (2)既有結(jié)構(gòu)改變用途或延長(zhǎng)使用年限時(shí)，承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算宜符合本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定； (3)對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴(kuò)建或加固改造而重新設(shè)計(jì)時(shí)，承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； (4)既有結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及構(gòu)造要求宜符合本規(guī)范的規(guī)定； (5)必要時(shí)可對(duì)使用功能做有關(guān)的調(diào)整，提出限制使用的要求。既有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定： (1)應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性； (2)荷載可按現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定確定，也可根據(jù)使用功能做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整; (3)結(jié)構(gòu)既有部分的混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值確定；當(dāng)材料的性能符合原設(shè)計(jì)的要求時(shí)，可按原設(shè)計(jì)的規(guī)定

4、取值； (4)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際的幾何尺寸、截面配筋、連接構(gòu)造和已有缺陷的影響；當(dāng)符合原設(shè)計(jì)的要求時(shí)，可按原設(shè)計(jì)的規(guī)定取值； (5)應(yīng)考慮既有結(jié)構(gòu)的承載歷史及施工狀態(tài)的影響；對(duì)二階段成型的疊合構(gòu)件，可按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、何謂剪跨比，何謂廣義剪跨比？剪跨比對(duì)斜截面的破壞形態(tài)和受剪承載力有何影響？ 圖示為一簡(jiǎn)支梁承載示意圖。圖中a是指離支座最近的那個(gè)集中力到支座的距離，稱為剪跨（比）。 （廣義）剪跨比 是指構(gòu)件截面彎矩與剪力和有效高度乘積的比值，即 。影響：（一）、無(wú)腹筋梁斜截面受剪破壞形態(tài)主要有三種： (1)斜壓破壞。當(dāng) 時(shí)，發(fā)生斜壓破壞。這種破壞多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以

5、及梁腹板很薄的T形截面或I形截面梁內(nèi)。破壞時(shí)，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而被壓壞，破壞是突然發(fā)生的。 (2)剪壓破壞。當(dāng) 時(shí)，發(fā)生剪壓破壞。其破壞特征通常是，在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫，它們沿豎向延伸一小段長(zhǎng)度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。 (3)斜拉破壞。當(dāng) 時(shí)，常發(fā)生斜拉破壞。其特點(diǎn)是當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近，破壞過(guò)程急驟，破壞前梁變形亦小

6、，具有很明顯的脆性性質(zhì)。（二）、有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)：與無(wú)腹筋梁類似，有腹筋梁的斜截面破壞形態(tài)主要有斜壓破壞、剪壓破壞、斜拉破壞三種。 (1)當(dāng)剪跨比較小時(shí)或箍筋的配置數(shù)量過(guò)多時(shí)，發(fā)生斜壓破壞。在薄腹梁中，即使剪跨比較大，也會(huì)發(fā)生斜壓破壞； (2)當(dāng)剪跨比和箍筋配置適中時(shí)，發(fā)生剪壓破壞； (3)當(dāng)剪跨比較大時(shí)，且箍筋配置數(shù)量過(guò)少，將發(fā)生斜拉破壞。 實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于承受集中荷載的梁，隨著剪跨比的增大，受剪承載力下降。對(duì)于承受均布荷載作用下的梁而言，構(gòu)件跨度與截面高度之比（跨高比）是影響受剪承載力的主要因素。隨著跨高比的增大，受剪承載力降低。4、什么是張拉控制應(yīng)力？為何不能取得太高，也不能取

7、得太低？ 答：張拉控制應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力筋在進(jìn)行張拉時(shí)所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。其值為張拉設(shè)備（如千斤頂油壓表）所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋截面面積而得的應(yīng)力值，以con表示。 張拉控制應(yīng)力的取值，直接影響預(yù)應(yīng)力混凝土的使用效果，如果張拉控制應(yīng)力取值過(guò)低，則預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)過(guò)各種損失后，對(duì)混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力過(guò)小，不能有效地提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度和剛度。如果張拉控制應(yīng)力取值過(guò)高，則可能引起以下問(wèn)題： (1)在施工階段會(huì)使構(gòu)件的某些部位受到拉力（稱為預(yù)拉力）甚至開裂，對(duì)后張法構(gòu)件可能造成端部混凝土局壓破壞。 (2)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時(shí)的荷載值與極限荷載值很接近,使構(gòu)件在破壞前無(wú)明顯的預(yù)兆,構(gòu)件的延性較差。

8、(3)為了減少預(yù)應(yīng)力損失，有時(shí)需進(jìn)行超張拉，有可能在超張拉過(guò)程中使個(gè)別鋼筋的應(yīng)力超過(guò)它的實(shí)際屈服強(qiáng)度，使鋼筋產(chǎn)生較大塑性變形或脆斷。5、混凝土的收縮對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件有何影響？收縮與哪些因素有關(guān)？ 影響：混凝土的收縮對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)起著不利影響。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土往往由于鋼筋或相鄰部件的牽制而處于不同程度的約束狀態(tài)，使混凝土因收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而加速混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的收縮導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的損失。對(duì)跨度變化比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱）。混凝土收縮將產(chǎn)生不利的內(nèi)力。 因素：混凝土收縮主要是由于干燥失水和碳化作用引起的。混凝土的收縮量與混凝土的組成有密切的關(guān)系。水泥

9、用量越多，水膠比越大，收縮越大；骨料越堅(jiān)實(shí)（彈性模量較大），更能限制水泥漿的收縮；骨料粒徑越大，越能抵抗砂漿的收縮，而且在同一稠度條件下，混凝土用水量越少，混凝土的收縮越小。由于干燥失水引起混凝土收縮，所以養(yǎng)護(hù)方法、存放及使用環(huán)境的溫濕度條件是影響混凝土收縮的重要因素。在高溫下濕養(yǎng)時(shí)，水泥水化作用加快，使可供蒸發(fā)的自由水分較少，從而使收縮減??；使用環(huán)境溫度越高，相對(duì)濕度越小，其收縮越大。6、影響混凝土抗凍性的因素有哪些，并簡(jiǎn)述之？ 影響因素：含氣量、水灰比、混凝土的飽水狀態(tài)、混凝土的受凍齡期、水泥品種及集料質(zhì)量、外加劑。含氣量是影響混凝土抗凍性的主要因素，在混凝土受凍結(jié)冰過(guò)程中，孔隙可阻止或抑

10、制水泥漿中微小冰體的生成，從而保證混凝土的抗凍性能。在水泥的水化過(guò)程中，水灰比對(duì)硬化水泥漿的孔隙率有直接的影響，而孔隙率的改變又影響了混凝上的密實(shí)度，從而影響混凝土的孔隙體積，孔隙結(jié)構(gòu)得到改善，則提高了混凝上的抗凍性。一般認(rèn)為含水量小于孔隙總體積的91. 7%就不會(huì)產(chǎn)生凍結(jié)膨脹壓力，在混凝土完全保水狀態(tài)下，其凍結(jié)膨脹壓力最大?；炷恋目箖鲂噪S著齡期的增長(zhǎng)而提高，隨著水泥活性的增高而提高。集料對(duì)混凝上抗凍性影響主要體現(xiàn)在集料吸水量的影響及集料木身抗凍性的影響。引氣劑、減水劑及引氣型減水劑、纖維等外加劑均能提高混凝土的抗凍性。7簡(jiǎn)述地震對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的危害？ 地震作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體影響： (1)

11、地震作用由地面產(chǎn)生，通過(guò)基礎(chǔ)作用作用于結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分同時(shí)受力，倒塌機(jī)制的形成需要結(jié)構(gòu)中大部分梁柱節(jié)點(diǎn)的損壞； (2)結(jié)構(gòu)在地震時(shí)通常會(huì)發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其持續(xù)時(shí)間一般為數(shù)秒至數(shù)分鐘，引起的地震周期接近于結(jié)構(gòu)的自振周期；(3) 地震對(duì)不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)的破壞大于規(guī)則均勻的結(jié)構(gòu)。地震作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)特定構(gòu)件的影響： (1)地震作用對(duì)鋼筋混凝土柱的極限破壞以構(gòu)件彎曲時(shí)主筋的受拉屈服破壞為主，對(duì)變形性能差的混凝土首先壓潰或剪切破壞，以及鋼筋錨固失效破壞等； (2)梁主要以受拉屈服破壞為主； (3)在梁柱構(gòu)件達(dá)到極限承載力前，地震對(duì)合理的梁柱節(jié)點(diǎn)不發(fā)生破壞。8、什么是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性？如何進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)

12、耐久性設(shè)計(jì)？ 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下應(yīng)能保持其使用功能，而不需要進(jìn)行大修加固的性能?；蛘咴陬A(yù)定作用和預(yù)期的維護(hù)與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件能在預(yù)定的期限內(nèi)維持其所需的最低性能要求的能力。 混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類別進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容： (1)確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別； (2)提出對(duì)混凝土材料的耐久性基本要求； (3)確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度； (4)不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)措施； (5)提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)與維護(hù)的要求。9、 敘述鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)。 鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的是將組成材料，即鋼纖維、水泥、水、粗細(xì)集

13、料及外摻劑合理配合，使配制的鋼纖維混凝土能夠最大限度的滿足施工和工程使用要求。對(duì)原材料質(zhì)量要求： 鋼纖維表面應(yīng)潔凈無(wú)銹無(wú)油，無(wú)粘結(jié)成團(tuán)現(xiàn)象，保證鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，尺寸和抗拉強(qiáng)度符合技術(shù)要求；單根鋼纖維絲的最低抗拉強(qiáng)度，摻加量不超過(guò)。 水泥采用32.5級(jí)或42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。 碎石應(yīng)采用石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、表面粗糙，近立方體顆粒的碎石。 細(xì)集料宜采用天然中粗砂或機(jī)制砂。細(xì)集料的潔凈程度，天然砂以小于0.075含量的百分比表示，機(jī)制砂以砂當(dāng)量或亞甲藍(lán)值表示，其質(zhì)量必須滿足規(guī)范的要求。 水應(yīng)為無(wú)污染的自然水或自來(lái)水。外加劑宜選用優(yōu)質(zhì)減水劑，對(duì)抗凍性有明確要求的鋼纖維混凝土宜選

14、用引氣型減水劑。配合比設(shè)計(jì)步驟如下： (1)根據(jù)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以及施工配制強(qiáng)度的提高系數(shù)，確定試配抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度（或彎拉強(qiáng)度）； (2)根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水灰比； (3)根據(jù)試配抗拉強(qiáng)度（或彎拉強(qiáng)度、彎曲韌度比）的要求，計(jì)算或通過(guò)已有資料，確定鋼纖維體積率，一般體積率選1.01.5%； (4)在普通混凝土用水量和砂率的基礎(chǔ)上，考慮加入鋼纖維的影響，確定合理的用水量和砂率； (5)確定試配配合比； (6)按試配配合比進(jìn)行拌合物性能試驗(yàn)，調(diào)整單位體積用水量和砂率，確定強(qiáng)度試驗(yàn)用基準(zhǔn)配合比； (7)根據(jù)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整水灰比和鋼纖維的用量，確定施工配合比。10、 敘述高性能混凝土的配制。 答：高性

15、能混凝土在配制上的特點(diǎn)是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑。高性能混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)原材料品質(zhì)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、耐久性以及施工工藝對(duì)工作性能的要求，通過(guò)計(jì)算、試配、調(diào)整等步驟確定。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定: (l)對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的膠凝材料總最應(yīng)進(jìn)行控制， C40 以下不宜大于400kg/m3，C40 C50 不宜大于450 kg/m3，C60 及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3，泵送混凝土不宜大于530 kg/m3。配有鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)，在不同環(huán)境條件下其最大水膠比和單方混凝土中膠凝材料的最小用量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 (2)混凝土中宜適量

16、摻加優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉或磁灰等礦物摻合料，用以提高其耐久性，改善其施工性能和抗裂性能，其摻加量宜根據(jù)混凝土的性能主要求通過(guò)試驗(yàn)確定，且不宜小于膠凝材料總量的20% 。 (3)對(duì)耐久性有較高要求的混凝土結(jié)構(gòu)，試配時(shí)應(yīng)進(jìn)行混凝土和膠凝材料抗裂性能的對(duì)比試驗(yàn)，并從中優(yōu)選抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。 (4)混凝土中宜適量摻加外加劑，但宜選用質(zhì)量可靠、穩(wěn)定的多功能復(fù)合外加劑。 (5)凍融環(huán)境下的混凝土宜采用引氣混凝土。 (6)對(duì)混凝土中總堿含量的控制，應(yīng)符合規(guī)定。混凝土中的氯離子總含量，對(duì)鋼筋混凝土不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總質(zhì)量的0.10% ;對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土不應(yīng)超過(guò)0.06% 。 (7)混凝土的塌

17、落度宜根據(jù)施工工藝的要求確定，條件允許時(shí)宜選用低塌落度的混凝土施工。高性能混凝土其設(shè)計(jì)步驟如下： (1)配制強(qiáng)度的確定。由于影響高性能混凝土確定的因素多，變異系數(shù)大，因此，配制強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)材料的具體情況適當(dāng)增大。 (2)W/(c+m)的確定。對(duì)于用碎石配制高性能混凝土的W/(c+m)（m為礦物質(zhì)摻和料），可參考關(guān)系式：fc28=0.304fce(c/w+0.62)fce為水泥的實(shí)際強(qiáng)度，高性能混凝土的水膠比變化范圍較小，一般為0.27-0.50。 (3)礦物質(zhì)混合料參量的確定。礦物質(zhì)混合料的參量要根據(jù)活性二氧化硅的含量大小，一般內(nèi)摻c×(10%-15%).活性二氧化硅含量高取下限，活性

18、二氧化硅含量低（如優(yōu)化粉煤灰）取上限。 (4)用水量的確定。用水量的多少要根據(jù)混凝土拌和物塌落度的大小和高性能減水劑的效果確定，一般用水量小于175kg/m3. (5)砂率的確定。由于高性能混凝土的水灰比小，膠凝材料用量大，黏度大，混凝土拌和物的工作型容易保證，所以砂率可以適當(dāng)降低，一般在36%-42%之間選用。 (6)粗骨料的用量。粗骨料的用量可用假定的表觀密度法確定，高性能混凝土的密度大，約為2450kg/m3-2500kg/m3。11、簡(jiǎn)述我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展。 答：(1) 1952年，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)暫行標(biāo)準(zhǔn)； (2) 1955年，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)暫行規(guī)范（結(jié)規(guī)6-55）； (3) 1966年，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（BJG21-66）； (4) 1974年，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TJ10-74）； (5) 198