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止于至善

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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10条混凝土结构设计规范的常规问题  

2015-07-30 07:09:00|  分类: 建筑工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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10条混凝土结构设计规范的常规问题 - 独上高楼 - 止于至善

作为一名结构设计师,你对混凝土结构设计了解的够深吗??前阵子与一位结构专家沟通,学习了一下关于混凝土结构设计的相关技能,与大家一起分享一下http://edu.zhulong.com/lesson/3180-1.html

下边我把我学习的一点心得跟大家分享一下,分享一些混凝土结构设计的

1.混凝土和钢筋标准强度的统计含义是什么?


   解:  混凝土标准强度: 以边长为150 MM立方体在20 C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天,依照标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

钢筋标准强度: 混凝土设计规范中采用国标规定的废品率限制作为钢筋的强度标准值,为97.73%。


2. 你认为影响钢筋混凝土和预应力混凝土结构耐久性的因素有哪些?


  解: 保护层厚度,裂缝,材料性能有关。

  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。


3.什么是混凝土的碳化?为什么碳化深度与钢筋全面锈蚀有直接关系?


   解: 大气中的CO2或其它酸性气体,将使混凝土中性化而降低其碱度,这就是混凝土的碳化; 因为混凝土的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,此后钢筋锈蚀不断加剧,直到全面锈蚀。


4.混凝土构件的保护层厚度是按什么原则确定的?为什么板、墙、壳类构件的保护层厚度可以比梁柱类构件取得小?


解:保证混凝土与钢筋的共同工作和耐久性的要求来确定的。处于一般室内环境中的构件,受力钢筋的混凝土保护层最小厚度主要按结构构造或耐火性的要求确定。处于露天或室内高湿度环境中的构件,结构的使用寿命基本上取决于保护层完全碳化所需的时间。总之受力钢筋的混凝土保护层的最小厚度应根据不同等级混凝土在设计基准期内碳化深度来确定。

  对于梁柱等构件,因棱角部分的混凝土双向碳化,且易产生沿钢筋的纵向裂缝,而板、壳是单向碳化,故保护层厚度要比梁柱的小。


5.请说明钢筋混泥土结构构件和预应力结构构件的裂缝控制等级。这些等级与耐久性有什么关系?


   解: 环境类别 钢筋混泥土结构 预应力混泥土结构 裂缝控制等级 (mm)裂缝控制等级 (mm) 一 三 0.3(0.4) 三 0.2 二 三 0.2 二 —— 三 三 0.2 一 —— (《混凝土结构设计规范》P13)


6.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。


7.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?


  解: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。


8.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?


   解: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。


9.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?


   解: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)。


10.一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?


   解: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

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