1.混凝土構件的保護層厚度是按什么原則確定的？為什么板、墻、殼類構件的保護層厚度可以比梁柱類構件取得小？

解：保證混凝土與鋼筋的共同工作和耐久性的要求來確定的。處于一般室內環境中的構件，受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度主要按結構構造或耐火性的要求確定。處于露天或室內高濕度環境中的構件，結構的使用壽命基本上取決于保護層完全碳化所需的時間。總之受力鋼筋的混凝土保護層的最小厚度應根據不同等級混凝土在設計基準期內碳化深度來確定。

對于梁柱等構件，因棱角部分的混凝土雙向碳化，且易產生沿鋼筋的縱向裂縫，而板、殼是單向碳化，故保護層厚度要比梁柱的小。

2.請說明當裂縫面與鋼筋垂直相交時，與裂縫相交處鋼筋的銹蝕是如何發展的？裂縫寬度與這一銹蝕過程有什么關系？

解： 鋼筋首先在裂縫寬度較大處發生個別點的“坑蝕”,繼而漸漸形成“環蝕”,同時向裂縫兩邊擴展形成銹蝕面,使鋼筋截面削弱。鋼筋銹蝕嚴重時，體積膨脹，導致沿鋼筋長度出現縱向裂縫，并使保護層剝落，習稱“暴筋”，從而截面承載力降低，最終將使結構破壞或失效。

裂縫寬度越大，水和酸性氣體更易進入裂縫，與鋼筋表面接觸面積更大，更易銹蝕。

3.請說明碳化深度達到鋼筋表面所引起的銹蝕與裂縫處鋼筋銹蝕的發育特征有什么區別？

解：保護層失效引起的鋼筋銹蝕是全面銹蝕，鋼筋膨脹引起的裂縫一旦發生，是沿鋼筋全長的。而裂縫引起的鋼筋銹蝕是局部發展的。從裂縫處逐漸向兩邊發展。

4.碳化深度達到鋼筋表面后，鋼筋要銹蝕還需要水和氧氣，請問水和氧是如何到達鋼筋表面的？由此我們可以得到什么可以改善耐久性的啟發？

解：水和氧氣是通過混凝土保護層的孔隙和裂縫進入的;改善方法:提高混凝土的密實性,控制裂縫寬度或不開裂,在鋼筋表面涂防護層。

5.當保護層的厚度因耐久性的需要而超過35～40mm時，應在保護層中采取什么措施以減少保護層混凝土蹦落的可能性？

解：通常是在混凝土保護層中離構件表面一定距離處全面增配由細鋼筋制成的構造鋼筋網片。

6.混凝土和鋼筋標準強度的統計含義是什么?

解: 混凝土標準強度: 以邊長為150 MM立方體在20 C的溫度和相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養護28天,依照標準方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。

鋼筋標準強度: 混凝土設計規范中采用國標規定的廢品率限制作為鋼筋的強度標準值，為97.73%。

7.你認為影響鋼筋混凝土和預應力混凝土結構耐久性的因素有哪些?

解: 保護層厚度，裂縫，材料性能有關。

內部因素：混凝土強度，密實性，水泥用量，水灰比，氯離子及堿含量，外加劑用量，保護層厚度。

外部因素：溫度，濕度，CO2含量，侵蝕性介質，空氣流動性。

8.什么是混凝土的碳化?為什么碳化深度與鋼筋全面銹蝕有直接關系?

解: 大氣中的CO2或其它酸性氣體,將使混凝土中性化而降低其堿度,這就是混凝土的碳化; 因為混凝土的高堿性環境使得鋼筋免于被酸性物質腐蝕, 當混凝土碳化前鋒達到鋼筋表面后,鋼筋開始銹蝕,此后鋼筋銹蝕不斷加劇,直到全面銹蝕。

9.一個軸心受壓的混凝土圓柱，當其周邊受有徑向水平均布壓應力時，軸心受壓的應力-應變曲線會發生什么樣的變化？這種變化與徑向均勻壓應力的大小有什么關系？

解：曲線峰部抬高，變得平緩和豐滿（徑向壓應力約束了混凝土的橫向膨脹，阻滯縱向裂縫的出現和開展，在提高其極限強度的同時，塑性變形也有了很大的發展）。均勻壓應力越大，峰值越大，峰值點越靠后，峰值后的曲線越平緩（孫會郎）。軸壓應力的極限強度與徑向均勻壓應力的關系式為：

——有側向壓應力約束的試件的軸心抗壓強度

——無側向壓應力約束的試件的軸心抗壓強度

——側向均勻壓應力

10.矩形箍筋對混凝土的約束作用與圓形箍筋或螺旋形箍筋有什么實質性區別？復合矩形箍筋對核心混凝土的約束作用為什么又要比單個矩形箍筋好？箍筋間距對這種約束的好壞有影響嗎？縱筋的根數和直徑對這種約束有影響嗎？為什么？在設計中考慮這種影響嗎？

解：圓形箍筋和螺旋形箍筋對混凝土產生的作用是均勻分布的徑向壓應力。而矩形箍筋卻有所不同，矩形箍筋柱在軸壓力的作用下，核心混凝土的膨脹變形使箍筋的直線段產生水平彎曲。因為箍筋直線段的抗彎剛度很小，因此直線段對核心混凝土的反作用力也很小。另一方面，箍筋的轉角部剛度大，變形小，兩個垂直方向上的拉力合成對核心混凝土對角線方向的強力約束。故核心混凝土承受的是沿對角線方向的集中壓應力和沿箍筋方向分布的很小的橫向力。

復合箍筋的中間肢能加強箍筋直線段對核心混凝土的約束作用，因此復合箍筋對混凝土的約束作用比單個箍筋要好。箍筋的間距越小，對混凝土的約束作用越好。縱筋能把箍筋的一部分約束力傳遞給箍筋上下方的混凝土，因此能加強對箍筋之間的混凝土的約束力，并且縱筋的根數越多直徑越大這種作用越明顯。但總體來說它的影響還是比較小，因此設計中一般不考慮。

11.由軸心受壓構件經驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區混凝土嗎？有沒有什么辦法能驗證直接應用的合理性？

解：經驗證明用軸心受壓的結果模擬偏心受壓下的應力-應變關系誤差是不大的,故由軸心受壓構件經驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區混凝土。

12.在一根受彎的梁中，當尚未出現彎曲裂縫時，縱向鋼筋的表面有粘接應力嗎？什么是“粘接應力”，粘接應力的大小與各正截面中的作用剪力大小有關嗎？如有，為什么？

解：有。因為任何一段鋼筋的應力差都由其表面的縱向剪應力所平衡，而此剪應力即周圍混凝土所提供的粘接應力。鋼筋與混凝土接觸面上的化學吸附作用力，混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力，鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用力以及因鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區焊短鋼筋、角鋼而產生的錨固力全稱為粘接應力

13.說明帶90度彎折的錨固端的受力機理，水平直段的長度對彎弧及尾段的受力有影響嗎？帶90度彎折錨固端的總錨長為什么不需要滿足直線錨固長度的要求？其水平段過短會形成什么樣的失效方式？試舉例說明什么地方要用到這種錨固形式？

解：帶90度彎折的錨固端的粘接力由三部分提供，一是直段與混凝土之間的粘接力，二是彎鉤處因“纜索效應”而產生的拉力，三是彎折段與混凝土之間的粘接力。因為“纜索效應”加強了鋼筋與混凝土之間粘接能力，所以帶90度彎折的鋼筋的總錨長取0.7倍的直線錨長。如果水平段過小將會形成拉脫型錨固失效。這種錨固形式主要應用在梁和邊柱的接點和錯層處的梁柱接點。

14.大偏心受壓截面和小偏壓截面的M- 又有什么特征？大偏壓截面的M- 曲線與軸壓力大小有什么關系？

解：大偏壓的M- 曲線有明顯的彈性階段,屈服點,以及屈服后構件表現出較好的延性,小偏壓的M- 曲線沒有屈服點,構件的延性較差。

大偏壓截面的M- 曲線隨著軸力的增大(不進入小偏壓階段)屈服點隨著增大,延性隨著降低;若進入小偏壓階段,則隨著軸力的增大承載力降低。

15.請說明大偏壓截面和小偏心受壓截面破壞狀態的控制特征的主要區別。

解：大偏壓截面破壞始自受拉區鋼筋屈服，最后受壓區混凝土被壓碎；小偏壓截面破壞時受壓區混凝土被壓碎，另一側鋼筋沒有受拉屈服，可能是受拉或受壓。

16.請說明大偏心受拉截面和小偏心受拉截面破壞狀態的控制特征的主要區別。

解：大偏心受拉破壞時，截面一側混凝土受壓破壞，另一側鋼筋受拉屈服；小偏拉破壞時，全截面混凝土被拉段，兩側鋼筋都受拉，靠近拉力的一側鋼筋屈服，另一側鋼筋沒有屈服。

15.什么是鋼筋的機械連接接頭？你知道哪幾種機械連接接頭？

解：鋼筋的機械連接是通過連接件的機械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用將一根鋼筋中的力傳至另一根鋼筋的連接方法; 機械連接接頭有帶肋鋼管套筒擠壓連接,鋼筋錐螺紋連接 。

17.請對比一下機械連接接頭、焊接接頭和搭接接頭各自的優缺點。

解：機械連接節省鋼材，施工方便。機械連接在保護層設定時應該注意套筒的影響。錐螺紋的加工要求很精細，但現在國內很難保證。在冷扎螺紋的時候會使接頭處產生殘余應力，回火可以降低殘余應力，但成本就會上升。

焊接連接可以達到較好的連接效果，節省鋼材。但由于施工水平的限制，很難保證質量搭接廢鋼。

18.為什么搭接接頭區要加密箍筋？為什么受壓搭接接頭兩個端頭的外面還要增設兩個間距較小的構造箍筋。

解：搭接的傳力方式是通過搭接的鋼筋與混凝土之間的粘接力將一根鋼筋的力傳給另外一根鋼筋。位于兩根鋼筋之間的混凝土受到肋的擠壓作用，肋對混凝土的斜向擠壓力的徑向分力同樣使外圍混凝土產生橫向拉力。故搭接區段外圍混凝土受到兩根鋼筋所產生的辟裂力。為了防止縱向辟裂，提高粘接強度，在搭接范圍內，須將箍筋加密。

受壓搭接接頭兩端頭外面增設兩個間距較小的構造箍筋是為了防止鋼筋端頭因存在壓力而導致的局部擠壓裂縫。

本文名稱：混凝土結構設計規范的常規問題
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