高等混凝土结构作业

《高等混凝土结构》作业题

1、简述混凝土的抗倒塌设计遵循的原则，结构抗倒塌设计的方法有哪些？

答：混凝土结构防连续倒塌设计宜符合下列要求：

(1)采取减小偶然作用效应的措施。

(2)采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施。

(3)在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备用的传力途径。

(4)增强疏散通道、避难空间等重要结构构件及关键传力部位的承载力和变形性能。

(5)配置贯通水平、竖向构件的钢筋，并与周边构建可靠地锚固。

(6)设置结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。

重要结构的防连续倒塌设计可采用下列方法：

(1)局部加强法：提高可能遭受偶然作用而发生局部破坏的竖向重要构件和关键传力部位的安全储备，也可直接考虑偶然作用进行设计。

(2)拉结构件法：在结构局部竖向构件失效的条件下，可根据具体情况分别按梁-拉结模型、悬索-拉结模型和悬臂-拉结模型进行承载力验算，维持结构的整体稳固性。

(3)拆除构件法：按一定规则拆除结构的主要受力构件，验算剩余结构体系的极限承载力；也可采用倒塌全过程分析进行设计。

2、简述既有结构设计应遵守的基本原则，既有结构设计应符合哪些规定？

答：对既有结构进行安全性、适用性、耐久性及抗灾害能力进行评定时，应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的原则要求，并应符合下列规定：

(1)应根据评定结果、使用要求和后续使用年限确定既有结构的设计方案；

(2)既有结构改变用途或延长使用年限时，承载能力极限状态验算宜符合本规范的有关规定；

(3)对既有结构进行改建、扩建或加固改造而重新设计时，承载能力极限状态的计算应符合本规范和相关标准的规定；

(4)既有结构的正常使用极限状态验算及构造要求宜符合本规范的规定；

(5)必要时可对使用功能做有关的调整，提出限制使用的要求。既有结构的设计应符合下列规定：

(1)应优化结构方案，保证结构的整体稳定性；

(2)荷载可按现行规范的规定确定，也可根据使用功能做适当的调整;

(3)结构既有部分的混凝土、钢筋的强度设计值应根据强度的实测值确定；当材料的性能符合原设计的要求时，可按原设计的规定取值；

(4)设计时应考虑既有结构构件实际的几何尺寸、截面配筋、连

接构造和已有缺陷的影响；当符合原设计的要求时，可按原设计的规定取值；

(5)应考虑既有结构的承载历史及施工状态的影响；对二阶段成型的叠合构件，可按规范规定进行设计。

3、何谓剪跨比，何谓广义剪跨比？剪跨比对斜截面的破坏形态和受剪承载力有何影响？

图示为一简支梁承载示意图。图中a 是指离支座最近的那个集中力到支座的距离，称为剪跨（比）。

（广义）剪跨比λ 是指构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值，即00h a Vh M λ==

。 影响：

（一）、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种：

(1)斜压破坏。当1≤λ 时，发生斜压破坏。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T 形截面或I 形截面梁内。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生的。

(2)剪压破坏。当31≤<λ 时，发生剪压破坏。其破坏特征通常是，在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸

一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝。临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。

(3)斜拉破坏。当3>λ 时，常发生斜拉破坏。其特点是当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形亦小，具有很明显的脆性性质。

（二）、有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态：与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏三种。

(1)当剪跨比较小时或箍筋的配置数量过多时，发生斜压破坏。在薄腹梁中，即使剪跨比较大，也会发生斜压破坏；

(2)当剪跨比和箍筋配置适中时，发生剪压破坏；

(3)当剪跨比较大时，且箍筋配置数量过少，将发生斜拉破坏。 实验表明，对于承受集中荷载的梁，随着剪跨比的增大，受剪承载力下降。对于承受均布荷载作用下的梁而言，构件跨度与截面高度之比h l 0（跨高比）是影响受剪承载力的主要因素。随着跨高比的增大，受剪承载力降低。

4、什么是张拉控制应力？为何不能取得太高，也不能取得太低？ 答：张拉控制应力是指预应力筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积而得的应力值，以σcon 表示。

张拉控制应力的取值，直接影响预应力混凝土的使用效果，如果张拉控制应力取值过低，则预应力筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。如果张拉控制应力取值过高，则可能引起以下问题：

(1)在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力（称为预拉力）甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏。

(2)构件出现裂缝时的荷载值与极限荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差。

(3)为了减少预应力损失，有时需进行超张拉，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。

5、混凝土的收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些因素有关？

影响：混凝土的收缩对于混凝土结构起着不利影响。在钢筋混凝土结构中，混凝土往往由于钢筋或相邻部件的牵制而处于不同程度的约束状态，使混凝土因收缩产生拉应力，从而加速混凝土裂缝的出现和开展。在预应力混凝土结构中，混凝土的收缩导致预应力的损失。对跨度变化比较敏感的超静定结构（如拱）。混凝土收缩将产生不利的内力。

因素：混凝土收缩主要是由于干燥失水和碳化作用引起的。混凝土的收缩量与混凝土的组成有密切的关系。水泥用量越多，水胶比越大，收缩越大；骨料越坚实（弹性模量较大），更能限制水泥浆的收