【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)微裂縫，稱界面粘結(jié)裂縫。開始受力后知道極限荷載（σmax），混凝土的微裂縫逐漸增多和擴展可以分作3個階段： （1）微裂縫相對穩(wěn)定期（σ/σmax—） 這時混凝土的壓應(yīng)力較小，雖然有些微裂縫的尖端因應(yīng)力集中而沿界面略有發(fā)展，也有些微裂縫和間隙因受壓而有些閉和，對混凝土的宏觀變形性能無明顯變化。 （2）穩(wěn)定裂縫發(fā)展期（σ/σmax—） 混凝土的應(yīng)力增大后，原有的粗骨料界面裂縫逐漸延伸和增寬，其它骨料界面又出現(xiàn)新的粘接裂縫。一些界面裂縫的伸展，逐漸地進入水泥砂漿，或者水泥砂漿中原有縫隙處的應(yīng)力集力將砂漿拉斷，產(chǎn)生少量微裂縫。這一階段，混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展較多，變形增長較大。但是，當荷載不再增大，微裂縫的發(fā)展亦將停滯，裂縫形態(tài)保持基本穩(wěn)定。 （3）不穩(wěn)定裂縫發(fā)展期（σ/σmax—） 混凝土在更高的應(yīng)力作用下，粗骨料的界面裂縫突然加寬和延伸，大量的進入水泥砂漿：水泥沙漿中的已有裂縫也加快發(fā)展，并和相鄰的粗骨料界面裂縫相連。這些裂縫逐個連通，構(gòu)成大致平行于應(yīng)力方向的連續(xù)裂縫，或稱縱向劈裂裂縫。若混凝土中部分粗骨料的強度較低，或有節(jié)理和缺陷，也可能在高應(yīng)力下發(fā)生骨料劈裂。這一階段的應(yīng)力增量不大，而裂縫發(fā)展迅速，變形增長大。即使應(yīng)力維持常值，裂縫仍將繼續(xù)發(fā)展，不能再保持穩(wěn)定狀態(tài)?？v向的通縫將試件分隔成數(shù)個小柱體，承載力下降而導(dǎo)致混凝土的最終破壞。 其破壞機理可以概括為：首先是水泥沙漿沿粗骨料的界面和砂漿內(nèi)部形成微裂縫；應(yīng)力增大后這些微裂縫逐漸地延伸和擴展，并連通成為宏觀裂縫；砂漿的損傷不斷積累，切斷了和骨料的聯(lián)系，混凝土的整體性遭受破壞而逐漸喪失承載力。 (軸壓) 試件剛開始加載時應(yīng)力較?。é遥?。繼續(xù)加大應(yīng)力，混凝土的塑性變形和微裂縫稍有發(fā)展。 當試件應(yīng)力達σ=（—）fc時，應(yīng)變?yōu)椋ā│舙，混凝土內(nèi)部微裂縫有較大開展，但試件表面尚無肉眼可見裂縫。此后，混凝土內(nèi)出現(xiàn)非穩(wěn)定裂縫。 應(yīng)力應(yīng)變曲線進入下降段不久，當應(yīng)變ε=（）εp和應(yīng)力σ=（1—）fc時，試件中部的表面出現(xiàn)第一條可見裂縫。此裂縫細而短，平行與于受力方向。 繼續(xù)增大應(yīng)變，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向短裂縫，混凝土的承載力迅速下降?；炷羶?nèi)骨料和砂漿的界面粘結(jié)裂縫以及砂漿內(nèi)的裂縫不斷地延伸擴展和相連。沿最薄弱的面形成宏觀斜裂縫，并逐漸地貫通全截面。此時，試件的應(yīng)變約為ε=（2—3）εp，混凝土的殘余強度為（—）fc。 再增大試件應(yīng)變，此斜裂縫在正應(yīng)力和剪應(yīng)力的擠壓和搓碾下不斷發(fā)展加寬，成為一破損帶，而試件其它部位上的裂縫一般不再發(fā)展。（過鎮(zhèn)海） 26．請再從混凝土的細觀結(jié)構(gòu)——微裂縫發(fā)育——應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系歸納一下混凝土非線性、非彈性特征的來源及表現(xiàn)特征。 解：主要來源于內(nèi)部裂縫的發(fā)展的凝膠體的流動 細觀結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)混凝土在承受荷載前，內(nèi)部就已經(jīng)存在少量的微裂縫，主要位于粗骨料和砂漿的接觸面上，并且硬結(jié)的水泥還有一定的流動性。 微裂縫的發(fā)育：在混凝土壓應(yīng)力較小時粗骨料表面的微裂縫尖端因應(yīng)力集中而沿周界略有發(fā)展，同時，有些裂縫因受壓而閉合，卸載后大部分變形能恢復(fù)，故混凝土宏觀變形性能無明顯變化，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似線彈性；繼續(xù)加大荷載，粗骨料表面裂縫逐漸延伸和增寬，并產(chǎn)生新的粘結(jié)裂縫，一些裂縫向砂漿深入，若停止加載裂縫不會繼續(xù)延伸，此時混凝土由于裂縫的發(fā)展抗壓剛度降低，同時由于裂縫不可恢復(fù)，故表現(xiàn)出非線性非彈性性質(zhì)；再加大荷載，裂縫繼續(xù)向砂漿里面深入以至形成沿荷載方向的貫穿裂縫將混凝土分成一些小柱而破壞，此時的裂縫使混凝土試塊剛度急劇下降，并且裂縫是不可恢復(fù)和不穩(wěn)定的，故混凝土非線性非彈性表現(xiàn)的更明顯。（過鎮(zhèn)海P9～12） 27．請說明混凝土受拉應(yīng)力——應(yīng)變曲線的特征，受拉應(yīng)力——應(yīng)變曲線有下降段嗎？為什么？ 解：試件開始加載后，當應(yīng)力（A點）時，混凝土的變形約按比例增大。此后混凝土出少量塑性變形稍快，曲線微凸。當平均應(yīng)變時，曲線的切線水平，得抗拉強度。隨后，試件的承載力很快下降，形成一陡峭的尖峰（C點）。肉眼觀察到試件表面的裂縫時，曲線以進入下降段（E點），平均應(yīng)變約。裂縫為橫向，細而短，~。此時的試件殘余應(yīng)力約為（~）。此后，裂縫迅速延伸和發(fā)展，荷載慢慢下降，曲線漸趨平緩。 受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線有下降段。試件破壞時是砂漿逐步退出工作，剩余部分的應(yīng)力增大，但名義應(yīng)力減小，故有下降段；下降段的測出要求實驗裝置有足夠大的剛度。 28．請說明HRB235級、HRB335級、HRB400級、消除應(yīng)力鋼絲和熱處理鋼筋的應(yīng)力——應(yīng)變特征有什么差別？ 解： 前三種鋼筋有明顯的線彈性段和屈服平臺，三種鋼筋屈服點依次增大，屈服段依次減短，極限延伸率較大； 后兩種沒有明顯屈服平臺，達到極限強度后曲線稍有下降，極限延伸率較小。 29．請一定弄清楚在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中為什么不能直接用強度過高的鋼筋（例如標準強度超過550MPa的鋼筋）作為普通鋼筋。 解： ，當鋼筋強度超過400MPa后，混凝土強度達到極限強度時鋼筋沒有屈服，不能充分利用鋼筋的強度；否則混凝土強度下降，構(gòu)件承載力下降。 30．熱軋鋼筋的強度標準值和消除應(yīng)力鋼絲的強度值分別按哪個強度指標確定的，為什么？ 解： 熱扎鋼筋的強度標準值是根據(jù)屈服強度確定，用fyk表示。預(yù)應(yīng)力鋼鉸絲、鋼絲、和熱處理鋼筋的強度標準值是根據(jù)極限抗拉強度確定的，用fptk表示（規(guī)范p19） 31．什么是鋼筋的極限延伸率，什么是鋼筋的均勻延伸率，為什么鋼筋（鋼絲）的材性控制指標要從原來使用前者改為現(xiàn)在使用后者 。 解： 極限延伸率是指鋼筋試件拉伸實驗破壞時伸長量與原試件長度的比值；鋼筋的均勻延伸率是指混凝土構(gòu)件兩裂縫間的鋼筋的平均伸長量與原長的比值； ?它的性能有什么優(yōu)點?有什么缺點? 解: :冷軋帶肋鋼筋比原鋼筋強度增大,:塑性性能降低. (新三級)鋼筋?它的最大優(yōu)勢是什么?與使用HRB335級鋼筋相比,在使用HRRB400級鋼筋時應(yīng)注意是什么問題? 解: ,方便施工。與HRB335相比要注意驗算裂縫寬度,%.(鋼絲)推薦的主導(dǎo)品種是什么?為什么在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中取用強度高的預(yù)應(yīng)力筋更有利?解:主導(dǎo)鋼筋是高強的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,另外強度越高配筋相對減少,預(yù)應(yīng)力損失減少,同時預(yù)加應(yīng)力越大,抗裂度加大.?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(yǎng)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(shè)計規(guī)范中采用國標規(guī)定的廢品率限制作為鋼筋的強度標準值，%。37. 你認為影響鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素有那些?解: 保護層厚度，裂縫，材料性能有關(guān)（筆記）內(nèi)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(zhì)，空氣流動性。?為什么碳化深度與鋼筋全面銹蝕有直接關(guān)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(huán)境使得鋼筋免于被酸性物質(zhì)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。39．混凝土構(gòu)件的保護層厚度是按什么原則確定的？為什么板、墻、殼類構(gòu)件的保護層厚度可以比梁柱類構(gòu)件取得??？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(nèi)環(huán)境中的構(gòu)件，受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度主要按結(jié)構(gòu)構(gòu)造或耐火性的要求確定。處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境中的構(gòu)件，結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)不同等級混凝土在設(shè)計基準期內(nèi)碳化深度來確定。對于梁柱等構(gòu)件，因棱角部分的混凝土雙向碳化，且易產(chǎn)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。40．請說明鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級。這些等級與耐久性有什么關(guān)系？解：　環(huán)境類別 鋼筋混泥土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混泥土結(jié)構(gòu)裂縫控制等級 （ｍｍ） 裂縫控制等級 （ｍｍ）一 三 （） 三 二 三 二 ——三 三 一 ——（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》Ｐ１３）41．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(fā)展的？裂縫寬度與這一銹蝕過程有什么關(guān)系？解：　鋼筋首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“坑蝕”,繼而漸漸形成“環(huán)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(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，并使保護層剝落，習(xí)稱“暴筋”，從而截面承載力降低，最終將使結(jié)構(gòu)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。42．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(fā)育特征有什么區(qū)別？答：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(fā)生，是沿鋼筋全長的。而裂縫引起的鋼筋銹蝕是局部發(fā)展的。從裂縫處逐漸向兩邊發(fā)展。43．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(fā)？答：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.44．當保護層的厚度因耐久性的需要而超過35～40mm時，應(yīng)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？答：通常是在混凝土保護層中離構(gòu)件表面一定距離處全面增配由細鋼筋制成的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片.（《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》）。45．一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(yīng)力時，軸心受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線會發(fā)生什么樣的變化？這種變化與徑向均勻壓應(yīng)力的大小有什么關(guān)系？答：曲線峰部抬高，變得平緩和豐滿（徑向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向膨脹，阻滯縱向裂縫的出現(xiàn)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(fā)展）（過鎮(zhèn)?！朵摻罨炷猎怼?9頁）。均勻壓應(yīng)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(yīng)力的極限強度與徑向均勻壓應(yīng)力的關(guān)系式為（三校《混凝土結(jié)構(gòu)》21頁）：——有側(cè)向壓應(yīng)力約束的試件的軸心抗壓強度——無側(cè)向壓應(yīng)力約束的試件的軸心抗壓強度——側(cè)向均勻壓應(yīng)力46．（接45題）當該圓柱體配有環(huán)形箍筋或螺旋箍筋時（同時配有沿圓周方向上的縱向鋼筋），混凝土的軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線是否也會發(fā)生類似的變化？為什么說環(huán)形或螺旋形箍筋對混凝土的約束是“被動約束”？答：會發(fā)生類似的變化。因為當圓柱體不受壓時，箍筋中并沒有應(yīng)力。只有當圓柱體受壓時，箍筋為約束混凝土的橫向膨脹其內(nèi)部才產(chǎn)生應(yīng)力，因此環(huán)形或螺旋形箍筋對混凝土的約束是“被動約束”（個人意見，有待斟酌，孫會郎）。47．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(zhì)性區(qū)別？復(fù)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(shù)和直徑對這種約束有影響嗎？為什么？在設(shè)計中考慮這種影響嗎？答：圓形箍筋和螺旋形箍筋對混凝土產(chǎn)生的作用是均勻分布的徑向壓應(yīng)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(chǎn)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(zhuǎn)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(yīng)力和沿箍筋方向分布的很小的橫向力（過鎮(zhèn)?！朵摻罨炷猎怼?72頁）。復(fù)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(fù)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?？v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(shù)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(shè)計中一般不考慮（個人意見，有待斟酌，孫會郎）。48．請說明什么是井字復(fù)合箍（畫圖表示）？井字復(fù)合箍中間各肢可用拉筋代替嗎？中間各肢用封閉矩形箍形成和用拉筋形成各有什么優(yōu)缺點？請畫出拉筋的正確形式。要保證拉筋發(fā)揮約束作用，在施工綁扎時應(yīng)注意什么問題？答:如圖中所示即為井字復(fù)合箍。井字復(fù)合箍中間各肢可以用拉筋代替。49．由軸心受壓構(gòu)件經(jīng)驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區(qū)混凝土嗎？有沒有什么辦法能驗證直接應(yīng)用的合理性？答：經(jīng)驗證明用軸心受壓的結(jié)果模擬偏心受壓下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系誤差是不大的,故由軸心受壓構(gòu)件經(jīng)驗得出的箍筋約束效果能直接用于偏心受壓區(qū)混凝土。50．在一根受彎的梁中，當尚未出現(xiàn)彎曲裂縫時，縱向鋼筋的表面有粘接應(yīng)力嗎？什么是“粘接應(yīng)力”，粘接應(yīng)力的大小與各正截面中的作用剪力大小有關(guān)嗎？如有，為什么？答：有。因為任何一段鋼筋的應(yīng)力差都由其表面的縱向剪應(yīng)力所平衡，而此剪應(yīng)力即周圍混凝土所提供的粘接應(yīng)力（過鎮(zhèn)海《鋼筋混凝土原理》143頁）。鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力，混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力，鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)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(qū)焊短鋼筋、角鋼而產(chǎn)生的錨固力全稱為粘接應(yīng)力（三校合編《混凝土結(jié)構(gòu)》上冊31頁）。有關(guān)。原因去看筆記。51．試說明一根帶肋鋼筋在受力逐步增大的過程中其粘接滑移的基本規(guī)律（畫粘接滑移曲線，并請關(guān)注該曲線的縱、橫坐標物理量是什么？），并說明其中的各個關(guān)鍵點和與這些關(guān)鍵點對應(yīng)的物理現(xiàn)象(其中應(yīng)著重說明:后藤幸正發(fā)現(xiàn)的肋前角向斜外向發(fā)展的裂縫。肋前混凝土局部壓碎區(qū)。局壓區(qū)的形成對鋼筋劈裂力的形成起什么作應(yīng),劈裂力如何作應(yīng)給鋼筋周圍的混凝土,其后果是什么?)為什么說錨固段周圍的配箍對錨固能力有重要作用?答：○1拉力較小，鋼筋與混凝土間的化學(xué)粘接沒有破壞?！?拉力增大，出現(xiàn)后藤裂縫?！?拉力繼續(xù)增大，肋前混凝土局部壓碎?！?拉力再增大，曲線坡度減小，后藤裂縫繼續(xù)擴展，件劈效應(yīng)更加明顯。在沒有箍筋的情況下，將形成通長的劈裂裂縫導(dǎo)致粘接破壞。○5若有箍筋約束，則劈裂裂縫不能充分發(fā)展，這時鋼筋肋紋間的混凝土將全部被壓碎，在肋紋的外表面形成一粗