《混凝土結構設計規範》10個常規問題

2021-01-19 網羅建築結構事

1. 從技術術語的角度分清什麼是「框架」,什麼是「框架結構」。

答:框架:框架結構、框架-剪力牆結構、框架-筒體結構中的框架部分。框架結構:僅僅由框架組成的結構。

框架結構——由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建築結構(《高層建築結構分析與設計》P44) 框架結構——由梁和柱以剛接或鉸接相連接而構成承重體系的結構。  

2.《高層建築混凝土結構技術規程》為什麼對多高層建築結構的相對層間位移(層間水平位移與層高之比)做出限制?

答:任何構件或結構為保證其正常工作,都必須滿足強度、剛度和穩定的要求。隨著簡直物高度的增加,對結構抗側剛度的要求也隨之提高。

因為側向位移過大,會引起主體結構的開裂甚至破壞,導致簡直裝修與隔牆的損壞,造成電梯運行困難,還會使居住者感覺不良。另一方面,水平位移過大,豎向荷載將產生顯著的附加彎矩,使結構內力增大。

3. 請說出剪力牆結構的優缺點。

答:因為剪力牆的抗側剛度較大,剪力牆結構體系在水平力作用下的側移量很小,結構的整體性好,抗震能力強,可以建造較高的建築物。但剪力牆的布置受到建築開間和樓板跨度的限制。牆與牆之間的間距較小,難於滿足布置大空間等使用要求。

4. 用下面的一個框架-剪力牆結構的平面示意圖說明該結構的每一層樓層為什麼都要起「膈板作用」(既水平方向的傳力作用)。

答: 在側向力的作用下,框架和剪力牆協同工作,共同抵抗側向力。剪力牆的側向位移曲線為彎曲型,框架的側向位移曲線為剪切型。而由於各層樓板或連梁的作用框架和剪力牆在各樓層處必須有共同的側向位移。

在底部,框架的變形受到剪力牆的制約,在頂部,剪力牆受到框架的扶持。因此每一層樓層都起水平方向的傳力作用。我認為應該使用模型來分析。

5. 請從材料受力角度理解什麼是「彈性模量」。混凝土的設計彈性模量是如何測定的? 規範給出的彈性模量公式包沒包含可靠性因素?不同強度等級混凝土Ec有無差別,差別大嗎?

答:混凝土的彈性模量是指根據混凝土稜柱體標準試件,用標準試驗方法所得到的規定壓應力值與其對應的壓應變值得比較。即單位壓應變所對應的應力值。(《建築結構設計術語和符號標準》30頁3.4.5條) 採用柱體試件,取應力上限為0.5fc重複加載10次時應力應變曲線接近直線,該直線的斜率取為混凝土的彈性模量。

根據規範P240(4.1.5)上的公式,由於是混凝土立方體抗壓強度標準值相對應的,而標準值已考慮了可靠度,故彈性模量也考慮了可靠度。

不同強度等級混凝土的EC彈性模量有差別。從C15-C80從2.2-3.8×104N/mm2。變化較大。

6. 說明從較低強度混凝土(例如C20)到高強混凝土(例如C100)的應力—應變特徵及其區別。

答:強度越高其應力的峰值點越高,但對應的應變差距不大。強度越高越接近彈性材料。強度由低到高:EC由小到大,非線性由重到輕,下降段由平緩到陡,上升段由陡到平緩,破壞應變減小。C90以上,原則上沒有下降段。(筆記)

7.請一定弄清楚在普通鋼筋混凝土結構中為什麼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。

答: 因為混凝土達到強度極限時的延伸率為0.002,當鋼筋強度超過400MPa後,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,構件承載力下降。

8. 熱軋鋼筋的強度標準值和消除應力鋼絲的強度值分別按哪個強度指標確定的,為什麼?

答: 熱扎鋼筋的強度標準值是根據屈服強度確定,用fyk表示。預應力鋼鉸絲、鋼絲、和熱處理鋼筋的強度標準值是根據極限抗拉強度確定的,用fptk表示(規範p19)。

9. 什麼是鋼筋的極限延伸率,什麼是鋼筋的均勻延伸率,為什麼鋼筋(鋼絲)的材性控制指標要從原來使用前者改為現在使用後者 。

答: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件兩裂縫間的鋼筋的平均伸長量與原長的比值。

10. 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徵的主要區別。

答: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。

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