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1、2013 年二级结构工程师考试知识点资料分析隐患之一失稳钢结构的失稳分两类：整体失稳和局部失稳。整体失稳大多数是由局部失稳造成的，当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值时，会失去稳定。它受很多客观因素影响，如荷载变化、钢材的初始缺陷、支承情况的不同等。支撑往往被设计者或施工者所忽视，这也是造成整体失稳的原因之一。在吊装中由于吊点位置的不同，桁架或网架的杆件受力可能变号，造成失稳;脚手架倾覆、坍塌或变形大多是因为连杆不足、没有支撑造成的。很多可能发生荷载变化的重要结构如桥梁、桁架、水工闸门、导弹发射架等，多采用超静定结构，因它有赘余杆件，可预防因一个杆件失稳而造成整体失稳。又如钢组合梁中由于腹板
2、高而薄或翼缘宽而薄也会造成局部失稳。回顾历史，值得我们警惕的是，随着钢结构的出现，就伴随着失稳事故的发生，所以无论设计或施工，保证结构稳定应铭刻在心。隐患之二腐蚀如果失稳是急性病的话，腐蚀则是慢性病。普通钢材的抗腐蚀性能较差，尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中，会较快地生锈腐蚀，削弱了构件的承载力。例如转炉车间的钢屋架，平均腐蚀速度为每年 0.10-0.16mm.据统计，全世界每年钢铁年产最的 30%40%因腐蚀而失效，净损失约 10%.我国在一次钢筋混凝土屋架、木屋架、钢木屋架和钢屋架等的事故统计中发现，钢屋架出现倒塌事故占 38.62%，而由于腐蚀并缺乏维修的原因占比重很大。过去对于
3、外露钢材仅仅是喷涂(刷)两道防锈漆，实践证明，由于施工中不可能用涂料把空气完全隔绝，在使用时也缺乏定期维护措施，所以这种作法效果并不显着。用镀锌、喷铝等消极作法，其成本和效果也不太理想。近年来冶金行业采用在冶炼中加入适量的磷、铜、铬和镍，形成耐腐蚀的合金钢，能在表面上形成致密的防锈层，起到隔离覆盖作用，不失为一种积极作法。隐患之三火灾钢材的耐温性较差，其许多性能随温度升降而变化，当温度达到 430-540之间时，钢材的屈服点、抗拉强度和弹性模量将急剧 F 降，失去承载能力。用耐火材料对钢结构进行必要的维护，是钢结构研究的一个重要课原地垂直塌落，形成“扁饼”效应。这起震惊世界的事故，其直接原因是
4、火灾。当然，排除这类事件的发生，还涉及方方面面，在这种情况下。喷涂防火涂料或洒水灭火系统均显得无能为力。建筑物的耐火能力取决于建筑构件耐火性能的好坏，在火灾发生时其承载能力应能延续一定时间，使人们能安全疏散、抢救物资和扑灭火灾。目前钢结构用钢尽量采用耐火高强度钢，例如 15MnV 钢就是在 16Mn 钢的基础上加人适量的钒(0.04%-0.12%)，可使钢的高温硬度提高。另一方面应采用高效防腐涂料，特别是防火防腐合一的涂料。1. 暗梁当楼面梁使用。这是最常见的错误。暗梁之所以不能当楼面梁是因为其刚度不够，荷载不能按自己设想的方式传递，即楼面荷载板暗梁柱的传递方式几乎是不可能的。这样将大大低估板
5、的内力。我个人认为，根据内力按最短距离传递的原则，用暗梁代替梁只有在板受集中力时，在集中力处沿板的最短方向(双向板沿两个垂直方向)设置暗梁，可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求，此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑。但很多时候，这种做法也没有必要，直接加大板的受力钢筋即可，除非因抗剪(冲切)需要箍筋而使用暗梁。2. 与上一个问题相对应的是，在刚度发生较大突变(增加)处，应视为梁。典型的问题是不同高程的板之间出现的错台，错台本身平面外刚度比较大，而板的平面外刚度较小，不管你是否愿意，板上的荷载都要传递到错台上，因此应当按梁来设计，尤其是抗剪钢筋应满足要求。地下通道、车站遇到的这
6、种情况较多，其荷载又比较大，但大多数人对错台的处理却非常草率，这很令人担忧。3. 框架结构形成事实上的铰接。最常见的是梁刚度比柱大的多，使柱对梁的约束作用较弱，形成事实上的铰。这样减少了超静定次数，于抗震不利，也难以形成“强柱弱梁”。 坂神地震时，地铁车站柱的破坏相当严重，也提醒我们不能忽视这个问题。地铁车站顶底板可看作筏板，其梁的刚度当然大于柱，但中板处不宜将梁的刚度做得较大。另外，地下工程如通道、涵洞、地铁车站等，有时不小心也容易作成刚度较大的顶底板和刚度较小的侧墙，这样横剖面就形成铰接的四边形，两侧墙土压力相差较大时很容易失稳，也不利于抗震。4. 板墙受力钢筋置于分布钢筋的内侧。很多人总
7、把分布钢筋想象成类似梁的箍筋，因此配筋不小心就这样倒置。分布钢筋的作用在于固定受力钢筋位置，传递受力及防止温度收缩裂缝，它不需要象梁柱箍筋那样外包以防止钢筋受压向外鼓出，更重要的是，板墙截面高度较小，为增加有效高度发挥受力筋作用，一般情况下应当外置受力钢筋。某些特殊情况，如地下连续墙，由于施工方便原因可牺牲板有效高度，将受力钢筋内置。5. 在紧靠柱的位置框架梁上搭梁。由于紧靠柱支承的位置，框架梁的转动受到约束，当其上所搭的梁荷载较大时，将产生很大的扭矩，使框架梁的配筋变得困难。某些设计人员将此处框架梁与搭接梁的连接看作铰接，这是很不安全的，因为梁的塑性变形能力有限。6. 板钢筋不伸入上翻梁受力
8、钢筋之上。这在地面上结构中还不容易出现，但在地下工程中，由于结构形式不够直观，稍有疏忽就会犯错。最常见的是通道入口处顶板有一道收口的横梁，其底部顺板向下倾斜，形成不规则的梁。多数人配筋将此梁受力钢筋仍然沿水平方向布置，板的纵向钢筋则从下侧锚入梁内。地下工程没有完全的分布钢筋，在这个横梁处，板的纵向钢筋实际上是受力钢筋，不但要按受力钢筋锚固，还应当在梁受力钢筋之上。另外，很多人认为此梁受力小，因而配筋马虎。实际上，此梁由于单边受力，有一定的扭矩，配筋应考虑板上荷载传递到此梁上。7. 地铁车站不计中板开洞。由于开洞的影响比较难算，也由于部分人对开洞影响没有当成一回事，因而计算时都加以忽略。当开洞较
9、小时，这样也许没有多大影响，但地铁车站有时在中板沿横向平行布置三排楼、扶梯，严重削弱该处楼板刚度，虽然洞边有加强的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都为 400500，因此不足以弥补其刚度的损失。至于加暗梁来加强洞口，更不能弥补计算模式与实际不符的不足钢材的锈蚀：指其表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭到破坏。钢材锈蚀不仅使截面积减小，性能降低甚至报废，而且因产生锈坑，可造成应力集中，加速结构破坏。尤其在冲击荷载、循环交变荷载作用下，将产生锈蚀疲劳现象，使钢材的疲劳强度大为降低，甚至出现脆性断裂。根据锈蚀作用机理，钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。1、化学锈蚀：化学锈蚀：指钢材直接
10、与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下，钢材表面形成一薄层氧化保护膜 FeO，可以起一定的防止钢材锈蚀的作用，故在干燥环境中，钢材锈蚀进展缓慢。但在温度或湿度较高的环境中，化学锈蚀进展加快。2、电化学锈蚀：电化学锈蚀：指钢材与电解质溶液接触，形成微电池而产生的锈蚀。潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖，而钢材本身含有铁、碳等多种成分，由于这些成分的电极电位不同，形成许多微电池。在阳极区，铁被氧化成为 Fe2+离子进入水膜;在阴极区，溶于水膜中的氧被还原为 OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的 Fe(OH)2，并进一步氧化成为疏松
11、易剥落的红棕色铁锈 Fe(OH)3.电化学锈蚀是钢材锈蚀的最主要形式。影响钢材锈蚀的主要因素：有环境中的湿度、氧，介质中的酸、碱、盐;钢材的化学成分及表面状况等。一些卤素离子，特别是氯离子能破坏保护膜，促进锈蚀反应，使锈蚀迅速发展典型试题：1某高层建筑要求底部几层为大空间，此时应采用那种结构体系：【D】A框架结构B板柱结构C剪力墙结构D框支剪力墙2高层建筑各结构单元之间或主楼与裙房之间设置防震缝时，下列所述哪条是正确的?【A】A无可靠措施不应采用牛腿托梁的做法B不宜采用牛腿托梁的作法C可采用牛腿托梁的作法，但连接构造应可靠D可采用牛腿托梁的作法，但应按铰接支座构造地下空间结构出现裂缝的施工管理
12、问题砼配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，砼坍落度控制是否合理，这些都影响到砼的质量及其收缩变形。砼浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患;过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则砼表面出现塑性裂缝，十分难看。外语学习网边墙拆摸板过早(13D)，砼水化热正处于高峰，内外温差最大;砼易“感冒”开裂。砼养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于吹风影响，加速了砼水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝，风速对水分蒸发速度的影响见
13、表 2。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占 80%，这与保温保湿养护不足有很大关系。除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。地下空间结构裂缝产生的自生收缩原因密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼(OPC)由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼(HPC)则不同，早期强
14、度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于 80%.而 HPC 结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期 2 个月水胶比为 0.4 的 HPC，自干收缩率为 0.01%，水胶比为 0.3 的 HPC，自干收缩率为 0.02%.HPC 的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC 的收缩性与 OPC 完全不同，OPC 以干缩为主，而 HPC 以自干收缩为主。问题的要害是：HPC 自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝
15、。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。典型试题：1在下列地点建造相同高度的高层建筑，什么地点所受的风力最大?【A】A建在海岸B建在大城市郊区C建在小城镇D建在有密集建筑群的大城市市区2建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑，一个是框架结构，另一个是框架-剪力墙结构，这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的?【C】A必定相等B后者的抗震等级高C前者的抗震等级高、也可能相等D不能确定大模内置聚苯保温板主要施工方法1 施工工艺流程墙基弹线一用木方找平保温层底面标高线一在保温板上弹出插接栓位置线一固定保温板一按设计位置插入插接栓一保温板安装质量验收一固定模板一烫穿墙螺栓孔
16、一合模一在模板上口或门窗洞口处将保温板固定到模板上一浇注混凝土一拆模一保温板面层初步清理一用尼龙胀栓对插接栓漏装或不易安装部位进行加固补强一对边角及门窗洞口处保温板进行裁切修补处理一用高压碰枪对保温板面层进行彻底清理一填塞穿墙螺栓孔一抹底层聚合物砂浆一内嵌玻璃纤维网格布一抹面层聚合物砂浆一面层涂料施工一验收2 弹线按设计要求弹出保温层边角位置线及保温层底面标高线，并用木方找平保温层底面标高。3 在保温板上弹出插接螺栓位置线用墨斗弹出每块保温板上的插接检位置线，按 320mmX400mm 梅花形布置。4 安装保温板(1)绑扎完墙体钢筋后在外墙钢筋外侧绑扎水泥垫块(不得使用塑料垫块)，每平方米保温板内不少于 3 块。用以保证保护层厚度并确保保护层厚度均匀一致，然后在墙体钢筋外侧安装保温板。(2)保温板的安装应从阳角部位开始，水平向阴角方向铺放。为防止浇筑混凝土时跑浆，保温板加工成企口型，保温板不是整板时，要在现场用钢锯条或壁纸
