上部结构知识问答.docx

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上部结构知识问答

 上部结构知识问答

1、结构胶与普通胶有什么区别？

  结构胶一般指强度高（压缩强度>65MPa,粘接强度>30MPa，抗剪强度>18MPa）,能用于结构构件,传递载荷,承受较大应力的特种粘合剂。

同时耐老化、耐介质、耐疲劳性也较好，并具有一定的韧性。

而普通胶相对强度较低、耐久性较差，不能用于结构构件。

2、结构胶在土木工程中有什么应用？

  在土木工程中结构胶应用广泛，主要用于承受较大外力的结构构件的锚固、加固、连接、改造；如粘钢、粘碳纤维、植筋、螺栓锚固、裂缝补强、孔洞修补、道钉固定等。

3、土木工程加固一般按什么程序进行？

  加固施工最好按照：

发现、提出问题检测鉴定加固设计专业施工4个步骤进行，加固后应使结构的强度、刚度、抗裂度、稳定性和耐久性满足要求。

由于每个步骤都牵涉不同的机构，可能都要发生一定的费用，所以如果问题简单、易于判断，可直接由加固公司提出处理方案。

4、为什么最好选择专业的施工队伍？

 做工程总是经验越多，越容易控制、保证施工质量；知道怎么施工，又知道为什么需要这样施工的专业队伍能够从细节上一步一步的落实工程质量。

5、如何进行加固设计，相关标准有哪些？

 加固设计应根据原设计图纸、工程现状和当前载荷要求，确定那些构件哪些方面承载能力不足，按照现行技术规范、标准的要求进行设计。

最相关的专业规范有：

JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》

CECS25：

90《混凝土结构加固技术规范》

CECS146：

2003《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》

还有几本与加固相关的设计规范和施工验收规范正在制定、修改过程中。

6、结构加固方法主要有哪些，适用性有什么不同？

A、粘钢加固 

  适用于承受静力为主的梁板柱构件受弯、受剪、受拉，以及柱受压加固。

若用于梁板受压以及承受动力较大构件的加固，应增设附加的锚固措施；例如每100mm设置2个植筋螺栓或穿梁、穿板对拉螺栓锚固。

B、粘碳纤维加固 

  适用于梁板柱受弯、受剪、受拉加固，适用于承受动力较大构件的加固。

C、外包钢加固 

  适用范围同（A），用于需大幅度提高承载力的构件。

D、化学植筋

  适用于受弯、受剪、受压、受拉新老构件连接锚固。

E、裂缝化学灌浆加固

  适用于恢复裂缝混凝土、砌体构件的整体性和使用功能，阻断其他介质的浸蚀。

F、孔洞修补加固

  适用于混凝土、砌体构件孔洞、凹坑、截面不足的补强。

G、预应力加固

  适用于梁板受弯、受拉加固。

H、增大截面加固

  适用于对自重、截面增加及外观变化不敏感的结构。

7、加固过程中为什么最好卸荷？

如何卸荷？

  加固一般都存在新加部分应力滞后的问题，为了使新老结构尽可能的共同受力，加固前先卸去原结构所承受的荷载，加固后再重新施加是较好的方法。

完全和精确卸荷可采用千斤顶反向加荷；简单卸荷可仅移去活荷载，并避免施工荷载。

8、加固设计中为什么容易忽视构造措施？

  加固设计不属常规设计，设计师一般接触少，相关规范、标准、材料指标熟知程度也较差，有些加固方法目前尚未制订统一标准。

设计师能注意到加固设计的主要方面，但构造措施常被遗漏，如应设置的附加锚固措施等，给工程质量带来隐患，在复杂、多重的加固设计中，与有经验的施工技术人员沟通是必要的。

9、工程结构胶为什么都是双组分（A、B组）？

单组分的施工不更为简便吗？

  土木工程所用结构胶对强度、耐久性要求较高；但受施工环境、条件、工艺所限，又要求结构胶须常温不加热固化良好，有一定的操作时间（>30分钟），贮藏条件不苛刻，有稳定保质期，单价也不能太高，这就将许多胶粘剂排除在外，目前只有双组分的高分子预聚体较为实用。

10、随气温不同，该如何使用结构胶？

  结构胶的性能跟使用温度有较大关系,因为温度影响双组分结构胶的固化速度与最终固化程度。

5∽40℃范围使用较好。

超过40℃，固化加快，操作时间缩短，应注意减少每次的配制量，配好后立刻使用，摊涂开，以防止暴聚。

低于5℃，固化较慢，固化程度也受影响，最好采取适当加温措施，例如可采用碘钨灯、红外线灯、电炉或水浴等增温方式对胶使用前预热至20∽40℃左右。

如能对粘贴部位持续加温，并维持24小时左右，效果最好。

  冬季施工中遇气温骤降，结构胶A组分偶尔有结晶现象，只须加温50∽80℃左右，维持30分钟左右，待融解搅匀后即可使用，对固化性能无影响。

11、为什么配胶要按推荐比例进行？

  只有A、B组胶尽可能的精确完全反应，才能实现结构胶的高强度，生产厂家的推荐配比，是以大量试验数据为基础的，施工中应遵循此比例，误差应控制在3%以内。

12、配制时可否再向结构胶添加其他物质？

  结构胶重在完全反应，任何溶剂、稀释剂、填料的添加都有可能对结构胶的强度、耐久性产生负面影响。

而且每个厂家的原料、反应机理不尽相同，若有需要，一定首先咨询生产厂家再做决定。

13、使用结构胶时，工作人员为什么应注意劳动保护？

  结构胶由系列化学物质构成，部分成分对皮肤有刺激性，产品固化后清除不易，所以施工人员最好穿工作服，戴手套，戴护目镜，尽量避免肌肤、头发、衣物直接与之接触。

使用场所宜通风良好，粘在皮肤上用水冲去即可，但溅进眼睛立即大量洁净水清洗，并尽快就医。

简单的劳动保护常可起到显著的效果，例如个别人可能有过敏反应，但仅仅戴手套和护目镜就能克服。

14、结构胶为什么使用前最好简单搅拌一下？

  现在，结构胶一般都加入防沉淀的新材料，基本上解决了储存一段时间后，结构胶组分沉淀不匀的现象。

但使用前，用细棒将包装桶内搅的胶适当搅拌，总是有益的。

但应注意A、B胶不能混用同一细棒。

15、结构胶为什么要现配现用？

包装桶要随时盖严？

  结构胶双组分混合后，超过使用期，开始不可逆转的固化，若不能及时用完，就意味着不得不舍弃，这将给你造成不必要的经济损失，所以预估每次的配胶量是重要的。

  环境中一些不引起注意的物质，如水气，灰尘对结构胶都没有任何正面作用，所以取胶后盖上桶盖是良好的习惯。

16、搅拌器怎么做？

为什么必须保证搅拌时间？

  少量的配胶，搅拌器可用光滑的细钢筋，手工搅拌。

大量的配胶搅拌器可由电锤和搅拌齿组成，搅拌齿可用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。

  双组分混合搅拌均匀对结构胶有无与伦比的重要性，结构胶的黏度越大，搅拌时间应越长，但一般5∽10分钟即可。

一些结构胶A、B组分颜色反差大，容易判断出搅拌均匀与否，但不应成为减少搅拌时间的理由。

17、结构胶如何储存期？

过期了还能用吗？

  结构胶应贮存于阴凉、干燥、通风处，禁止露天堆放。

超过贮存期，可按规定的项目进行检验，如结果符合要求，仍可使用。

18、碳纤维布导电吗？

  碳纤维丝导电性能类似石墨，由其纺成的碳纤维布导电，且柔软、轻质，随风而动，使用过程中应注意避开电源。

19、碳纤维丝和碳纤维布是如何分类的吗？

 正如钢筋可按强度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级一样，碳纤维丝按照强度和弹性模量可以分为很多型号，加固用的碳纤维丝要求抗拉强度大于3500Mpa，目前国内尚无生产，皆为进口产品。

碳纤维布是将纤维丝采用经编方式制成单向布，一般按设计厚度（0.111mm、0.167mm）或单位面积的质量分类（200g/m2、300g/m2）。

20、碳纤维加固与粘钢加固能否互换？

如何互换？

 粘碳纤维和粘钢粘贴形式、加固机理均较类似，本质上相当于增加构件配筋，在抗剪、抗弯加固中一般可以互相替换。

如果碳纤维布抗拉强度设计值取为2000Mpa，钢材（Q235）抗拉强度设计值取为200Mpa，可按照0.1mm厚碳纤维布相当于1mm厚钢板的原则代换。

但应注意以下几点:

A、由于碳纤维和钢材弹性模量基本一致，达到同样的抗拉强度，钢材截面要大的多，所以粘钢加固提高构件刚度的幅度要超过碳纤维加固。

也就是说，若补充同样的抗弯能力，构件粘钢加固的挠度、裂缝宽度小于碳纤维加固的；

B、钢板上由于可以焊接锚筋，后钻孔影响也较小，所以锚固方式较粘碳纤维灵活；

C、碳纤维轻、薄，施工简便，和粘钢相比，不易发生剥离和疲劳破坏。

D、碳纤维和钢材相比，属惰性材料，不易被有害介质腐蚀。

21、碳纤维加固与粘钢加固能无限的提高承载力吗？

   任何一种加固方法都不是万能的。

碳纤维加固与粘钢加固是在原构件基础上进行的，原结构的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级限制了发挥作用的程度。

A、以抗弯加固为例：

 一bxh矩形截面梁，配有受拉钢筋As，受压钢筋As’，请问用碳纤维加固，最多能增加多少抗弯能力？

答：

按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》，在截面和受压钢筋一定的情况下，随着增加受拉钢筋，构件受压区高度不断增加，但最大不允许超过：

所相对界限受压区高度）；所以该构件能承受的最大计算弯矩是不大于Mb的。

[Mb=fcb）+fy'As’（h0-as'）]

  假设构件加固前所能承受的弯矩M0（也即为设计弯矩），用碳纤维加固所能补充的最大弯矩Mj是可以事先计算出的，即Mj=Mb-M0。

也就是说如果Mb与M0差值较小，碳纤维抗弯加固的作用是有限的，粘贴更多的碳纤维也不能提高抗弯能力，而只能导致规范不允许出现的超筋截面。

B、以抗剪加固为例：

 一承受均布荷载bxh矩形截面梁，h/b<4,箍筋Asv,间距s，请问碳纤维加固最多能增加多少抗剪能力？

答：

按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》，该梁允许承受的最大剪力Vmax=0.25fcbh0,该梁的设计剪力V0=0.07ftbh0+1.25fyvh0Asv/s,所以用碳纤维加固所能补充的最大剪力Vj也可以事先计算出来，即Vj=Vmax-V0。

也就是说如果Vmax与V0差值较小，碳纤维抗剪加固的作用也是有限的。

22、框架结构边缘梁、边缘板负弯距承载力不足如何加固？

 解决问题的关键在于如何实现端部可靠的锚固，不宜采用碳纤维加固，可用粘钢加固，方法如下：

A、钢板前端焊接等强钢筋，在柱上或梁上钻好孔，深度不宜小于15d，粘贴钢板的同时锚固钢筋。

B、在柱上或梁上设置好锚板或钢围套，将钢板与之焊接，然后将结构胶灌入或塞入粘贴部位。

23、除强度外，粘碳纤维胶还应具有什么特点？

  施工单位总是希望碳纤维胶固化的尽可能快，以便尽快进行下一道工序。

其实，碳纤维加固质量很大程度上取决于胶浸润布的程度，尽管碳纤维胶黏度较低、纤维布也较薄，但纤维布由极细的纤维丝组成，保证一定持续浸润、渗透的时间是必要的。

25℃时，胶摊涂到布上后，最好初固化时间大于2小时。

24、除强度外，粘钢胶还应具有什么特点？

  高触变性，夏季施工不易流淌，冬季施工易于摊涂。

25、粘钢加固设置附加锚栓有什么优点？

  通过螺栓的紧固与锁键，大幅度提高钢板的抗剥离能力和抗疲劳能力，可用于动荷为主的构件加固。

26、U型钢箍板抗剪加固，能否施加预应力？

  可在箍板端部焊接螺杆，用千斤顶张拉螺杆或扭矩扳手拧紧螺母建立预应力，以减少剪应力滞后。

27、影响锚固力的主要因素？

植筋中如何确定锚固长度？

 a、锚固力主要取决于结构胶性能和混凝土强度（强度等级C15以下砼，应适当增加锚固长度），同时边距越大、箍筋越密，锚固力越高。

配筋混凝土植筋，钢筋均宜植在箍筋、分布筋内侧。

 b、根据锚栓设计锚固力的大小，锚固长度可由现场拉拔试验确定。

对于Z型植筋胶,锚固15d（基材C15砼以上）锚固力均大于锚栓屈服值，若实际上锚栓仅需小的锚固力，可按比例减少锚固长度，但不宜小于5d。

对有抗震设防要求的锚栓，为保证破坏形态为延性钢材破坏，《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004偏安全的规定最小锚固长度见下表：

28、植筋后再焊接对锚固力有无影响？

  锚杆种植后，常需焊接接长，由于焊接仅为短时间升温，试验表明，焊接部位距离锚固端大于30cm，对锚固力无不良影响。

如果焊接部位紧邻锚固端，最好选择先焊后锚。

螺母与螺杆的点焊对锚固力无影响。

29、粘贴和锚固时，粘接界面为什么宜干燥？

  潮湿的界面对结构胶耐久粘接力有一定负面影响，所以粘接界面最好保持干燥。

30、植筋时如何确定钻孔孔径？

对混凝土强度有什么要求？

 .钻孔孔径可按较钢筋直径大4∽10mm选取，小钢筋取低值，大钢筋取高值，孔径宜大不宜小。

 除非设计锚固力较小，混凝土强度等级不宜低于C15，否则应采取附加措施？

（如加密箍筋、加固混凝土等）。

31、什么是非结构构件？

 指受力较小，局部受损后一般不直接造成严重后果的构件。

分为建筑非结构构件（围护墙、隔墙、墓墙、吊顶、广告牌、储物柜等）和设备支架（电梯、照明、通信设备、管道、采暖、通风、消防、天线等）。

32、碳纤维施工中如何将构件转角处理成圆弧半径20mm的导角？

 碳纤维粘贴前，遇构件转角，为减小应力集中，应将转角打磨（阳角）或修补（阴角）为圆弧半径不小于20mm的导角。

如右图，在转角处以20mm为半径画圆，阴影表示需磨去或修补的部分。

33、加固设计中承载力验算应注意什么？

  加固设计应作到治标治本，例如；因地基不均匀沉降引起的构件损伤，对构件加固的同时，显然也应该消除造成损伤的根源。

承载力验算应注意以下5点：

a、根据实际荷载、支撑情况、传力途径、边界条件确定计算简图。

b、考虑构件的损伤、缺陷、锈蚀、腐蚀确定有效计算截面。

c、考虑施工偏差、现有挠度、局部损伤、环境温度引起的附加应力。

d、考虑新加部分的应力滞后因素，对承载力适当折减。

e、若新加部分重量较大（超过建筑总重量的10%），应考虑对地基基础的影响。

34、建筑裂缝处理原则？

 裂缝处理前，应先进行观察、分析，查明裂缝的性质和产生裂缝的原因。

a、对于在使用荷载下出现的受力裂缝，当超过规范规定的宽度、长度时，裂缝化学灌浆封闭后，对该构件还应进行加固。

b、对于在偶然超载出现的受力裂缝，可只对残余裂缝进行灌浆封闭处理。

c、对于混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的间接裂缝，应待裂缝稳定后再灌浆封闭处理。

d、对于温度引起的间接裂缝，应在完成相应的保温、隔热处理后再对裂缝灌浆封闭。

e、对于耐久性（钢筋锈涨、混凝土老化等）引起的裂缝，应采取保证混凝土耐久性的措施后，再对裂缝灌浆封闭。

35、植筋中锚筋间距过小，可怎样解决？

植筋施工中相邻两根锚筋净距宜大于3d，但有些构件，例如柱头植筋，截面尺寸有限，梁、柱钢筋交错，常遇到实际能钻成的孔有的相距很近，有的实际净距仅1d左右。

此时为消除群锚的不利影响，可采用将钢筋合并，增大锚固长度的变通措施。

例如柱头12根18锚筋原设计锚固长度270mm（15d），但能成的孔中有两个净距仅20mm，按照截面面积相近的原则，2根18锚筋截面面积相等于1根25钢筋，此时可将2根18锚筋孔深加长至375（15x25）锚固。

36、基材中钢筋过密，难以成孔，可怎样解决？

基材中钢筋过密，难以成孔是植筋施工常遇到的难题，锚筋直径越大，问题越突出。

例如25钢筋植筋，要求钻孔孔径大于30mm，但有时基材主筋净距仅28mm，造成不能成孔。

此时可按照截面面积相等的原则，用2根18锚筋代替，钻孔孔径仅需22mm，可解决不能成孔的问题。

但钻孔深度不应减少，应与原设计深度相同。

37、素混凝土（岩石）中植筋应注意什么？

基材中配筋有利于锚筋荷载向更大的范围传递、分散，利于锚固力的提高。

素混凝土（岩石）没有配筋，锚筋荷载全靠有限范围的混凝土（岩石）承受，此时混凝土（岩石）的强度高低、是否致密无裂缝对锚固力有决定性的影响，所以当设计充分利用钢筋强度时，15d的锚固深度可作为参考，具体锚固参数，宜通过现场试验确定。

38、圆钢、螺纹钢植筋破坏形态有什么不同？

显然，因表面形态差异，同样情况下，螺纹钢锚固效果优于圆钢。

当基材强度不小于C15时，15d的锚固深度圆钢、螺纹钢抗拔力均大于钢筋屈服值；若继续加荷至破坏，除破坏形态为基材锥形破坏外，螺纹钢一般表现为钢筋缩径、拔断；圆钢则有时拔断，有时拔出。

当加荷值大于屈服值20%时，能持荷一段时间（约10-30分钟），让圆钢缩径变形发挥充分时，易发生拔断破坏。

当无停顿直线加荷，钢筋缩径变形难以发挥充分，易发生拔出破坏。

若能增加锚固长度至20d∽25d，即使无停顿直线加荷，圆钢一般也表现为拔断破坏。

39、工程加固主要原因？

40、混凝土强度检测主要方法？

41、砌体强度检测主要方法？

42、混凝土、砌体强度检测方法有什么局限性？

如何校准？

 a、以混凝土强度检测为例：

在土木工程界，混凝土设计、施工指标的基准是立方体（圆柱体）抗压强度。

检测标准、规范的编制者也都将实测数据回溯、推定立方体抗压强度。

显然，依据回归离散性数据建立的间接测试方法存在一个安全系数的问题，考虑到建筑安全的重要性，这个系数无疑是大于1的。

也就是说，检测数据较实际值一般是偏低的；再考虑到建筑环境的多样性，例如灰尘、浮浆、有害气体、平整度不佳都将使检测值偏低。

所以有经验的检测人员都知道，检测值较设计值低2、3MPa是常有的事。

b、检测人员应经专门培训、考核，有估计干扰因素影响程度的能力。

检测设备应定期维修、标定。

不规范的操作将造成较大的误差（一般偏低）。

c、采用钻芯法取样，复核、修正检测数据是可行的方法。

43、碳纤维布一般采用何种规格碳丝织成？

 不像一般的纺丝，碳丝纺织单元不是单丝，而是束丝。

工业上批量生产的束丝可包含1000（1K）、3000（3K）、6000（6K）、12000（12K）、24000（24K）、48000（48K）根单丝。

土木工程用单向碳布一般采用6K、12K束丝编织。

44、高强碳丝的生产原料有哪几种？

 目前，比较成熟、投入工业化生产的碳丝用原料有：

聚丙烯腈纤维（PAN）、黏胶纤维、沥青纤维。

碳纤维工业化生产过程就是不断除去杂质元素（主要为H、N、CL、O），净化、重整碳链的过程。

45、碳丝强度高的机理是什么？

 除金刚石外，以碳元素为主组成的物质在人们的印象中强度是较低的。

但在理论上，不含任何其他元素的有序碳链拉伸强度可达180000MPa，约是目前常用碳丝强度的60倍。

高纯化、致密化、细晶化、均质化、细旦化的技术进步仍将不断提高碳丝强度。

46、结构胶的使用温度有什么限制，随温度变化，结构胶正拉、剪切粘接强度如何变化？

a、加固规范上规定的加固构件长期使用温度不应高于60℃，是按一般混凝土结构的使用温度均低于此温度，也是因常温固化结构胶力学指标高于60℃时逐渐降低。

b、结构胶力学指标对温度降低（-50℃内）敏感性低于对温度升高的敏感性。

胶正拉粘接强度一般随温度降低而升高；剪切粘接强度一般随温度升高先期逐渐升高，而后又逐渐降低。

c、下面以25℃常温固化的力源公司G型粘钢胶（正拉强度37MPa，剪切粘接强度21MPa）为例进行说明

从25℃降到-40℃，胶正拉粘接强度由37MPa逐渐升至42MPa，胶剪切粘接强度由21MPa逐渐降至16MPa。

从25℃升至60℃，胶正拉粘接强度由37MPa逐渐降至30MPa，胶剪切粘接强度由21MPa逐渐升值29MPa。

从60℃升至胶正拉粘接强度由30MPa逐渐降至20MPa，胶剪切粘接强度由29MPa逐渐降至17MPa。

可见，在长期使用温度60℃以内，是满足规范要求的。

80℃常温固化，正拉强度36MPa，剪切粘接强度21MPa）

将试件在80℃恒温箱内胶正拉粘接强度由36MPa升至51MPa，胶剪切粘接强度由21MPa升至24MPa。