第八章混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算問(wèn)答題

計(jì)算題目錄1.何謂構(gòu)件截面的彎曲剛度?它與材料力學(xué)中的剛度相比有何區(qū)別和特點(diǎn)?怎樣建立受彎構(gòu)件剛度計(jì)算公式?2.何謂“最小剛度原則”?試分析應(yīng)用該原則的合理性。

3.簡(jiǎn)述參數(shù)ρte、ψ的物理意義。

4.簡(jiǎn)述裂縫寬度驗(yàn)算的目的和要求

。

答案答案答案答案9問(wèn)答題目錄5.最大裂縫寬度計(jì)算公式是怎樣建立起來(lái)的?6.何謂混凝土構(gòu)件的延性？其主要的表達(dá)方式及延性因素是什么？

7.影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的

主要因素是哪些？答案答案答案目錄8.為什么說(shuō)保護(hù)層厚度是影響構(gòu)件表面裂縫寬度的一項(xiàng)主要因素？

9.試述耐久性設(shè)計(jì)的目的及基本原則。10.試述保證耐久性的措施。答案答案答案目錄何謂“最小剛度原則”?試分析應(yīng)用該原則的合理性。

答：最小剛度原則：在同號(hào)彎矩區(qū)段采用最大彎矩處的截面彎曲剛度（即最小剛度）作為該區(qū)段的截面彎曲剛度；對(duì)不同號(hào)的彎矩區(qū)段，分別取最大正彎矩和最大負(fù)彎矩處的截面彎曲剛度作為正負(fù)彎矩區(qū)段的截面彎曲剛度。理論上講，按“最小剛度原則”計(jì)算會(huì)使撓度值偏大，但實(shí)際情況并不是這樣。因?yàn)樵诩艨鐓^(qū)段還存在著剪切變形，甚至出現(xiàn)斜裂縫，它們都會(huì)使梁的撓度增大，而這是在計(jì)算中沒(méi)有考慮到的，這兩方面的影響大致可以抵消，亦即在梁的撓度計(jì)算中除了彎曲變形的影響外，還包含了剪切變形的影響。返回簡(jiǎn)述參數(shù)ρte、ψ的物理意義。

答：參數(shù)ρte的物理意義是以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算、且考慮鋼筋粘結(jié)性能差異后的有效縱向受拉鋼筋的配筋率；參數(shù)ψ為鋼筋平均應(yīng)變與開(kāi)裂截面鋼筋應(yīng)變的比值，稱為受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)。參數(shù)ψ的物理意義就是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度。返回簡(jiǎn)述裂縫寬度驗(yàn)算的目的和要求

。

答：構(gòu)件裂縫控制等級(jí)共分為三級(jí)：一級(jí)為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫，二級(jí)為一般要求不出現(xiàn)裂縫，三級(jí)為允許出現(xiàn)裂縫。一級(jí)和二級(jí)抗裂要求的構(gòu)件，一般要采用預(yù)應(yīng)力；而普通的鋼筋混凝土構(gòu)件抗裂要求為三級(jí)，階段都是帶裂縫工作的。當(dāng)裂縫寬度較大時(shí)，一是會(huì)引起鋼筋銹蝕，二是使結(jié)構(gòu)剛度減少、變形增加，在使用從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，同時(shí)給人不安全感。因此，對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土構(gòu)件，裂縫寬度必須加以限制，要求使用階段最大裂縫寬度小于允許裂縫寬度。

即

需要進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算的構(gòu)件包括：受彎構(gòu)件、軸心受拉構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件、e0≥0.55h0的大偏心受壓構(gòu)件。

返回最大裂縫寬度計(jì)算公式是怎樣建立起來(lái)的?答：《規(guī)范》采用了一個(gè)半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法，即根據(jù)裂縫出現(xiàn)和開(kāi)展的機(jī)理，先確定具有一定規(guī)律性的平均裂縫間距和平均裂縫寬度，然后對(duì)平均裂縫寬度乘以根據(jù)統(tǒng)計(jì)求得的擴(kuò)大系數(shù)來(lái)確定最大裂縫寬度Wmax。對(duì)“擴(kuò)大系數(shù)”，主要考慮兩種情況，一是荷載短期效應(yīng)組合下裂縫寬度的不均勻性；二是荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響下，最大裂縫寬度會(huì)進(jìn)一步加大。《規(guī)范》要求計(jì)算的Wmax具有95％的保證率。

各種構(gòu)件正截面最大裂縫寬度計(jì)算公式為:

返回何謂混凝土構(gòu)件的延性？其主要的表達(dá)方式及延性因素是什么？答：結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面延性是指從屈服開(kāi)始到達(dá)到最大承載力或達(dá)到以后而承載力還沒(méi)有顯著下降期間的變形能力。即延性是反映構(gòu)件的后期變形能力。延性通常是用延性系數(shù)來(lái)表達(dá)。影響因素主要包括：縱向鋼筋配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等。即極限壓應(yīng)變?chǔ)與u以及受壓區(qū)高度kh0和xa兩個(gè)綜合因素。返回影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素是哪些？答：影響因素：內(nèi)部因素：

混凝土強(qiáng)度、滲透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、標(biāo)號(hào)和用量、外加濟(jì)等；外部因素：環(huán)境溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質(zhì)等返回為什么說(shuō)保護(hù)層厚度是影響構(gòu)件表面裂縫寬度的一項(xiàng)主要因素？答：試驗(yàn)測(cè)量表明，裂縫出現(xiàn)以后，裂縫處混凝土并不是均勻地回縮，近鋼筋處由于鋼筋的約束作用，混凝土回縮很小，表面處回縮大，因此形成了喇叭口狀裂縫剖面。裂縫寬度的變化說(shuō)明構(gòu)件表面裂縫寬度主要是由開(kāi)裂截面混凝土的應(yīng)變梯度所控制。大量對(duì)比試驗(yàn)表明，當(dāng)其他條件相同時(shí)，保護(hù)層厚度越大，構(gòu)件表面裂縫寬度也越大。鋼筋與混凝土在接觸面上的滑移很小，對(duì)構(gòu)件表面裂縫的開(kāi)展部其主要作用。保護(hù)層厚度是影響構(gòu)件表面裂縫寬度的主要因素。返回試述耐久性設(shè)計(jì)的目的及基本原則。答：耐久性概念設(shè)計(jì)的目的是指在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，必須保持適合于使用，滿足既定功能的要求。耐久性概念設(shè)計(jì)的基本原則是根據(jù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。返回試述保證耐久性的措施。

答：保證耐久性的措施有：規(guī)定最小保護(hù)層厚度；滿足混凝土的基本要求；控制最大水灰比、最小水泥用量、最低強(qiáng)度等級(jí)、最大氯離子含量以及最大堿含量。裂縫控制：一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；二級(jí)：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。其他措施對(duì)環(huán)境較差的構(gòu)件，宜采用可更換或易更換的構(gòu)件；對(duì)于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，宜采用帶肋環(huán)氧涂層鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)有防護(hù)措施。采用有利提高耐久性的高強(qiáng)混凝土。返回【9-1】某門(mén)廳入口懸挑板如圖所示。板上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：可變荷載pk＝0.5kN·mm2（準(zhǔn)永久值系數(shù)為1.0），永久荷載gk＝82kN·mm2，配置直徑為16mm的П級(jí)縱向受拉鋼筋（Es＝2×105MPa），間距為200mm，混凝土為C30（ftk＝2.01MPa，Ec＝3×104MPa），試驗(yàn)算板的最大撓度是否滿足《規(guī)范》允許撓度值l0/100的要求。【解】取1m板寬作為計(jì)算單元。（1）求彎矩標(biāo)準(zhǔn)值目錄9計(jì)算題（2）求受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ（3）求短期剛度Bs目錄（4）求長(zhǎng)期剛度Bl目錄（5）求跨中最大撓度f(wàn)滿足要求。討論：受彎構(gòu)