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混凝土构件的变形、裂缝宽度验算和耐久性概念设计1．混凝土构件裂缝形成的原因？答：目前，混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。
由于其极限拉伸变形很小，当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用，或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件约束，以及钢筋锈蚀体积膨胀时，混凝土中便产生拉应力，该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。
同时，混凝土材料来源广泛，成分多样，施工工序繁多，养护硬化需要较长时间，受环境影响较大，混凝土自身构成机理，以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。
所以，钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。
2．为什么要对混凝土构件进行裂缝宽度控制？答：对裂缝宽度进行控制的原因：（1）使用功能的要求有些使用上要求不出现渗漏的贮液（气）容器或输送管道，裂缝的存在会直接影响其使用功能，因此，要对其控制裂缝的出现。
（2）建筑外观要求外观是评价混凝土质量的重要因素之一，裂缝过宽会影响建筑的外观，引起人们的不安全感。
满足外观要求的裂缝宽度限值选取，取决于多种原因。
调查表明，控制裂缝宽度在0.3mm以内，对外观没有显著影响，一般不会引起人们的特别注意。
（3）耐久性要求这是控制裂缝最主要的原因。
化学介质、气体和水分侵入裂缝，破坏了钢筋的钝化膜，会在钢筋表面发生电化学反应，引起钢筋锈蚀，使构件发生破坏，影响结构的使用寿命。
3．混凝土构件裂缝控制的标准如何？答：混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级，分别用应力及裂缝宽度进行控制。
一级：严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力；二级：一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值f tk，按荷载效应准永久组合下进行计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力；三级：允许出现裂缝的构件，最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算，并符合下列规定w max w lim式中w max—在荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算得到的最大裂缝宽度；w l im—最大裂缝宽度限值，设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。
钢筋混凝土构件的裂缝变形和耐久性钢筋混凝土是建筑中最常用的构件材料之一。
一些大型的建筑物，如大坝、桥梁等，因为需要承受较大的荷载，所以在设计时会有更高的要求。
在施工过程中，如果掌握不好压力和温度的变化等因素，就可能在构件表面产生裂缝。
虽然一些微小的裂缝不会影响建筑结构的安全性，但是大型的裂缝会对建筑的耐久性带来影响。
首先，裂缝的产生是由于建筑内部素材承受的荷载超过了它的承载力。
钢筋混凝土构件在设计时，需要根据其所要承受的荷载大小，选择合适的材料和结构形式。
如果施工时没有正确的按照规定来进行，则很容易引起裂缝的产生。
此外，温度和湿度因素也会影响构件的承载力。
例如，当混凝土中的水分蒸发时，可能会导致构件表面干燥收缩而引起裂缝的产生。
其次，裂缝变形会对建筑的耐久性产生影响。
值得注意的是，建筑耐久性并不只是指其寿命，还涉及到其功能方面和审美方面等。
如果裂缝不得到及时修复，将会更容易扩大、脱落，甚至有可能导致建筑物的倒塌。
此外，裂缝还可能对建筑的外观和形态产生影响，如给人不安全或破损的感觉，同时也影响整座建筑的审美质量。
因此，与其等待裂缝扩大，不如在裂缝刚出现的时候就及时修复，这样有助于提高建筑的耐久性。
裂缝修复的方法有很多种，如针孔注胶、搭接补强、摆筋等，选择不同的方法需要根据具体情况。
在修复过程中，需要注意掌握好所选用材料的特性，在时间和经济上做好合理的计划，以最大限度地避免裂缝的再次出现。
综上所述，钢筋混凝土构件要承受巨大的荷载和多种因素的影响，裂缝的产生是不可避免的。
为使建筑可持续发展，我们需要从多个方面去优化和控制这些因素，从而提高建筑的整体耐久性。
第9章钢筋混凝土构件的变形、裂缝验算及耐久性一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值，荷载采用标准值、准永久值。
2. 增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3.平均裂缝宽度计算公式中，σ是指裂缝截面处的纵向钢筋拉应力，其值是按荷载sk效应的标准组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而增大，随纵筋配筋率增大而减小。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中釆用的最小刚度原则是指在相同符号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的最小刚度进行计算。
6.裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指裂缝间受拉纵筋平均应变与裂缝截面处的受拉纵筋应变之比，反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
7.结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的裂缝宽度和变形不应超过规定的限值。
8.结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用年限的要求。
9.混凝土结构应根据使用环境类别和结构类别进行耐久性设计。
10.在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与受拉纵筋应力几乎成正比。
11.钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级最大裂缝宽度限值。
12.平均裂缝间距与混凝土保护层厚度、纵向受拉钢筋直径、纵向受拉钢筋表面特征系数及纵向钢筋配筋率有关。
13.轴心受拉构件的平均裂缝宽度为构件裂缝区段范围内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长之差。
14.最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的随机性以及长期荷载作用的影响。
15.受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合，并考虑荷载长期作用影响进行计算。
16.结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。
17.环境类别中一类环境是指室内正常环境。
二、选择题1.减少钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，首先应考虑的措施是[ a ]。
钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性
1.
试说明对构件进行裂缝和变形验算的必要性。
2.
简述混凝土结构构件裂缝的出现、分布和展开的过程和机理。
3.
减小裂缝宽度的最有效措施有哪些？ 4.
钢筋混凝土梁的纯弯段在裂缝间距稳定后，钢筋和混凝土的应变沿构件长度上的分布具有哪些特征？ 5.
为什么不用裂缝宽度的平均值而用最大值作为评价指标？ 6.
在挠度和裂缝宽度验算公式中，怎样体系“按荷载标准组合并考虑荷载准永久组合影响”进行计算的？ 7.
确定混凝土构件变形和裂缝限值应考虑哪些因素？ 8.
混凝土保护层的作用有哪些，对不同环境中的构件，混凝土保护层如何确定其最小厚度？ 9.
影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？ 10.
如何进行耐久性设计？ 11.
如何提高混凝土结构的耐久性？ 12.
试说明参数ψ、η和ζ的物理意义及其主要影响因素。
13.
何谓构件的弯曲刚度，与工程力学中的刚度相比有何区别和特点？ 14.
试说明构件受弯构件刚度B 的意义。
15.
何谓混凝土结构受弯构件挠度计算中的最小刚度原则？试分析其合理性。
16.
试分析减少混凝土构件裂缝宽度的有效措施。
17. 试分析减少受弯构件挠度的有效措施。
18. 已知某钢筋混凝土屋架下弦，200mm 200mm b h ⨯=⨯，轴向拉力s 135kN N =，有4根
HRB400直径14mm 的受拉钢筋，C30等级混凝土，保护层厚度20mm c =，lim 0.2mm w =。
试验算裂缝宽度是否满足规范要求？当不满足时如何处理？
19. 受均布荷载作用的矩形截面简支梁，混凝土为C25级，采用HRB335级钢筋，01.075h h =，允许挠度值为0200l 。
设可变荷载标准值k Q 与永久荷载标准值k G 的比为2.0，可变荷载
准永久值系数为0.4，可变荷载与永久荷载的分项系数分别为1.4和1.2。
试画出此梁不需作挠度验算的最大跨高比1h 与配筋率的关系曲线。
20. 设25mm c =，其他条件同上题，最大裂缝宽度限值lim 0.3mm w =，试画出此梁不需作裂
缝宽度验算的钢筋直径d 与配筋率ρ的关系曲线。
21. 一简支梁，梁截面为T 型，其500=h mm 、200=b mm 、'f 600b =mm 、'f 60h =mm ，
混凝土强度等级C20、受拉纵筋3 20。
梁承受的弯矩值，按荷载短期效应组合计算得s 82M =kN ·m ，允许2.0][max =ωmm 。
试验算裂缝宽度能否满足要求。
22. 某钢筋混凝土简支梁，计算跨度l =6.3m ，矩形截面b ×h =250mm ×700mm ，混凝土为
C20；钢筋为II 级。
梁上承受均布恒载标准值(包括梁自重)g k =21.7kN/m ，均布活荷载标
准值q k =13.50kN/m ，通过正截面强度计算，受拉钢筋选配222+220。
保护层厚度c=25mm ，钢筋表面特性系数7.0=ν，此梁处于室内正常环境下，最大裂缝宽度允许值3.0][max =ωmm ，试对此梁进行裂缝宽度验算。
23. 某一矩形截面简支梁，截面尺寸250mm ×860mm ，计算跨度0 3.48m l =，跨中按荷载效
应标准组合计算的弯距值k 80000N m M =，按荷载效应准永久组合计算的弯距值
q 65000N m M =，混凝土强度等级为C20，配置416HRB400级钢筋，2s 804mm A =，板的允许挠度为0200l ，试验算该梁的挠度。
