下载文档原格式
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。
第八章 钢筋混凝土构件的变形和刚度8.1 概述钢筋混凝土构件在使用阶段应具有足够的刚度，以免变形过大影响结构的正常使用。
因此需要进行变形计算，使计算值不超过容许的限值。
变形的容许限值是根据实践经验确定的，主要取决于使用要求和结构的观瞻。
我国规范及许多国家的设计规范均将变形计算列为使用极限状态计算的一项主要内容。
由于装配式构件，高强材料及轻骨料混凝土的应用，越来越要求结构设计中能较准确地估算钢筋混凝土构件的变形。
对承受动荷载和较大跨度的结构，对变形的正确估计的要求，始终是促进变形问题的研究和发展的重要因素。
单调静载作用下的变形，是设计计算中的基本内容，也是各种变形计算理论的基础。
由于钢筋混凝土材料的“时随”(Time —dependent)性质，要考虑长期荷载作用下的变形不超过变形的容许限值。
板和断面较小的梁是工程结构中对变形比较敏感的构件。
因此，受弯构件在短期荷载(单调静载)和长期荷载下的变形是变形问题的核心。
最大荷载(或最大应力)不太高的单向重复荷载，如桥梁和一般机械周期振动荷载下的变形，是工程实践中最常见的重复荷载变形问题，这种变形状态，在量上和静荷变形差异不大。
1 受弯构件变形的一般性质受弯构件在短期单调静载下的变形试验表明，力-变形(弯矩M -曲率ϕ，弯矩M -挠度∆或荷载P -挠度∆)关系的一般规律如图8-1。
Ⅰ，Ⅱ为适筋梁的M -ϕ曲线，Ⅱ的配筋率μ较小，Ⅰ为常用配筋率。
曲线Ⅰ与曲线Ⅱ的特征基本相似，差异不大。
A 0为未形成裂缝阶段，这个阶段构件刚度I E h '中的变形模量'hE ，随混凝土的非弹性工作而异，根据试验资料取'h E ＝h vE ， v 为弹性系数，h E 为弹性模量。
惯性矩I 包括钢筋换算面积在内。
AB 为带裂缝工作阶段，也就是构件的使用荷载阶段。
B 点代表钢筋开始流动时的弯矩及变形。
AB 距离反映裂缝形成弯矩f M 和屈服弯矩y M 间的距离，它随配筋率μ而异，μ愈小，y M 和f M 相距愈小。
钢梁伸缩变形与钢筋混凝土梁伸缩变形钢梁伸缩变形与钢筋混凝土梁伸缩变形导读：在建筑结构中，钢梁和钢筋混凝土梁是常见的承重构件，它们在施工后可能会由于温度变化而发生伸缩变形。
钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形是因为材料的热胀冷缩性质引起的，这种变形需要在设计和施工过程中予以充分考虑。
本文将对钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形进行全面评估，并分享个人观点和理解。
一、钢梁伸缩变形钢梁是由钢材制成的构件，具有一定的热传导性能。
在温度变化的情况下，钢梁会发生长度变化，从而引起伸缩变形。
钢梁伸缩变形的计算可以通过温度变化引起的长度变化来推导。
一般来说，钢梁的伸缩变形可以分为两个方面：线性伸缩变形和弯曲伸缩变形。
1. 线性伸缩变形钢材具有热胀冷缩的特性，当受到温度变化的影响时，钢梁的长度会发生变化。
受到温度升高的影响，钢梁会产生线性伸长变形；相反，受到温度降低的影响，则会发生线性收缩变形。
根据线膨胀系数的计算，可以推导出钢梁的线性伸缩变形量。
2. 弯曲伸缩变形钢梁在受到温度变化的作用下，除了发生线性伸缩变形外，还会产生弯曲伸缩变形。
这主要是由于钢梁受到温度变化后，材料内部的拉应力和挤应力的不均匀引起的。
弯曲伸缩变形对于钢梁的整体结构影响较大，所以在设计和施工中需要予以充分考虑。
二、钢筋混凝土梁伸缩变形钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土构成的复合材料，它比钢梁具有较好的抗温性能。
然而，在温度变化的情况下，钢筋混凝土梁仍然会发生一定程度的伸缩变形。
1. 温度应力引起的伸缩变形钢筋和混凝土的热胀冷缩系数不同，当温度变化时，它们之间会产生温度应力，导致梁的伸缩变形。
温度应力引起的伸缩变形主要包括线性伸缩变形和弯曲伸缩变形。
2. 摩擦滑移引起的伸缩变形钢筋混凝土梁中，钢筋与混凝土之间存在一定的摩擦力，当梁受到温度变化作用时，这种摩擦力可能会引起钢筋与混凝土之间的滑移，从而导致梁的伸缩变形。
三、个人观点和理解钢梁和钢筋混凝土梁的伸缩变形在建筑结构中是一个重要的问题。
第八章混凝土构件变形和裂缝宽度验算一、填空题：1、钢筋混凝土构件的变形或裂缝宽度过大会影响结构的、性。
2、规范规定，根据使用要求，把构件在作用下产生的裂缝和变形控制在。
3、在普通钢筋混凝土结构中，只要在构件的某个截面上出现的超过混凝土的抗拉强度，就将在该截面上产生方向的裂缝。
4、平均裂缝间距就是指的平均值。
5、平均裂缝间距的大小主要取决于。
6、影响平均裂缝间距的因素有、、、。
7、钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度是一个，它随着和而变化。
8、钢筋应变不均匀系数的物理意义是。
9、变形验算时一般取同号弯矩区段内截面抗弯刚度作为该区段的抗弯刚度。
10、规范用来考虑荷载长期效应对刚度的影响。
二、判断题：1、混凝土结构构件只要满足了承载力极限状态的要求即可。
（）2、混凝土构件满足正常使用极限状态的要求是为了保证安全性的要求。
（）3、构件中裂缝的出现和开展使构件的刚度降低、变形增大。
（）4、裂缝按其形成的原因，可分为由荷载引起的裂缝和由变形因素引起的裂缝两大类。
（）5、实际工程中，结构构件的裂缝大部分属于由荷载为主引起的。
（）6、引起裂缝的变形因素包括材料收缩、温度变化、混凝土碳化及地基不均匀沉降等。
（）7、荷载裂缝是由荷载引起的主应力超过混凝土抗压强度引起的。
（）8、进行裂缝宽度验算就是将构件的裂缝宽度限制在规范允许的范围之内。
（）9、规范控制温度收缩裂缝采取的措施是规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距。
（）10、规范控制由混凝土碳化引起裂缝采取的措施是规定受力钢筋混凝土结构保护层厚度。
（）11、随着荷载的不断增加，构件上的裂缝会持续不断地出现。
（）L主要取决于荷载的大小。
（）12、平均裂缝间距cr13、有效配筋率te ρ是所有纵向受拉钢筋对构件截面的配筋率。
（ ）14、平均裂缝宽度是平均裂缝间距之间沿钢筋水平位置处钢筋和混凝土总伸长之差。
（ ）15、最大裂缝宽度就是考虑裂缝并非均匀分布，在平均裂缝宽度的基础上乘以一个增大系数而求得的。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
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，sk σ是指 裂缝截面处的纵向钢筋拉应力 ，其值是按荷载效应的 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 。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
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 ]。
a.采用细直径的钢筋或变形钢筋；b.增加钢筋面积；c.增加截面尺寸；d.提高混凝土的强度等级。
2.混凝土构件的平均裂缝间距与下列哪些因素无关。
[ a ]a.混凝土强度等级；b.混凝土保护层厚度；c.纵向受拉钢筋直径；d.纵向钢筋配筋率。
3.混凝土构件裂缝宽度的确定方法为[ d ]。
a.构件受拉区外表面上混凝土的裂缝宽度；b.受拉钢筋内侧构件侧表面上混凝土的裂缝宽度；c.受拉钢筋外侧构件侧表面上混凝土的裂缝宽度；d.受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度。
4.提高截面刚度的最有效措施是[ b ]。
a.提高混凝土强度等级；b.增大构件截面高度；c.增加钢筋配筋量；d.改变截面形状。
5.为了减小钢筋混凝土构件的裂缝宽度，可采用[ c ]的方法来解决。
a.减小构件截面尺寸；b.以等面积的粗钢筋代替细钢筋；c.以等面积细钢筋代替粗钢筋；d.以等面积HPB235级钢筋代替HRB335级钢筋。
6.平均裂缝宽度计算公式中sk σ按荷载效应的[b ]组合计算。
a.基本；b.标准；c.准永久；d.频遇。
7.钢筋混凝土构件平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而[ a ]；随纵筋配筋率增大而[ c ]。
a.增大b.不变c.减小；d.不定。
8.裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ反映[ a ]参加工作的程度。
a.拉区砼；b.压区砼； c 受拉钢筋； d.受压钢筋。
三、判断题1.钢筋混凝土梁在受压区配置钢筋，将增大长期荷载作用下的挠度 [╳]2.从对受弯构件裂缝出现的过程分析可以看出，裂缝的分布与粘结应力传递长度有很大关系。
传递长度短，则裂缝分布稀；反之，则密。
[╳]5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
3.在工形截面受弯构件中，构件截面刚度B s 与受拉翼缘有关。
[√]4.钢筋与混凝土之间的粘结力越大，其平均裂缝间距越大，从而裂缝宽度也越大。
[√ ]5.结构构件按正常使用极限状态设计时的目标可靠指标[β]值应比按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标[β]值小。
[√]6.进行结构构件的变形验算时，采用荷载标准值、荷载准永久值和材料强度设计值。
[╳ ]7.由于构件的裂缝宽度和变形随时间而变化，因此进行裂缝宽度和变形验算时，除按荷载效应的基本组合，还应考虑长期作用的影响。
[╳]8.裂缝宽度是指构件受拉区外表面混凝土的裂缝宽度。
[╳ ]9.平均裂缝间距与混凝土轴心抗拉强度设计值呈正比，混凝土轴心抗拉强度设计值愈高，平均裂缝间距愈大。
[╳ ]10.提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施是增大截面高度。
[√ ]11.钢筋混凝土构件平均裂缝宽度随砼保护层厚度增大而增大。
[√ ]12.受弯构件挠度计算应考虑荷载长期作用影响。
[√ ]13.结构的耐久性设计要求与设计使用年限有关。
[ √]14.由于砼徐变的影响，构件刚度随时间的增长而增长。
[╳ ]四、问答题1.对结构构件进行设计时为何对裂缝宽度进行控制？答：过大的裂缝会引起混凝土中钢筋的严重锈蚀，降低结构的耐久性；同时会损坏结构的外观，影响使用者的使用。
因此，对结构构件进行设计时应对裂缝宽度进行控制。
2.按"粘结滑移理论"，混凝土构件的平均裂缝宽度足如何定义的？答：《混凝土结构设计规范》定义的裂缝宽度是指受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度。
平均裂缝宽度是构件裂缝区段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的差值。
3.何谓"钢筋应变不均匀系数"，其物理意义是什么，与哪些因素有关？答：钢筋应变不均匀系数ψ是平均裂缝间距范围内钢筋的平均应力sm σ(应变sm ε)与裂缝截面处钢筋应力sk σ (应变sk ε)的比值。
反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
其物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受力钢筋应变的影响程度。
钢筋应变不均匀系数ψ与混凝土轴心抗拉强度标准值tk f 、裂缝截面处的钢筋应力sk σ，及与有效受拉混凝土截面面积计算的纵向钢筋配筋率te ρ等因素有关。
4.什么是构件截面的弯曲刚度？它与材料力学中的弯曲刚度相比有何区别？5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
答构件截面的弯曲刚度是使截面产生单位曲率所需要施加的弯矩。
材料力学中，由于材料通常假定为连续均匀的线弹性材料，截面的形状与尺寸也不发生变化，因此其截面抗弯刚度EI 是一个与时间与荷载无关的常数。
由于混凝土是非均匀的非弹性材料，其弹性模量 随截面应力增大而减小。
同时混凝土结构通常带裂缝工作，截面惯性矩 也随裂缝的开展而降低。
混凝土材料随时间的增加有明显的徐变、收缩特性，需要考虑长期荷载的影响。
因此钢筋混凝土构件的弯曲刚度与材料力学中的弯曲刚度相比有较大区别。
5.钢筋混凝土构件的弯曲刚度计算公式是怎样建立的？答：根据截面平衡关系，确定钢筋与混凝土应力sk σ与ck σ与内力M k 的关系，根据裂缝截面应力以及应变不均匀系数确定钢筋与混凝土的平均应变sm ε与cm ε，以平截面假定为基础得到截面曲率r /1与平均应变m ε之间的关系。
由此确定钢筋混凝土受弯构件的短期刚度Bs 。
6.什么是结构构件变形验算的"最小刚度原则"？答：在进行结构构件的变形验算时，为简化计算，采用同一符号弯矩区段内最大弯矩M max 处的截面最小刚度B min 作为该区段的刚度来计算构件的挠度。
