第八章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性 本章的意义和内容:通过本章的学习了解结构构件正常使用极限状态及耐久性方面 的设计要求。了解钢筋混凝土结构构件裂缝控制的两个基本问题:根据结构构件的耐久性确 定最大裂缝宽度允许值:裂缝的宽度计算。了解裂缝出现的原因,裂缝开展的过程及影响裂 缝宽度的主要原因,掌握裂缝宽度的计算方法及控制裂缝宽度的主要措施。了解结构构件挠 度的计算方法。了解为保证结构的耐久性所采取的技术措施和构造要求。 本章习题内容主要涉及:有关裂缝的形成及其影响,裂缝宽度的计算。确定构件纯弯 段的平均刚度,根据最小刚度原则计算构件的挠度。为保证结构的耐久性所采取的技术措施 和构造要求 概念题 (一)填空题 1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于 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 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 ,其值是按荷载效应 的组合计算的。 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 随纵 筋配筋率增大而 5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在 矩范围内,假定其刚度为常数,并按 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 之比,反映了裂缝间 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 和 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 的要求 9.混凝土结构应根据 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 几乎成正比。 11.钢筋混凝土和预应力混凝土构件,按 确定相应 的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 12.平均裂缝间距与 及 有关 13.轴心受拉构件的平均裂缝宽度为 范围内 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 以及 的影响。 (二)选择题 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[]
1 第八章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性 本章的意义和内容： 通过本章的学习了解结构构件正常使用极限状态及耐久性方面 的设计要求。了解钢筋混凝土结构构件裂缝控制的两个基本问题：根据结构构件的耐久性确 定最大裂缝宽度允许值；裂缝的宽度计算。了解裂缝出现的原因，裂缝开展的过程及影响裂 缝宽度的主要原因，掌握裂缝宽度的计算方法及控制裂缝宽度的主要措施。了解结构构件挠 度的计算方法。了解为保证结构的耐久性所采取的技术措施和构造要求。 本章习题内容主要涉及：有关裂缝的形成及其影响，裂缝宽度的计算。确定构件纯弯 段的平均刚度，根据最小刚度原则计算构件的挠度。为保证结构的耐久性所采取的技术措施 和构造要求。 一、 概念题 （一）填空题 1． 混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于 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． 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，σsk 是指 ，其值是按荷载效应 的 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 ，随纵 筋配筋率增大而 。 5．钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在 弯 矩范围内，假定其刚度为常数，并按 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 之比，反映了裂缝间 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 和 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 的要求。 9．混凝土结构应根据 和 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 几乎成正比。 11．钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按 和 确定相应 的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值。 12．平均裂缝间距与 、 、 及 有关。 13. 轴心受拉构件的平均裂缝宽度为 范围内 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 以及 的影响。 （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)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)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[] (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[] (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[]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Ⅰ级钢筋代替Ⅱ级钢筋。 (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。 3.在工形截面受弯构件中,构件截面刚度B3与受拉翼缘无关。 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[]值大 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。 (四)问答题 2
2 （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）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[ ]。 （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[ ]。 （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[ ]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Ⅰ级钢筋代替Ⅱ级钢筋。 （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。 [ ] 3．在工形截面受弯构件中，构件截面刚度 Bs 与受拉翼缘无关。 [ ] 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]值大。 [ ] 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。 [ ] （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? 2.按“粘结滑移理论”,混凝土构件的平均裂缝宽度是如何定义的? 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? 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.钢筋混凝土构件的弯曲刚度计算公式是怎样建立的? 6.什么是结构构件变形验算的“最小刚度原则”。 7.什么是结构的耐久性要求? 8.影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些? 9.什么是混凝土的碳化,混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有何影响? 10.我国《混凝土结构设计规范》是如何保证结构耐久性要求的? 11.怎样进行混凝土结构耐久性概念设计? 计算题 1.已知某钢筋混凝土屋架下弦,b×h=200mm×200mm,轴心拉力M=130kN,有4根HRB35 级Φ14的受拉钢筋,混凝土强度等级为C30,保护层厚度c=25mm,wm=0.2mm,验算裂缝 宽度是否满足?当不满足时如何处理? 2.已知预制T形截面简支梁,安全等级为二级,=6m,b7=60m,b=200mm,h=0m r=500mm,混凝土强度等级为C20,纵筋和箍筋采用HPB235级。各种荷载在跨中截面所引 起的弯矩标准值为:永久荷载43kNm,可变荷载3km(准永久值系数ψq1=0.4),雪荷载 8k№m(准永久值系数v2=0.2)。求:1)受弯正截面受拉钢筋面积,并选用钢筋直径(在 18-22之间选择)及根数;2)验算挠度是否小于m=b250;验算裂缝宽度是否小于
3 1．对结构构件进行设计时为何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是如何定义的？ 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？ 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．钢筋混凝土构件的弯曲刚度计算公式是怎样建立的？ 6．什么是结构构件变形验算的“最小刚度原则”。 7．什么是结构的耐久性要求？ 8．影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？ 9．什么是混凝土的碳化，混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有何影响？ 10．我国《混凝土结构设计规范》是如何保证结构耐久性要求的？ 11．怎样进行混凝土结构耐久性概念设计？ 二、计算题 1. 已知某钢筋混凝土屋架下弦, b×h=200mm×200mm, 轴心拉力 Nk=130kN，有 4 根 HRB335 级 14 的受拉钢筋, 混凝土强度等级为 C30，保护层厚度 c=25mm, wlim=0.2mm, 验算裂缝 宽度是否满足? 当不满足时如何处理? 2. 已知预制 T 形截面简支梁，安全等级为二级, l0=6m, f b =600mm,b=200mm, f h =60mm, h=500mm, 混凝土强度等级为 C20，纵筋和箍筋采用 HPB235 级。各种荷载在跨中截面所引 起的弯矩标准值为：永久荷载 43kNm，可变荷载 35kNm（准永久值系数 ψq1=0.4），雪荷载 8kNm（准永久值系数 ψq2=0.2）。求：1）受弯正截面受拉钢筋面积，并选用钢筋直径（在 18~22 之间选择）及根数；2）验算挠度是否小于 flim=l0/250；验算裂缝宽度是否小于 wlim=0.3mm