钢筋混凝土构件的变形、裂缝验算及耐久性

钢筋混凝土构件的变形、裂缝检测和耐久性一、填空1.混凝土构件的裂缝发展宽度和变形验算是正常使用极限状态的设计要求。材料强度采用标准值，载荷检查采用标准值和准永久值。2.增加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.在计算平均裂缝宽度的公式中，它是指裂缝截面处纵向钢筋的拉应力，其值是根据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着混凝土保护层厚度的增加而增加，随着纵向配筋率的增加而减小。5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中使用的最小刚度原则是指假定刚度在相同的符号弯矩范围内是恒定的，并根据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是指裂缝间纵向受拉钢筋平均应变与裂缝截面纵向受拉钢筋应变之比，反映了裂缝间受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是指各种作用下的裂缝宽度和变形不得超过规定的极限值。8.结构耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用寿命要求。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，截面受拉区的混凝土出现裂缝，裂缝宽度几乎与受拉纵向钢筋的应力成正比。11.对于钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应根据环境类别和结构类别确定相应裂缝控制等级的最大裂缝宽度限值。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和纵向钢筋配筋率有关。13.轴向受拉构件的平均裂缝宽度是构件裂缝部分中钢筋的平均伸长量与构件侧表面上相应水平的混凝土的平均伸长量之差。14.最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以膨胀系数，考虑了裂缝宽度的随机性和长期荷载的影响。15.受弯构件的最大挠度应根据荷载效应的标准组合计算，并考虑荷载的长期效应。16.结构构件正截面的裂缝控制等级分为三个等级。17.环境类别之一是指正常的室内环境。第二，选择题1.为了减小钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，首先要考虑的措施是a。A.采用细直径钢筋或变形钢筋；b .增加钢筋面积；C.增加横截面尺寸；提高混凝土的强度等级。2.混凝土构件的平均裂缝间距与以下哪一个因素无关。 a A.混凝土强度等级；b .混凝土保护层厚度；C.纵向受拉钢筋的直径；d .纵向配筋率。3.确定混凝土构件裂缝宽度的方法是方法。构件受拉区外表面混凝土的裂缝宽度；b受拉钢筋内构件侧面混凝土裂缝宽度；c受拉钢筋外侧构件侧面混凝土的裂缝宽度；受拉钢筋水平重心处构件侧面混凝土裂缝宽度。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 .增加构件的截面高度；C.增加加固量；d .改变横截面形状。5.为了减小钢筋混凝土构件的裂缝宽度，可以采用c的方法来解决。A.减小部件的横截面尺寸；(b)A.图纸区域的混凝土；b .压实混凝土；抗拉钢筋；d .抗压加固。第三，判断问题1.如果钢筋混凝土梁在受压区配有钢筋，长期荷载作用下的挠度将增大2.从受弯构件裂缝的过程分析可以看出，裂缝的分布与粘结应力的传递长度有很大关系。如果传输长度短，裂缝分布稀疏。相反，这是秘密。3.在工字形截面受弯构件中，构件截面刚度Bs与抗拉翼缘有关。4.钢筋与混凝土之间的粘结力越大，平均裂缝间距越大，因此裂缝宽度越大。 5.按正常使用极限状态设计的结构构件的目标可靠指标值应小于按承载力极限状态设计的结构构件的目标可靠指标值。6.检查结构构件的变形时，应采用荷载标准值、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变化，在检查裂缝宽度和变形时，除了荷载效应的基本组合外，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向抗拉强度的设计值成正比。混凝土轴向抗拉强度设计值越高，平均裂缝间距越大。10.提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施是增加截面高度。 11.钢筋混凝土构件的平均裂缝宽度随着混凝土保护层厚度的增加而增加。 12.受弯构件的挠度计算应考虑荷载的长期影响。 13.结构的耐久性设计要求与设计使用寿命相关。 14.由于混凝土徐变的影响，构件刚度随时间增加。第四，问答问题1.结构构件设计时为什么要控制裂缝宽度？答：过多的裂缝会导致混凝土中钢筋的严重腐蚀，降低结构的耐久性。同时，它会损坏结构的外观，影响使用者的使用。因此，在设计结构构件时，应控制裂缝宽度。2.根据“粘结滑移理论”，混凝土构件的平均裂缝宽度如何定义？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水平重心处构件侧面的裂缝宽度。平均裂缝宽度是构件裂缝部分中钢筋的平均伸长量与构件侧面相应高度处混凝土的平均伸长量之差。3.什么是“钢应变不均匀系数”，它的物理意义是什么，涉及哪些因素？答：钢筋应变不均匀系数是平均裂缝间距范围内钢筋的平均应力(应变)与裂缝截面处钢筋的应力(应变)之比。它反映了混凝土在裂缝间受拉区参与工作的程度。其物理意义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与混凝土轴向抗拉强度标准值、裂缝截面钢筋应力和混凝土有效受拉截面计算的纵向配筋率有关。4.构件截面的弯曲刚度是多少？它和材料力学中的弯曲刚度有什么区别？答：构件截面的抗弯刚度是产生截面单位曲率所需的弯矩。在材料力学中，由于通常假设材料是连续且均匀的线性弹性材料，并且横截面的形状和尺寸不变，所以横截面的弯曲刚度EI是与时间和载荷无关的常数。由于混凝土是一种不均匀的非弹性材料，其弹性模量随着截面应力的增加而减小。同时，混凝土结构通常与裂缝一起工作，截面惯性矩随着裂缝的发展而减小。混凝土材料具有明显的徐变和收缩裂缝答：根据截面平衡关系，确定钢筋和混凝土的应力与内力Mk的关系，根据裂缝截面应力和应变不均匀系数，确定钢筋和混凝土的平均应变，根据平截面假设，得到截面曲率与平均应变的关系。因此，确定了钢筋混凝土受弯构件的短期刚度Bs。6.结构构件变形检查的“最小刚度原则”是什么？答：当检查结构构件的变形时，为了简化计算，在同一符号弯矩区段中，最大弯矩Mmax处的区段最小刚度Bmin被用作该区段的刚度来计算构件的挠度。7.结构的耐久性要求是什么？答：结构耐久性是指部件和结构在一定时间内保持其适用性的能力。对于土木工程结构，这意味着该结构应能够在其设计使用寿命内承受所有可能的载荷和环境影响，而不会过度腐蚀、损坏或破坏，即该结构能够满足正常维护条件下的安全性、适用性和功能性要求，而无需进行重大维护和加固。8.影响混凝土结构耐久性的主要因素是什么？答：影响混凝土结构耐久性的因素可分为内部因素和外部因素。内部因素主要包括：混凝土强度、密实度、水泥用量、水灰比、氯离子和碱含量、外加剂用量、保护层厚度等。外部因素主要是环境条件，包括温度、湿度、二氧化碳含量、腐蚀性介质等。9.什么是混凝土碳化？混凝土碳化如何影响钢筋混凝土结构的耐久性？答：大气中的二氧化碳或其他酸性气体会渗入混凝土，这将中和混凝土并降低其碱度。这个过程就是混凝土的碳化。当碳化深度大于或等于混凝土保护层厚度并到达钢筋表面时，钢筋表面的氧化膜将被破坏，钢筋容易生锈。此外，碳化还会加剧混凝土的收缩。这可能导致混凝土结构开裂甚至破坏。因此，混凝土碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有重要影响。10.中国的混凝土结构设计规范如何确保结构耐久性要求？答：我国混凝土结构设计规范采用概念设计方法来保证结构的耐久性，即根据混凝土的环境类别和设计使用寿命采用不同的技术措施和结构要求。11.如何进行混凝土结构耐久性概念设计？答：(1)设计使用寿命为50年的混凝土结构应满足一、二、三类环境中混凝土结构设计规范相应的最大水灰比、最小水泥用量、最小混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大碱含量的基本要求。(2)设计使用寿命100年的混凝土结构在一类环境中应满足以下要求：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不低于C30，预应力混凝土结构的混凝土强度等级不低于C40；混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%；应使用无碱活性骨料。使用碱活性骨料时，混凝土中的碱含量不应超过3.0千克/立方米。混凝土保护层厚度比普通保护层强度增加40%。结构在使用期间应定期维护。在第二类和第三类环境中，应采取特别有效的措施，如限制混凝土的水灰比，适当提高混凝土的强度等级，保证混凝土的抗冻性，提高混凝土的抗渗性等。(3)在寒冷地区寒冷潮湿的环境中，结构混凝土应满足抗冻要求。(4)对于有抗渗要求的混凝土结构，抗渗等级应符合相关标准。(5)对于三种环境中的结构构件，钢筋应为环氧涂层带肋钢筋。特殊保护措施应答：构件裂缝间的平均距离主要与混凝土保护层厚度、纵向受拉钢筋直径、钢筋类型和纵向钢筋配筋率有关。14.如果裂缝宽度超过规范规定的限制，可以采取什么措施？答：如果裂缝宽度超过规范的限值，最简单、最有效的措施是：首先选择带肋钢筋，其次选择直径较细的钢筋，以增加钢筋与混凝土的接触面积，提高钢筋与混凝土的粘结强度，减小裂缝间距(因为它与近似关系成正比)，同时也增加钢筋的面积，即增加钢筋的有效配筋率，从而降低钢筋的应力。此外，虽然改变截面形状和尺寸、提高混凝土强度等级等措施也能减小裂缝宽度，但效果很小，一般不适合使用。五、计算问题1.已知a钢筋混凝土屋架下弦杆，b*h=200mm*200mm，轴向拉力=130kN，HRB335级14受拉钢筋，混凝土强度等级C30，保护层厚度c=25mm，=0.2mm，检查裂缝宽度是否满足？不满意时如何处理？解决方案：混凝土强度等级为C30，受拉钢筋为HRB335级14，裂缝宽度不满足。采用612抗拉钢筋、裂缝宽度满足要求。由此可见，减小钢筋直径是减小裂缝宽度的有效方法之一。2.众所周知，预制T形截面简支梁的安全等级为二级。=6m，=600mm，b=200mm，=60mm，h=500mm，混凝土强度等级为C20，纵向钢筋和箍筋为HPB235。跨中截面各种荷载引入的弯矩标准值为：永久荷载432kNm，可变