受压构件正截面受压承载力

1、第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算1钢筋混凝土构件受扭状态可以分为哪两大类？何谓平衡扭转和协调扭转？答：钢筋混凝土构件受扭状态可以分为两大类，平衡扭转和协调扭转。平衡扭转是指其扭矩依据构件扭矩平衡关系，由荷载直接确定且与构件的扭转刚度无关的受扭状态；例如支 承悬臂板的梁及吊车梁等承受的扭矩既为平衡扭转。对于平衡扭转，构件必须具有足够的受扭承载力，否则将因 不能与作用扭矩平衡而引起破坏。协调扭转是指作用在构件上的扭矩由平衡关系与变形协调条件共同确定的受扭状态；例如框架中的边梁，受 到次梁负弯矩的作用，在边梁上引起的扭转。对于协调扭矩，在受力过程中，因为混凝土和钢筋的非线性性能， 尤其是混凝土的开

2、裂和钢筋的屈服，会引起内力重分布。2钢筋混凝土构件在纯扭作用下的破坏状态随配筋状况的不同大致可分为哪四种类型？各有何破坏特点？ 答：钢筋混凝土构件在纯扭作用下的破坏状态随配筋状况的不同大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、超筋 破坏、少筋破坏四种类型。它们的何破坏特点如下：(1) 适筋破坏正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在外扭矩的作用下，纵筋和箍筋首先达到屈服强度，然后混凝土压碎而 破坏。这种破坏与受弯构件的适筋梁类似，属延性破坏，此类受扭构件称为适筋构件；(2) 部分超筋破坏当纵筋和箍筋配筋比率相差较大，破坏时仅配筋率较小的纵筋或箍筋达到屈服强度，而另一种钢筋不屈服， 此类构件破坏时，亦具有一定

3、的延性，但比适筋构件的延性小，此类构件称为部分超配筋构件；这类构件应在设 计中予以避免。(3) 超筋破坏当纵筋和箍筋配筋率都过高，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏的现象，这种现象 类似于受弯构件的超筋脆性破坏，这种受扭构件称为超配筋构件；这类构件应在设计中予以避免。(4) 少筋破坏当纵筋和箍筋配置均过少，一旦裂缝出现，构件会立即发生破坏，此时纵筋和箍筋应力不仅能达到屈服强度 而且可能进入强化阶段，配筋只能稍稍延缓构件的破坏，其破坏性质与素混凝土矩形截面构件相似，破坏过程急 速而突然，破坏扭矩基本上等于开裂扭矩。其破坏特性类似于受弯构件的少筋梁，这类构件应在设计中予以避免。3

4、 如何考虑矩形截面纯扭构件的开裂扭矩？答：(1)在计算纯扭构件开裂扭矩，忽略钢筋的影响。钢筋混凝土构件受扭时，在开裂前，应变很小，从而 钢筋的应力也很小，因此钢筋对开裂扭矩的影响不大。(2) 若将混凝土视为弹性材料，则矩形截面构件在扭矩作用下，最大剪应力发生在截面长边的中点，其主拉应力和主压应力轨迹线呈45正交螺旋线，且在数值上等于扭剪应力。当最大扭剪应力或最大主拉应力达到混凝土的抗拉强度ft时，构件开裂，从而开裂扭矩 丁“为2Ter 二 ft： b h式中：ft 混凝土的抗拉强度；b 矩形截面的宽度； h 矩形截面的高度；:为与比值h/b有关的系数，当比值 h/b=110时，：=0.2080

5、.313。(3) 若将混凝土视为理想塑性材料，则截面上某一点应力达到材料的屈服强度时，只意味着局部材料开始进入塑性状态，构件仍能继续承担荷载，直到截面上的应力全部达到材料的屈服强度时，构件才达到其极限承载力。截面上各点的剪应力值均等于混凝土的抗拉强度，从而开裂扭矩Tcr为Tcr =Wtft式中Wt 截面受扭塑性抵抗矩；矩形截面 Wt二b2 3h - b /6ft 混凝土的抗拉强度；b 矩形截面的宽度； h 矩形截面的高度；(4) 实际上，对于钢筋混凝土的构件来说，混凝土既非理想弹性材料，又非理想塑性材料，而是介于两者 之间的弹塑性材料。因此，如果按弹性材料的应力分布进行计算，将低估构件的开裂扭

6、矩；而按完全塑性的应力 分布进行计算，却又高估构件的开裂扭矩。根据试验资料分析，规范建议采用塑性材料的应力图形，但将混凝土的抗拉强度ft乘以折减系数0.7,即矩形截面混凝土构件的开裂扭矩可按下列公式计算：Tcr = 0.7 ft Wt4 应用变角空间桁架模型对构件抗扭计算时有何假定？答：对于钢筋混凝土纯扭构件的承载力计算，应用变角空间桁架模型，理论研究分析表明，混凝土构件在开 裂后，裂缝充分发展，直到钢筋应力接近屈服强度时，截面核心混凝土退出工作，从而可以将实心截面的钢筋混 凝土受扭构件，假想为一个箱形截面构件。该模型对构件抗扭计算的假定是：(1) 忽略核芯混凝土的受扭作用和钢筋的销栓作用；(

7、2) 纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；(3) 混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为变角。具有螺旋形裂缝特征的混凝土外壳结合纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗外扭矩，将构件开裂后的破坏形态比拟为一个空间桁架：纵筋可视为桁架的弦杆，箍筋可视为桁架的竖杆，斜裂缝间的混凝土条带可视为桁架的斜压腹杆，三者共同受力。采用变角度空间桁架模型旨在建立外扭矩与混凝土斜压杆、纵筋拉杆、箍筋竖杆之间的静力平衡方程式。5纯扭构件受扭配筋的限制条件是什么？答：纯扭构件受扭配筋限制条件有截面限制要求和最小的受扭配筋要求。(1) 截面限制要求当受扭钢筋配筋量过多时，可能在受扭钢

8、筋屈服以前便由于混凝土被压碎而使构件破坏。这时，即使进一步 增加钢筋，构件的受扭承载力几乎不再增加。也就是说，在这种情况下，构件的受扭承载力取决于混凝土强度和 截面尺寸。因此，规范规定，当h/b6时，受纯扭构件的截面限制条件为T / 0.8Wt 乞 0.25fc式中 T 受纯扭构件承受的扭矩；Pc为混凝土强度的影响系数；其取值与斜截面承载力计算公式相同。Wt 受纯扭构件的截面受扭塑性抵抗矩。 fc 混凝土抗压强度设计值。(2) 最小的受扭配筋要求当受扭钢筋配量过少或过稀时，配筋将无助于开裂后构件的受扭承载力。因此，为防止受纯扭构件在适筋时 混凝土发生脆断，应使钢筋混凝土受纯扭构件的承载力不小于

9、其开裂扭矩。根据此原则和试验结果分析，受纯扭 构件的最小配筋率为受扭箍筋配筋率：二Av/(bs) _ 0.25 -c fc受扭纵向钢筋配筋率：爲1二Asti /(bh) _ 0.85f / fy当作用于构件上的扭矩小于构件的开裂扭矩时，该扭矩将由混凝土承担。于是，规范规定，对于 h/b 2.0时，取T/Vb=2.0 。对于弯剪扭构件纵向钢筋的最小配筋率应取受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与受剪扭构件纵向受力钢 筋的最小配筋率之和。第七章受压构件正截面受压承载力1 受压构件的一般构造要求有哪些？答：受压构件的一般构造要求包括：截面形式及尺寸，材料强度要求，纵筋和箍筋。(1) 截面型式及尺寸截面形

10、式：为便于制作模板，轴心受压构件截面一般采用方形或矩形，有时也才采用圆形或多边形。偏心受 压构件一般采用矩形截面，但为了节约混凝土和减轻柱的自身重力，特别是在装配式柱中，较大尺寸的柱常常采 用I字形截面。拱结构的肋常做成T形截面。采用离心法制造的柱、桩、电杆以及烟囱、水塔支筒等也常用环形截面。截面尺寸：方形柱的截面尺寸不宜小于250mM 250mm。为了避免矩形截面轴心受压构件长细比过大，承载力降低过多，常取l/b乞30,l/h岂25。此处I。为柱的计算长度，b为矩形截面短边边长，h为长边边长。此 外，为了施工支模方便，柱截面尺寸宜使用整数，800mm及以下的，宜取50mm的倍数，800mm以

11、上者，可取100mm的倍数。对于I形截面，翼缘厚度不宜小于120mm，因为翼缘太薄，会使构件过早出现裂缝，同时在靠近柱脚处的混凝土容易在车间生产过程中碰坏，影响柱的承载力和使用年限。腹板厚度不宜小于100mm，抗震区使用I字形截面柱时，其腹板宜再加厚些。(2) 材料强度要求混凝土强度等级对受压构件的承截能力影响较大。为了减小构件的截面尺寸，节省钢材，宜采用较高强等级 的混凝土。一般采用 C25、C30、C35、C40，对于高层建筑的底层柱，必要时可采用高强度等级的混凝土。纵向钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级，不宜采用高强度钢筋，这是由于它与混凝土共同受 压时，不能充分

12、发挥其高强度的作用。箍筋一般采用HPB235级、HRB335级钢筋，也可采用 HRB400级钢筋。（3）纵筋轴心受压构件、偏心受压构件全部纵筋的配筋率不应小于 0.6%；同时，一侧钢筋的配筋率不应小于0.2%。轴心受压构件的纵向受力钢筋应沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4根。钢筋直径d不宜小于12mm ,通常在16mm32mm范围内选用。为了减少钢筋在施工时可能产生的纵向弯曲，宜采用较粗的钢筋。从经济、施 工以及受力性能等方面来考虑 ,全部纵筋配筋率不宜超过 5%。偏心受压构件的纵向受力钢筋应放置在偏心方向截面的两边。当截面高度h 600mm时，在侧面应设置直径为10mm16mm的纵向构

13、造钢筋，并相应地设置附加箍筋见图7-1b。柱内纵筋的混凝土保护层厚度对一级环境取30mm，纵筋净距不应小于 50mm。在水平位置上浇注的预制柱，其纵筋最小净距可减小，但不应小于30mm和1.5d（d为钢筋的最大直径）。纵向受力钢筋彼此间的中距不应大于300mm 。纵筋的连接接头宜设置在受力较小处。钢筋的接头宜采用机械连接接头，也可采用焊接接头和搭接接头。对 于直径大于28mm的受拉钢筋和直径大于 32mm的受压钢筋，一般采用机械连接。机械连接接头和焊接接头的类 型及质量应符合有关标准、规范的规定。（4）箍筋为了能箍住纵筋，防止纵筋压曲，柱中箍筋应做成封闭式；其间距在绑扎骨架中不应大于15d,在

14、焊接骨架中则不应大于20d（d为纵筋最小直径），且不应大于400mm,也不大于构件横截面的短边尺寸。箍筋直径不应小于d/4 （ d为纵筋最大直径），且不应小于6mm。当纵筋配筋率超过3%时，箍筋直径宜加大到不小于8mm,其间距应加密到不大于 10d（d为纵筋最小直径），且不应大于 200mm。当构件截面各边纵筋多于 3根时，应设置复合箍筋；当截面短边不大于400mm,且纵筋不多于四根时，可不设置复合箍筋。在纵筋搭接长度范围内，箍筋的直径不宜小于搭接钢筋直径的0.25倍；箍筋间距应加密，当搭接钢筋为受拉时，其箍筋间距不应大于5d,且不应大于100mm ;当搭接钢筋为受压时，其箍筋间距不应大于10

15、d,且不应大于200mm。d为受力钢筋中的最小直径。当搭接受压钢筋直径大于25mm时，应在搭接接头两个端面外 100mm范围内各设置两根箍筋。对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍筋，避免产生向外的拉力，致使折角处的混凝土破损。2按照箍筋的作用及配置方式的不同分为哪两种？ 答：一般把钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分为两种：配有纵向钢筋和普通箍筋的柱，简称 普通箍筋柱；配有纵筋和螺旋式（或焊接环式）箍筋的柱，简称螺旋箍筋柱。3在普通箍筋的轴心受压柱中，纵筋与箍筋各有何作用？ 答：在普通箍筋的轴心受压柱中：纵筋的作用是提高柱的承载力，以减小构件的截面尺寸；防止因偶然偏心 产生的

16、破坏；改善破坏时构件的延性；减小混凝土的徐变变形。箍筋能与纵筋形成骨架；防止纵筋受力后外凸。4配有纵筋和箍筋的短柱受力分析和破坏形态如何？ 答：配有纵筋和箍筋的短柱的受力分析：在轴心荷载作用下，整个截面的应变基本上是均匀分布的。当荷载 较小时，混凝土和钢筋均处于弹性阶段，柱子压缩变形的增加与荷载的增加成正比，纵筋和混凝土的压应力的增 加也与荷载的增加成正比。 当荷载较大时， 由于混凝土塑性变形的发展， 压缩变形增加的速度快于荷载增长速度， 纵筋配筋率越小，这个现象越为明显。同时，在相同荷载增量下，钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快。随 着荷载的继续增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时

17、，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发 生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。配有纵筋和箍筋的短柱受力分析和破坏形态：在破坏时，一般是纵筋先达到屈服强度，此时可继续增加一些 荷载。最后混凝土达到极限压应变值，构件破坏。当纵向钢筋的屈服强度较高时，可能会出现钢筋没有达到屈服 强度而混凝土达到了极限压应变值的情况。在计算时，以构件的压应变达到 0.002为控制条件，此时混凝土达到了棱柱体抗压强度fc,相应的纵筋应力值 j =EsEsa200 X103X0.002a400N/mm2 ;这对于 HRB400 级,HRB335 级,HPB235级和 RRB400 级热轧钢筋已达到 屈服强度。

18、而对于屈服强度或条件屈服强度大于 400N/mm2的钢筋，在计算fy时只能取400N/mm2。5.对于长细比较大的配有纵筋和箍筋的柱子受力分析和破坏形态如何？答：对于长细比较大的柱子的受力分析：试验表明，由各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的。加载后，初始偏心距导致产生附加弯矩和相应的侧向挠度，而侧向挠度又增大了荷载的偏心距；随着荷载的增加,附加弯距和侧向挠度将不断增大。这样相互影响的结果，使长柱在轴力和弯距的共同作用下发生破坏。对于长细比较大的柱子的形态：破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸 出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大

19、，柱子破坏。6为什么说“长柱的破坏荷载低于其它条件相同的短柱破坏荷载，长细比越大，其承载能力降低越多”？答：长柱的破坏荷载低于其它条件相同的短柱破坏荷载，长细比越大，其承载能力降低越多。其原因在于， 长细比越大，由于各种偶然因素造成的初始偏心距将越大，从而产生的附加弯矩和相应的侧向挠度也越大。对于 长细比很大的细长柱，还可能发生失稳破坏现象。此外，在长期荷载作用下，由于混凝土的徐变，侧向挠度将增 大更多，从而使长柱的承载力降低的更多，长期荷载在全部荷载中所占的比例越多，其承载力降低的越多。7何谓稳定系数？其作用如何？影响稳定系数的因素有哪些？答：长柱的承载力与条件相同的短柱承载力的比值称为稳定

20、系数。混凝土规范采用稳定系数 表示长柱承载能力的降低程度，即式中NU -N s -1 N U即=Nu N：-为长柱的承载力；-为短柱的承载力。稳定系数：值的影响因素：构件的长细比、混凝土强度等级、钢筋的种类以及配筋率，主要和构件的长细比 有关。长细比是指构件的计算长度 |。与其截面的回转半径i之比值；对于矩形截面为l/b（ b为截面的短边尺寸） lo/b越大，：值越小。当lo/b ：8时，柱的承载力没有降低，：值可取为1。8为什么控制柱中纵筋的配筋率，要求全部纵筋配筋率不宜超过5%？答：轴心受压构件在加载后荷载维持不变的条件下，由于混凝土徐变，则随着荷载作用时间的增加，混凝土 的压应力逐渐变小

21、，钢筋的压力逐渐变大，一开始变化较快，经过一定时间后趋于稳定。在荷载突然卸载时，构 件回弹，由于混凝土徐变变形的大部分不可恢复，故当荷载为零时，会使柱中钢筋受压而混凝土受拉；若柱的配 筋率过大，还可能将混凝土拉裂，若柱中纵筋和混凝土之间有很强粘应力时，则能同时产生纵向裂缝，这种裂缝 更为危险。这了防止出现这种情况，故要控制柱中纵筋的配筋率，要求全部纵筋配筋率不宜超过5%。9. 什么情况下可考虑采用螺旋筋或焊接环筋？答：当柱承受很大轴心受压荷截，并且柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制，若设计成普通箍筋 的柱，即使提高了混凝土强度等级和增加了纵筋配筋量也不足以承受该荷截时，可考虑采用螺旋筋

22、或焊接环筋以 提高构件的承载能力。10. 什么情况下不考虑间接钢筋的影响而按普通箍筋柱轴心受压构件承载力计算公式计算构件的承载力？ 答：凡属下列情况之一者，不考虑间接钢筋的影响而按普通箍筋柱轴心受压构件承载力计算公式计算构件的承载力：(1) 当l/d12时，此时因长细比较大，有可能因纵向弯曲引起螺旋筋不起作用;(2) 当按螺旋式或焊接环式间接钢筋柱的承截力计算公式算得受压承载力小于按普通箍筋柱轴心受压构件 承载力计算公式算得的受压承截力时；(3) 当间接钢筋换算截面面积 Asso小于纵筋全部截面面积的 25%时，可以认为间接钢筋配置得太少，套箍 作用的效果不明显。11 :间接钢筋间距如何取值？

23、答：间接钢筋间距不应大于 80mm及dco5,也不小于40mm。12. Nu -Mu相关曲线的有何特点和应用？答：Nu - Mu相关曲线的特点和应用曲线分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两个曲线段，其特点是：(1) Mu =0 , Nu最大；Nu =0时，Mu不是最大；界限破坏时，Mu最大。(2) 小偏心受压时，Nu随Mu的增大而减小；大偏心受压时，Nu随M u的增大而增大。(3) 对称配筋时，如果截面形状和尺寸相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的 Nu是相同的(因为 Nu =afcbXb),因此各条Nu-Mu曲线的界限破坏点在同一水平 处。应用Nu -

24、Mu的相关方程，可以对一些特定的截面尺寸、特定的混凝土强度等级和特定的钢筋类别的偏心 受压构件，通过计算机预先绘制出一系列图表。设计时可直接查图求得所需的配筋面积，以简化计算，节省大量 的计算工作。设计时，先计算 e和n值，然后查与设计条件完全对应的图表，由N和Nn e值边可查出所需的As和 As。第八章受拉构件正截面受拉承载力1 轴心受拉构件的破坏过程可分为哪三个受力阶段？答：轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程也可分为三个受力阶段。第I阶段为从加载到混凝土 受拉开裂前。第n阶段为混凝土开裂后至钢筋屈服。第川阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服；此 时，混凝土裂缝开展很大，可

25、认为构件达到了破坏状态，即达到极限荷载。2 偏心受拉构件按纵向拉力的位置不同，可分为哪受拉两种情况？答：偏心受拉构件正截面的承载力计算，按纵向拉力的位置不同，可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：当纵向拉力N作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以外时，属于大偏心受拉；当纵向拉力N作用在钢筋As合力点及As合力点范围以内时，属于小偏心受拉。3. 大偏心受拉与小偏心受拉构件在破坏是各有何特点？答：大偏心受拉构件破坏时截面虽开裂，但还有受压区，截面就不会裂通。构件破坏时，钢筋As及As的应力都达到屈服强度，受压区混凝土强度达到afc。小偏心受拉构件在临破坏前，一般情况截面全部裂通，拉力完全由钢筋承

26、担，不考虑混凝土的受拉工作。设计时，可假定构件破坏时钢筋As及As的应力都达到屈服强度。第九章混凝土构件的变形、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

27、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

28、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 加，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

29、计算，并符合下列 规定Wmax -W lim 式中Wmax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；W1 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。对普通钢筋混凝土构件一般按三级控制裂缝宽度。4. 为什么要对混凝土构件的挠度进行控制？答：对挠度的控制主要基于以下的原因：(1) 结构构件挠度过大，会损坏其使用功能。如工业厂房中，吊车梁挠度过大会增加轨道与扣件间的磨损， 甚至影响吊车正常运行，无法作业；屋面梁、板挠度过大会导致屋面积水，引起渗漏和附加挠度；楼面梁、板挠 度随可变荷载的变化而变化，过大则被其支承的仪器、设备难以维持水平和稳定而影响正常

30、使用。(2) 梁、板挠度过大会使与之相连的脆性非承重墙(如用石膏板、灰砂砖等建造的隔断墙、填充墙)严重 脱离、开裂、被压碎。(3) 根据经验，日常生活中，人们心理上能够承受的最大挠度大致为1/250 (I为构件的计算跨度)，超过此 限值就有可能引起用户的不安。(4) 梁端转角过大将使梁底的应力分布曲线变化，改变其支承面积和支承反力的作用点，并可能危及砌体 墙(或柱)的稳定，墙体产生沿楼板的水平裂缝。(5) 构件挠度过大，在可变荷载作用下可能发生振动，出现动力效应，使结构内力增大，甚至发生共振。 使构件的受力特征与静态假定不符。5. 混凝土构件挠度控制的标准如何？答：规范规定，采用正常使用极限状

31、态，按荷载效应标准组合计算(包括了整个使用期内出现时间很短 的荷载值)，同时考虑长期作用的影响(只包括在整个使用期内出现时间很长的荷载值)，所求得的最大挠度应超过允许值f，即f W f 】规范规定的受弯构件挠度限值见教材附表15。规范规定，在验算正常使用极限状态时，材料的强度值应取其标准值。6在计算钢筋混凝土受弯构件的抗裂度时，可采用哪些基本假定？答：在计算钢筋混凝土受弯构件的抗裂度时，可采用下列基本假定：(1) 截面应符合平截面假定，受拉区边缘纤维应变等于混凝土受弯极限拉应变屜；(2) 受压区混凝土的应力-应变关系符合线性规律，所以受压区应力图形为三角形；(3) 受拉区混凝土应力为均匀分布(

32、亦即应力图形为矩形)，其应力值等于混凝土抗拉强度标准值ftk；(4) 相应于混凝土抗拉强度标准值ftk的受拉变形模量 Ect=0.5Ec，亦即这时的混凝土极限拉应变为tu= 2ftk/ Ec(9-3)式中Ec为混凝土弹性模量。(5) 钢筋的应力-应变关系符合线性规律，即5=Esa由于粘结力的存在，受拉钢筋的应变与周围同一水平处的混凝土的拉应变相等，可以近似取切。7.计算混凝土构件在使用荷载作用下的最大裂缝宽度有哪几种方法？规范以第几种方法为主？规答：计算在使用荷载作用下的最大裂缝宽度，有几种方法，第一种先确定平均裂缝间距和平均裂缝宽度，而 后乘以根据试验统计求得的“扩大系数”来确定最大裂缝宽度

33、；第二种是直接给出最大裂缝间距来计算最大裂缝 宽度；第三种是确定主要影响参数，根据数理统计，在一定的保证率条件下， 给出最大裂缝宽度的计算公式。范以第一种方法为主。&在长期荷载作用下，钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度不断增大的原因是什么？答：在长期荷载作用下，钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度不断增大的原因有如下：(1) 混凝土的收缩，尤其是受拉混凝土的收缩是最主要的因素。(2) 受拉混凝土和受拉钢筋的粘结滑移徐变，使受拉混凝土不断退出工作，从而使受拉钢筋平均应变随时 间增大。受压混凝土徐变，使受压区高度不断增大，内力臂逐渐减小，从而引起受拉钢筋应力不断增大。9 .混凝土受弯构件的截面抗弯刚度与匀质弹性

34、材料梁相比较有何特点？答：混凝土受弯构件与匀质弹性材料梁相比较，钢筋混凝土是不匀质的非弹性材料，因此混凝土受弯构件的 截面抗弯刚度不为常数，其主要特点如下：(1) 随着荷载的增大而减小；(2) 随着配筋率 T的降低而减小；(3) 沿构件跨度，截面抗弯刚度是变化的；(4) 随加载时间的增长而减小。10.钢筋混凝土受弯构件受力变形与匀质线弹性材料梁相比有何特点？答：钢筋混凝土受弯构件受力变形与匀质线弹性材料梁相比，具有如下特点：(1) 受拉区混凝土开裂后，裂缝截面处全部拉力均由钢筋承担，混凝土退出工作(忽略裂缝尖端至中性轴间的微小拉力)，而裂缝之间的混凝土仍参加工作。其拉力是由钢筋通过与混凝土交界

35、面上的粘结剪应力.传来，距裂缝截面越远，通过 .的累积传给混凝土的拉力越大，钢筋应力就越小，故即使在“纯弯段”(忽略自重)范围内，受拉钢筋的应变 竜(z)、受压区边缘混凝土应变 &(z)，中性轴位置x(z)、曲率1/和刚度B(z)仍然沿梁轴方 向呈波浪形分布，其波峰分别位于裂缝截面或两裂缝之中间截面处。(2) 由于混凝土的抗拉强度较低，构件受拉区多有裂缝存在，并且开展到一定宽度，开裂前原为同一平面而 开裂后部分混凝土受拉截面已劈裂为二，表明在裂缝附近钢筋和混凝土之间已经产生相对位移，且原来受拉张紧 的混凝土开裂后回缩，材料应变发生突变，单就裂缝附近局部范围来说，这种现象是不符合材料力学中的平截

36、面假定的。但大量试验结果表明，直到钢筋屈服前，在“纯弯段”内截面应变若采用跨越几条裂缝的长标距量测时， 其平均应变大体上还是符合平截面假定的。(3) M-恢系呈曲线形。在混凝土开裂前，截面基本上处于弹性工作阶段，M与瞅致为直线关系(0T)。一经开裂受拉区混凝土就基本退出工作，因而与开裂前相比，曲率随着M的增大而增长速度明显加快，刚度显著降低，在M 曲线上出现一个鲜明的转折点。其转折角的大小主要取决于配筋率二，T越低，转折角越大，从前面的刚度特点中同样可知，也就是刚度的降低越多。开裂后，随着M的增加，由于受压区混凝土应变不断增大，受压区混凝土塑性性质表现地越来越明显，应力增长速度较应变增长速度要

37、慢，故受压区应力图形将呈曲线变化，应力-应变关系已不符合虎克定律。 并且在开裂截面附近的局部区域内，截面应变分布不符合平截面假定。这也说明了，开裂后，截面的中和轴位置不仅与截面的几何特征有关，而且与截面的应力分布和M大小有关。(4) 钢筋混凝土受弯构件在长期荷载作用下，变形随时间增长。11 什么是“最小刚度原则“？答：沿钢筋混凝土梁长各截面的刚度是变值，这就给挠度计算带来了一定的复杂性。为了简化计算，在实用 上，同一符号弯矩区段内，各截面的刚度均可按该区段的最小刚度(用Bmin表示)计算，亦即按最大弯矩处截面刚度计算。换句话说，也就是曲率按M/Bmin计算。该计算原则通常称为最小刚度原则。12

38、. 在长期荷载作用下，受弯构件挠度不断增长的原因是什么？其影响因素如何？何谓挠度增大系数？答：在长期荷载作用下，受弯构件挠度不断增长的原因有如下几方面：(1) 受压混凝土发生徐变，使受压应变随时间增长而增大。同时，由于受压混凝土塑性变形的发展，使内 力臂减小，从而引起受拉钢筋应力和应变的增长。(2) 受拉混凝土和受拉钢筋间粘结滑移徐变，受拉混凝土的应力松弛以及裂缝向上发展，导致受拉混凝土 不断退出工作，从而使受拉钢筋平均应变随时间增大。(3) 混凝土收缩。当受压区混凝土收缩比受拉区大时，将使梁的挠度增大。上述因素中，受压混凝土的徐变是最主要的因素。影响混凝土徐变的因素，如受压钢筋的配筋率、加荷

39、龄期 和使用环境的温湿度等，都对长期荷载作用下挠度的增大有影响。在长期荷载作用下受弯构件挠度的增大用挠度增大系数v来反映。挠度增大系数二为长期荷载作用下的挠度fl与短期荷载作用下的挠度 fs的比值，即 于f|/fs。13. 何谓混凝土的耐久性？答：混凝土的耐久性是指在正常维护的条件下，在设计使用年限内，在指定的工作环境中保证结构满足规定 的功能要求，而不需进行维修加固。14. 影响混凝土结构耐久性的因素主要有哪些？答：影响混凝土结构耐久性的因素主要有内部和外部两个方面。内部因素主要是指混凝土的强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量以及外加剂用量等，外部因素则指环境温度、湿度、二氧化碳含

40、量等。此外， 设计不周、施工质量差或使用中维修不当等也会影响耐久性能。15混凝土结构耐久性能下降或耐久性能失效主要表现在哪几方面？ 答：混凝土结构耐久性能下降或耐久性能失效主要表现在如下几个方面。（1）混凝土的碳化混凝土碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质发生反应使混凝土的碱性下降。 其它物质如二氧化 硫，硫化氢等也能与混凝土中的碱性物质发生类似反应，使混凝土中性化，即 pH 值下降。混凝土碳化对混凝土的主要危害表现在使混凝土中的钢筋保护膜受到破坏，引起钢筋锈蚀，从而影响承载力 水平。混凝土的碳化是混凝土结构耐久性能失效的重要影响因素之一。减小、延缓混凝土的碳化，可有效地提高 混凝土结

41、构的耐久性能。（2）钢筋锈蚀 钢筋表面氧化膜的破坏是使钢筋锈蚀的必要条件。这时，如果含氧水份侵入，钢筋就会锈蚀。因此，含氧水 分侵入是钢筋锈蚀的充分条件。钢筋锈蚀严重时，体积膨胀，导致沿钢筋长度出现纵向裂缝，并使保护层剥落， 从而使钢筋截面削弱， 截面承载力降低， 最终将使结构构件破坏或失效。 钢筋锈蚀体积膨胀使混凝土保护层脱落， 钢筋有效面积减小，导致承载力下降甚至引起结构破坏。因此，钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性能失效的 关键因素。增大混凝土保护层厚度可以延缓钢筋的锈蚀，因为厚度大时，混凝土碳化及钢筋表面氧化膜被破坏的时间就 越长。通常由于钢筋大面积的锈蚀才导致沿钢筋发生纵向裂缝，但纵

42、向裂缝的出现将会加速钢筋的锈蚀。可以把大 范围内出现沿钢筋的纵向裂缝作为判别混凝土结构构件寿命终结的标准。（3）混凝土冻融破坏 混凝土水化结硬后内部有很多毛细孔。在浇筑混凝土时，为了得到必要的和易性，往往会比水泥水化所需要 的水多一些。处于饱和水状态的混凝土受冻时，毛细孔中同时受到膨胀压力和渗透压力，使混凝土结构产生内部 裂缝和损伤，经多次反复冻结、融化，损伤积累到一定程度就引起结构破坏。（4）混凝土的碱集料反应 混凝土的集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液发生化学反应称为碱集料反应。在我国，部分地区 存在混凝土的碱集料反应，碱集料反应产生碱硅酸盐凝胶，并吸水膨胀，体积可增大 34 倍，

43、从而引起混凝土 剥落、开裂强度降低，甚至导致破坏。碱集料反应进展缓慢，需要多年才会造成结构破坏，所以是影响混凝土耐 久性的因素之一。控制使用含活性成分的骨料，采用低碱水泥或掺入粉煤灰降低混凝土中的碱性，可以防止碱集 料反应。（5）侵蚀性介质对混凝土的腐蚀：硫酸盐腐蚀、酸腐蚀、海水腐蚀以及盐类结晶型腐蚀等 化学介质对混凝土的侵蚀， 表现在有些化学物质侵入造成混凝土中一些成分被溶解，流失， 引起裂缝， 孔隙，松散破碎；有些化学物质与侵入混凝土中的一些成分反应生成体积膨胀的物质，引起混凝土结构破坏。如酸、碱 溶液直接接触混凝土时将产生严重的腐蚀；海港及海堤混凝土结构中钢筋锈蚀严重；大气中的酸雨则大面

44、积地影 响着工程结构的耐久性。 对此， 应根据实际情况， 采取相应的技术措施， 防止或减少对混凝土结构的侵蚀。 另外， 在冬季施工时往往在混凝土中掺氯化钠，如果掺量控制不严，将造成钢筋锈蚀或严重锈蚀。大量工程调查表明如 果混凝土中含氯化钠，即使在混凝土未碳化区内也有10钢筋发生严重锈蚀。因此必需严格禁止使用氯盐。（6）耐久性能下降或耐久性能失效的其它表现：如生物腐蚀，混凝土徐变等等。16减缓混凝土碳化和防止钢筋锈蚀的措施有哪些？答：减缓混凝土碳化和防止钢筋锈蚀的措施：（1）钢筋要有足够的保护层厚度 在一般情况下，混凝土碳化达到钢筋表面需要一定的时间，即脱钝时间。显然，保护层厚度愈大，脱钝时间

45、越长。如果脱钝时间超过建筑的设计使用年限，即可满足要求。因此规范对钢筋的保护层厚度作了下面的规 定：纵向受力钢筋及预应力钢筋、钢丝、钢绞线的混凝土保护层厚度（从钢筋外边缘到混凝土外边缘的距离）不 应小于钢筋的公称直径或并筋的等效直径，且应符合附表有关混凝土保护层最小厚度的规定。（2）合理设计混凝土的配合比首先，要有足够的水泥用量，一般不宜少于225kg/mm2，见表9.3的规定，以保持混凝土的碱性；同时，尽量降低水灰比，以减少游离水的量，对此可以采用减水剂，在满足施工要求的前途下，降低用水量；用优质掺和 料，严格控制原材料的含盐量。（3）尽量提高混凝土的密实性，增强抗渗性 对一般混凝土而言，设计、施工中要保证混凝土的密实性，保证振捣充分、密实，按规程要求仔细养护，经常保持新浇混凝土表面湿润，可采用养护液，覆盖养护材料等措施，以减少水分蒸发，避免出现表面裂缝。（4）控制混凝土掺和料的量 混凝土中采用掺和料时，在满足强度条件的情况下，采用超量替代法设计配合比。（5）采用覆盖面层 覆盖面层可以隔离混凝土表面与大气环境的直接接触，这对减小混凝土碳化十分有利，尤其是在不利甚至恶劣的环境条件下，效果明显；同时防止水、二氧化碳、氯离子和氧气的侵入，减少钢筋锈蚀。（6）采用钢筋阻锈剂，以防止氯盐的腐蚀；采用防腐蚀钢筋，其种类有：环氧涂层钢筋、镀锌钢筋、不锈 钢钢筋等；对钢筋采用阴极保护法