8混凝土构件的使用性能及结构耐久性.docx

8混凝土构件的使用性能及结构耐久性.docx

《8混凝土构件的使用性能及结构耐久性.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8混凝土构件的使用性能及结构耐久性.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

8混凝土构件的使用性能及结构耐久性

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，

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设计的。

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采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

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

，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设计使用年限进行耐久性设计。

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及最大裂缝宽度极值。

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、裂缝控制一般统一划分为3级，其控制条件是：

一级是严格要求不出现裂缝的构件；二级是一般要求不出现裂缝的构件；三级是允许出现裂缝的构件，但其计算值不应超过允许值。

16、弯、剪、扭、压、拉构件的承载力计算是基于安全性要求。

此外，对某些构件尚应进行变形、抗裂度和裂缝宽度验算，以保证适用性与耐久性，从而满足可靠性要求。

17、《规范》规定的构件裂缝宽度是指受拉钢筋截面重心水平处构件测表面的裂缝宽度。

18、

表示裂缝间受拉混凝土参加工作的程度，

越小，说明裂缝间受拉混凝土参加工作的程度越大。

19、长期荷载作用下裂缝宽度增大。

20、配受压钢筋可以减少构件长期挠度。

21、影响裂缝宽度的主要因素是_裂缝间距___。

二、单项选择题

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、提高混凝土强度等级

2、混凝土构件的平均裂缝间距与下列哪些因素有关（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边面上混凝土的裂缝宽度

C、受拉区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、提高侧面刚度的最有效的措施是（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、以等面积的细钢筋代替粗钢筋

D、以等面积HPB235级钢筋代替HRB335级钢筋

6、抗裂、变形荷裂缝宽度验算是（D）

A、满足承载能力极限状态B、满足人们的感观要求

C、满足结构构件的安全性要求D、满足结构构件的适用性荷耐久性的要求

7、构件的挠度值（B）

A、应按荷载长期效应组合并考虑长期效应对刚度的影响进行计算

B、应按荷载短期效应组合并考虑长期效应对刚度的影响进行计算

C、应按荷载长期效应组合短期刚度进行计算

D、应按荷载短期效应组合短期刚度进行计算

8、构件裂缝的分布主要与（C）

A、混凝土抗拉强度有关B、混凝土的极限拉应变有关

C、混凝土与钢筋间的握裹强度有关D、混凝土回缩及钢筋伸长量有关

9、进行抗裂及裂宽验算时（C）

A、荷载用设计值，材料强度用标准值B、均用设计值

C、均用标准值D、荷载用标准值，材料强度用设计值

10、在钢筋混凝土挠度计算时，取同号弯矩区段内的哪一项刚度进行计算（A）

A、弯矩最大截面的刚度B、弯矩最小截面的刚度

C、最大刚度D、平均刚度

11、在提高受弯构件截面刚度的诸措施中，以下哪一项是最有效的（A）

A、提高截面高度B、提高截面配筋率

C、提高混凝土强度等级D、提高钢筋级别

12、钢筋混凝土现浇框架结构，伸缩缝的最大间距为（D）

A、70mmB、50mmC、35mmD、55mm

13、多层框架总高度受限制的主要原因是：

（B）

A、计算复杂，施工困难B、侧向位移大

C、竖向荷载下梁柱的变形过大D、梁的内力大

14、钢筋混凝土梁如出现裂缝是：

（C）

A、不允许的B、允许，但应满足构件变形的要求

C、允许，但应满足裂缝宽度的要求D、允许，但应满足裂缝开展的要求

15、钢筋混凝土和预应力混凝土构件，裂缝控制等级有几级（C）

A、一级B、两级C、三级D、四级

16、下列各类结构中，伸缩缝间距最大的是：

（A）

A、排架结构B、框架结构

C、剪力墙结构D、挡土墙

三、多项选择题

1、控制挠度的理由主要有（ACDE）

A、结构构件挠度过大会损害其使用功能

B、结构构件承载力的要求

C、梁板变形过大会使装修开裂脱落

D、人们能够耐受的最大挠度不能过大，若过大会引起用户的关注和不安

E、梁端转动过大会使局部支承面积改变，导致局部受压破坏

2、影响构件最大裂缝宽度的主要因素有（ABCDE）

A、荷载效应大小和受力特征B、保护层厚度

C、钢筋表面特征D、受拉钢筋配筋率

E、钢筋直径大小

3、形成裂缝的主要原因有（ABCD）

A、混凝土抗拉强度比抗压强度低得多，当钢筋混凝土构件受弯、剪、拉和扭等荷载效应时，致使构件开裂

B、由于基础不均匀沉降，混凝土收缩和温度作用而产生的外加变形受到钢筋和其他构件约束

C、钢筋锈蚀而体积膨胀时，混凝土便产生拉应力，该拉应力超过抗拉强度即开裂

D、冻融和化学作用等也往往导致混凝土开裂

E、混凝土的徐变引起混凝土的开裂

4、影响结构构件短期刚度的主要因素有（ABCE）

A、构件截面尺寸B、作用在结构构件的荷载效应M

C、纵筋配筋率D、混凝土强度等级E、收缩和徐变

四、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，裂缝的分布于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

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度[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越高，平均裂缝间距越大。

（×）

五、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？

1、答：

过大的裂缝会引起混凝土中构件的严重腐蚀，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是如何定义的？

2、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外侧表面的裂缝宽度。

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？

3、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用力

（应变

）与裂缝截面处钢筋应力

（

）的比值。

反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。

其物理意义就是反应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

与混凝土轴心抗拉强度标准值

、裂缝截面处的钢筋应力

，及与有效受拉混凝土截面面积计算的纵向钢筋配筋率

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？

4、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

也随裂缝的开展而显著降低。

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？

5、答：

根据截面平衡关系，确定钢筋与混凝土应力

与

与内力

的关系，根据裂缝截面应力以及不均匀系数确定钢筋与混凝土的平均应变

与

，以平截面假定为基础得到截面曲率

与平均应变

之间的关系。

由此确定钢筋混凝土受弯构件的短期刚度

6、什么是结构构件变形验算的“最小刚度原则”。

6、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

处的截面最小刚度

作为该区段的刚度来计算构件的挠度。

7、什么是结构的耐久性要求？

7、答：

结构的耐久性是指构件及结构在一定时期内维持其适用性的能力。

对于土木工程而言是指结构在其设计使用年限内，应当能够承受所有可能的荷载和环境作用，而不发生过度的腐蚀、损坏或破坏，即在正常维护条件下结构能够完成安全性与适应性的功能要求，而不需要进行大的维修与加固。

8、影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？

8、答：

影响混凝土结构耐久性的主要因素可分为内部因素和外部因素。

内部因素主要有：

混凝土强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、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、侵蚀性介质等。

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？

9、答：

大气中的二氧化碳或其他酸性气体深入混凝土中，将使混凝土中性化而降低其碱度，这个过程就是混凝土碳化。

当碳化深度大于或等于混凝土保护层厚度而达到钢筋表面时，将破坏钢筋表面的氧化膜而是钢筋易于锈蚀。

另外，碳化还会加剧混凝土的收缩。

这都可导致混凝土结构的开裂甚至破坏。

因此混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有重要影响。

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？

10、答：

我国《混凝土结构设计规范》采用概念设计的方法保证结构耐久性，即根据混凝土结构所处的环境类别和设计使用年限，采取不同技术措施和构造要求。

11、怎样进行混凝土结构耐久性概念设计？

11、答：

（1）设计使用年限为50年的混凝土结构，在一、二、三类环境中应符合《混凝土结构设计规范》中相应的最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大碱含量的基本要求。

（2）设计使用年限为100年的混凝土结构，在一类环境中，应符合下列规定：

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应低于C40；混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%；宜使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时混凝土中碱含量不应超过3.0

；混凝土保护层厚度应比一般规定的保护层厚度增加40%；使用过程中应对结构定期维护。

在二、三类环境中，应采取专门有效措施，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能，提高混凝土的抗渗能力等。

（3）严寒及寒冷地区的潮湿环境中，结构混凝土应满足抗冻要求。

（4）有抗渗要求的混凝土结构，其抗渗等级应符合有关标准的规定。

（5）三类环境中的结构构件，其受力钢筋宜采用环氧树脂涂层带肋钢筋；对预应力钢筋，锚具及连接，应采取专门防护措施。

12、简述影响短期刚度的主要因素。

12、答：

（1）钢筋级别

（2）纵筋配筋率（3）截面尺寸（4）构件所受荷载效应。

13、简述控制挠度的理由。

13、答：

控制挠度基于以下四个理由：

（1）结构构件挠度过大会损害其使用功能。

（2）梁板挠度过大会使其支承的脆性非承重墙装修脱落，墙体严重开裂，甚至压碎。

（3）超过挠度限制会使用户感到不安全。

（4）梁端转动过大会使局部支承面积和支承反力位置改变，并将会危及砖墙（柱）的稳定等，使得构件受力性质与原设计计算模型不符。

14、试解释受弯构件最大裂缝宽度计算公式

中

和

的意义。

14、答：

，裂缝间钢筋应力（应变）的不均匀系数，其值随钢筋应力的增加而增大；

，在荷载标准值组合情况下，裂缝处钢筋的应力。

15、混凝土保护层厚度应考虑哪些因素确定？

15、答：

1、钢筋和混凝土的粘结强度；2、钢筋混凝土的耐久性

16、什么是结构构件截面延性？

影响截面延性的主要因素是什么？

16、答：

结构构件截面延性指从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后，承载力没有显著下降期间的变形能力。

影响截面延性的主要因素是纵向钢筋配筋率、混凝土极限压应变、钢筋屈服强度、混凝土强度。

五、计算题

1、已知某钢筋混凝土屋架下弦，

，轴心拉力

，有HRB335级

4

14受拉钢筋，混凝土强度等级为C30，保护层厚度C=25mm，

=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，安全等级级为二级，

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43KN

m，可变荷载35KN

m（准永久值系数

），雪荷载8KN

m（准永久值系数

）。

求：

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;

验算挠度是否小于

；验算裂缝宽度是否小于

。