搜索
混凝土第七章问题1，在混凝土结构中产生裂缝的原因是什么？答：在施工和使用过程中，引起建筑混凝土结构开裂的原因很多，当发生温度和湿度变化、结构受荷、地基不均匀沉降、施工方式不当时，都非常容易产生裂缝，具体原因有以下几方面：1设计构造在设计时考虑不周，结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中；在构造处理不当时，现浇主梁在搁次梁处如果没有设置附加箍筋或附加吊筋；以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。2地基变形建筑工程基础不均匀沉降是造成钢筋混凝土开裂的主要原因：①房屋建于土质差别较大或软弱土质上。②建筑物基础深浅不一。③房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大。④建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因造成基础不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关，由于地基变形的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的，危害较大。3施工方面施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂的另一个主要原因。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多，主要有：①水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因素。②混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂缝产生的直接或间接原因。③水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝。④模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太大或太小，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。4结构受荷在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。5温湿度变化当温度变化时，由于材料热胀冷缩，房屋各部分构件将产生各自不同的变形，引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致，屋面变形较大，当屋盖和墙体之间构造处理不当，会使墙体受拉，当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时，产生温差裂缝。普通混凝土在空气中硬结，湿度发生变化时，体积会有所收缩，由此而在构件内产生拉应力，在早期混凝土强度较低时，混凝土收缩值最大。因此，若构件早期养护不良，极易产生收缩裂缝。2，塑性裂缝有哪些危害？答：混凝土塑性裂缝可以分为塑性收缩裂缝与塑性沉降裂缝两种。危害：．．．混凝土防水性能下降、钢筋容易锈蚀从而影响承载能力、降低混凝土结构的使用年限、给使用者在生理上产生一种不安全心理压力。3，收缩裂缝为什么两头大，中间小？答：混凝土内水的蒸发是由表面向内部扩展的，在此过程中混凝土内形成了含水梯度，表面收缩大而内部收缩小，出现内外收缩差，混凝土内部受压，表面受拉，当表面混凝土的超过混凝土抗拉强度时，便产生收缩裂缝。裂缝与构件轴线垂直，由于构件的上下或左右边缘都有较多的纵向主筋，它们有抑制裂缝产生的作用，因此裂缝在到达这些主筋之前都会消失，所以裂缝整体上呈两头小中间大的状态。4，现行规范与1074规范比较，裂缝限值有什么不同，为什么？答：74年规范只简单的规定了处于正常条件的构件最大裂缝值为0.3mm，屋架、托架的受拉构件为0.2mm。10规范中钢筋混凝土结构的裂缝控制等级都为三级，但以环境类别区分，一类环境下裂缝限值主要为0.3（0.4），钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.20mm。二三类环境类别的控制宽度为0.2mm。改变原因是在满足混凝土在不同环境类别下耐久性要求的条件下，尽量经济。5，分析，你认为哪个规范最合理，为什么？答：欧洲混凝土委员会和国际预应力学会制订的规范较合理，考虑因素较多。当前国内外标准规范基本上是从环境作用及构件受力特点两个方面来考虑混凝土结构裂缝宽度。欧洲混凝土委员会对于由耐久性决定的最大裂缝宽度的规定指明了构件所处的受力状态，但裂缝限制值要求偏高限值，国内外标准规范中提出的裂缝宽度限值都明指或暗指受力引起的裂缝，而收缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝等对构件耐久性也是有明显影响的，但都未考虑这些因素。6，无滑动理论内部是否有变形，这种变形表现在表象上是什么？答：Watstein[14],Borms[15]和后藤根据试验提出无滑动理论。无滑动理论认为，钢筋与混凝土的粘结滑动很小，可以略去不记。裂缝截面外围保护层混凝土存在弯曲变形，产生应变梯度，而裂缝宽度主要时由于出平面的应变梯度缩控制。裂缝宽度随距钢筋距离的增大而增大，裂缝宽度完全是外围混凝土的弹性回缩现象。按照这个理论保护层厚度是影响裂缝宽度的主要因素。7，Broms试验裂缝的分布与砼中应力分布有何关系？答：当l2t时，混凝土中纵向应力分布是非均匀的，在以裂缝间距l为直径的应力圆中有很大的拉应力集中，圆外拉应力很小或为压应力，当进一步加载时出现新裂缝，但此裂缝将仅限于以l为直径的应力圆内，属于次裂缝，当l2t时以l为直径的应力圆与构件侧面相交进一步加载会出现主裂缝，按上述法则，次裂缝出现后又将产生新的应力分布，陆续出现二级次裂缝8，平均裂缝间距与a，b，c，d，的关系是什么，这种关系受哪些因素的影响？答：与混凝土强度等级，混凝土保护层厚度，纵向受拉钢筋直径，纵向钢筋配筋率有关。混凝土强度对裂缝间距几乎没有什么影响，因为混凝土抗拉强度与平均粘结应力近乎成比例关系，因此对于给定的钢筋类型，(7-1)K值取等于常数。钢筋直径及配筋率对裂缝宽度的影响很小，裂缝宽度主要取决于距最近钢筋的距离。采用较小直径的钢筋沿受拉区外缘分散均匀布置可有效地使裂缝宽度减小。9，拉杆出现裂缝后，应力分布与裂缝之间有何关系？答：拉杆出现裂缝后，在出现裂缝处发生用力集中，使得原本轻微的裂缝迅速扩张，裂缝不断延伸至贯通整个构件，最终导致构件破坏。10，为什么t的增大裂缝间距会增大？答：裂缝间距lm计算公式如下：teeqmdtl08.09.1—β系数，对轴心受拉构件，取β=1.1；对偏心轴心受拉构件，取β=1.05；对其他受力构件，取β=1.0；t——平均裂缝间距与该点到最近钢筋中心的间距ρte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率从上式可以看出随t增大，裂缝间距增大。11，通过对比实验，谈谈两者的适用范围和优缺点？答：答：粘结-滑动理论适用于假定混凝土构件应力沿截面是均匀分布的，即混凝土的变形服从于平截面假定。适用范围是受弯，受拉和受压构件，研究的是影响裂缝宽度的主要变量是钢筋直径与配筋率的比值相同时，裂缝宽度应相同。优点：裂缝两侧混凝土产生平衡的回缩，构件表面的裂缝宽度与钢筋处的裂缝宽度是相同的，实验原理清晰明了。缺点：经过很多量测表明，这种截面应力分布和裂缝的假设与实际是不相符的，即不可实用。Broms和base实验主要适用于受拉和受弯杆件，以高强度变形钢筋配筋的轴心受拉构件等一类实验。研究的是裂缝宽度主要取决于裂缝所在点到最近钢筋的距离，与钢筋直径和配筋率无关。优点：实验以光圆钢筋与变形钢筋平均裂缝宽度的严格对比得出钢筋直径与配筋率对裂缝宽度的影响很小，裂缝宽度主要取决于距最近钢筋的距离。截面钢筋的合理布置是控制裂缝宽度的有效办法。缺点：实验考虑其它因素较少。12，是不是，不要保护层厚度梁就不开裂，为什么？答：与现行的美国混凝土学会ACI318规范、欧洲Eurocode2、德国工业标准DIN1045—1等相似，《混凝土结构设计规范》认为与最大裂缝宽度有关的因素有裂缝间距、开裂截面的钢筋应变以及根据平截面假定得到的受拉混凝土表面应变与钢筋处平均应变的比值，后者取决于钢筋中心到构件受拉表面的距离。因此，裂缝宽度应为裂缝间距之间沿钢筋水平方向钢筋与混凝土伸长之差。规范根据简支梁试验给出短期裂缝宽度平均值，按95%保证率求出短期最大裂缝宽度，考虑徐变等长期影响给出长期最大裂缝宽度，得到矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件在荷载长期作用下的最大裂缝宽度半经验半理论计算公式：最大裂缝宽度ωmax随钢筋的混凝土保护层厚度c的变化曲线见图3。由于公式考虑了底面保护层厚度（没有考虑侧面保护层的影响）对裂宽计算值的影响，会使一线技术人员产生保护层越薄，对裂缝控制越容易的错觉。显然，这里的最大裂缝宽度计算值，并不是与耐久性有关联的实际裂缝宽度。图3ωmax随钢筋的混凝土保护层厚度c的变化曲线13，图7-25保护层及板的厚度对裂缝的影响是什么及原因？答：随保护层增大，板厚增大，裂缝间距也增大。因为裂缝间混凝土的拉应力分布很不均匀，由于混凝土同钢筋的握裹，，钢筋对受拉张紧混凝土回缩着约束作用。显然离钢筋越远，混凝土所受的约束越小。所以裂缝随保护层增大而增大。（厚度影响的原因没找到0.0）14，平均裂缝宽度Wm与相应的平均应变ξ的比值与裂缝量测点至最近钢筋的距离c的关系是什么？答：图7-28可以看出，当c≤2c0时，两者比值与c近似呈线性关系，当c＞2c0时，随着c的增大，比值趋于常数。15,初始裂缝高度与哪些因素有关，它对梁和板的裂缝形态有什么影响？答：初始裂缝高度与平均裂缝宽度Wm、平均应变ε有关。它们符合下列关系:chKW1lim)(,K1=1.33。板的裂缝是由两种不同的裂缝机理所控制：（1）一种是由构件的弯曲变形，更确切地说是由初始裂缝高度hc所控制的，位于板中钢筋间距之间的长裂缝。（2）另一种是由保护层厚度C0所控制的裂缝。对T形梁的裂缝形态的影响是在T形梁的纯弯段裂缝发展过程中，到达开裂弯矩后，最初出现的裂缝高度是不稳定的，只有当裂缝延伸到初始裂缝高度hc以后才稳定下来，沿纯弯段近乎等间距分布。增大荷载时，钢筋附近陆续出现短的“次裂缝”，这种裂缝一般可以发展到梁底，也有的仅在钢筋上下不大的距离内。随荷载增大竖向的裂缝逐渐弯向最初出现的长裂缝，汇交成“枝状裂缝。是由于短裂缝将混凝土分割成“齿状体”。16，Co和hc控制裂缝有何不同，各解决什么问题？答：两种不同的裂缝机理所控制：(1)一种是由构件的弯曲变形，更确切地说是由初始裂缝高度ch所控制的裂缝，如位于板中钢筋间距之间的长裂缝，(2)一种是由保护层厚度0c所控制的裂缝，如钢筋附近的短裂缝。ch控制的裂缝间出现位于钢筋附近的、间距较小的次裂缝。ch控制的裂缝形成以后，钢筋处由0c控制的裂缝是逐渐增加的。假如在所有裂缝处粘结完全破坏，相当于无粘结梁(不出现0c控制的裂缝)，裂缝完全由ch所控制，故ch所控制的裂缝为其上限，假如有充分的粘结不发生过早地破坏，则0c所控制的裂缝为其下限。故过早粘结破坏对裂缝间距的影响只能使0c控制的裂缝过渡到ch控制的裂缝。17，cp110公式裂缝计算做了哪些简化，这些简化对裂缝计算精确度有哪些影响？答：考虑到在设计基准期内被超越概率仅为5%的标准荷载作为计算裂缝宽度的荷载值，同时正常使用极限状态的安全水平没有必要过于保守，因而规定裂缝宽度的保证率为80%。由于裂缝出现后，钢筋与混凝土相互作用区域发生的变形及应力状态是极其复杂的。试验揭示的变形钢筋肋处的斜向内裂缝以及沿钢筋的纵向裂缝——脱开，都影响表面裂缝的型态。变量选择不当往往使导出的公式不能一般适用。裂缝是一种半随机现象，即使同样的试件，在完全相同的条件下，裂缝间距和裂缝宽度也会在很大范围内变化。18，钢筋约束区是指什么，它对裂缝的生成和发展有何影响？答：钢筋约束区指有效埋置区，该区域通过粘结力将拉力扩散到混凝土，有效的约束混凝土回缩。裂缝的开展是由于钢筋外围混凝土的回缩，而在钢筋约束区，钢筋对混凝土的回缩具有一定的约束作用，因此钢筋约束区能抑制裂缝的生成和发展。19，你认为用约束区和配筋率概念计算裂缝宽度，哪一个更合理？答：钢筋约束区的概念计算裂缝宽度比钢筋配筋率的计算更合理。前者考虑了保护层厚度、钢筋间距、钢筋直径和配筋率等因素，而后者考虑了保护层厚度、钢筋直径和配筋率等因素。更多的试验证明钢筋约束区概念是更接近现实，更准确。20，分析有效埋置区是如何考虑？21，设置由变形钢筋焊网做成的表层钢筋的意义？答：变形钢筋焊网的制造进过严格的计算校核，