第八章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算

122第八章混凝土构件变形和裂缝宽度验算一、填空题：[①]1、钢筋混凝土构件的变形或裂缝宽度过大会影响结构的适用性、耐久性。[②]2、规范规定，根据使用要求，把构件在荷载作用下产生的裂缝和变形控制在允许范围内。[②]3、在普通钢筋混凝土结构中，只要在构件的某个截面上出现的拉应力超过混凝土的抗拉强度，就将在该截面上产生垂直于拉应力方向的裂缝。[①]4、平均裂缝间距就是指裂缝出齐后裂缝间距的平均值。[①]5、平均裂缝间距的大小主要取决于钢筋和混凝土之间的粘结强度。[①]6、影响平均裂缝间距的因素有纵筋配筋率、纵筋直径、混凝土保护层厚度、纵筋表面形状。[③]7、钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度是一个变量，它随着荷载值和加荷时间而变化。[③]8、钢筋应变不均匀系数的物理意义是反应裂缝之间受拉混凝土纵向受拉钢筋应变的影响程度。[②]9、变形验算时一般取同号弯矩区段内弯矩最大截面抗弯刚度作为该区段的抗弯刚度。[②]10、规范用长期效应组合绕度增大系数来考虑荷载长期效应对刚度的影响。二、判断题：[①]1、混凝土结构构件只要满足了承载力极限状态的要求即可。（×）[①]2、混凝土构件满足正常使用极限状态的要求是为了保证安全性的要求。（×）[②]3、构件中裂缝的出现和开展使构件的刚度降低、变形增大。（√）[①]4、裂缝按其形成的原因，可分为由荷载引起的裂缝和由变形因素引起的裂缝两大类。（√）[①]5、实际工程中，结构构件的裂缝大部分属于由荷载为主引起的。（×）[①]6、引起裂缝的变形因素包括材料收缩、温度变化、混凝土碳化及地基不均匀沉降等。（√）[②]7、荷载裂缝是由荷载引起的主应力超过混凝土抗压强度引起的。（×）[①]8、进行裂缝宽度验算就是将构件的裂缝宽度限制在规范允许的范围之内。（√）[②]9、规范控制温度收缩裂缝采取的措施是规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距。（√）[①]10、规范控制由混凝土碳化引起裂缝采取的措施是规定受力钢筋混凝土结构保护层厚度。（√）[①]11、随着荷载的不断增加，构件上的裂缝会持续不断地出现。（×）[②]12、平均裂缝间距crL主要取决于荷载的大小。（×）123[②]13、有效配筋率te是所有纵向受拉钢筋对构件截面的配筋率。（×）[①]14、平均裂缝宽度是平均裂缝间距之间沿钢筋水平位置处钢筋和混凝土总伸长之差。（√）[②]15、最大裂缝宽度就是考虑裂缝并非均匀分布，在平均裂缝宽度的基础上乘以一个增大系数而求得的。（×）[①]16、当纵向受拉钢筋的面积相等时，选择较细直径的变形钢筋可减小裂缝宽度。（√）[①]17、按基本公式计算的最大裂缝宽度是构件受拉区外表面处的裂缝宽度。（×）[②]18、实际设计时，可采用限制受拉钢筋是最大直径来使最大裂缝宽度满足要求。（√）[②]19、减小裂缝宽度的首选措施是增加受拉钢筋的配筋率。（×）[②]20、平均裂缝间距crL主要与钢筋和混凝土之间的粘结强度有关。（×）[②]21、te相同时，钢筋直径小者平均裂缝间距大些。（×）[②]22、在截面相同的受弯构件中，配筋率高者ss小些，因而其裂缝宽度也小些，因此，实际设计中可用ss来控制裂缝宽。（×）[②]23、在室内正常环境条件下，裂缝宽度限值可比室外大些，所以构件保护层厚度可小些。（√）[①]24、钢筋混凝土梁的截面刚度随着荷载的大小及持续时间的变化而变化。（√）[①]25、减小钢筋混凝土受弯构件挠度的最有效措施是增加构件的截面高度。（√）[②]26、实际工程中一般采用限制最大跨高比来验算构件的挠度。（√）三、选择题：[①]1、对于钢筋混凝土构件，裂缝的出现和开展会使其（B）。AlB降低B结构适用性和耐久性降低C承载力减小DlB增加[①]2、平均裂缝间距crL与（A）无关。A钢筋混凝土保护层厚度B钢筋直径C受拉钢筋的有效配筋率D混凝土的级别[②]3、受弯构件裂缝截面处钢筋应力ss与（A）无关。A外荷载B钢筋级别C钢筋面积D构件截面尺寸[②]4、钢筋应变不均匀系数越大，说明（C）。A裂缝之间混凝土的应力越大B裂缝之间钢筋的应力越大C裂缝之间混凝土的应力越小D裂缝之间钢筋的应力为零124[①]5、当其他条件完全相同时，根据钢筋面积选择钢筋直径和根数时，对裂缝有利的选择是（A）。A较粗的变形钢筋B较粗的光圆钢筋C较细的变形钢筋D较细的光圆钢筋[②]6、按规范所给的公式计算出的最大裂缝宽度是（A）。A构件受拉区外边缘处的裂缝宽度B构件受拉钢筋位置处的裂缝宽度C构件中和轴处裂缝宽度D构件受压区外边缘和裂缝宽度[②]7、最大裂缝宽度会随钢筋直径的增大而（A）。A增加B减小C不变D与此无关[②]8、最大裂缝宽度会随混凝土保护层的增大而（A）A增大B减小C不变D与此无关[②]9、钢筋混凝土梁的受拉区边缘（B）时，受拉区开始出现裂缝。A达到混凝土实际的抗拉强度B达到混凝土抗拉标准强度C达到混凝土抗拉设计强度D达到混凝土弯曲抗拉设计强度[①]10、进行挠度和裂缝宽度验算时，（C）A荷载用设计值，材料强度用标准值B荷载用标准值，材料强度用设计值C荷载用标准值，材料强度用标准值D荷载用设计值，材料强度用设计值[②]11、提高受弯构件抗弯刚度最有效的措施是（C）。A提高混凝土强度等级B增加受拉钢筋的截面面积C加大截面的有效高度D加大截面宽度[①]12、减小梁的裂缝宽度的最有效措施是（C）。A增加截面尺寸B提高混凝土强度等级C选择直径较小的钢筋，增加受拉钢筋面积，减小裂缝截面的钢筋应力D选择直径较大的钢筋[①]13、钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加及持续时间增加而（A）。A逐渐减小B逐渐增加C保持不变D先增加后减小[①]14、混凝土规范规定，通过计算控制不出现裂缝或限制裂缝最大宽度指的是下列（A）裂缝。A由内力直接引起的裂缝B由混凝土收缩引起的裂缝C由温度变化引起的裂缝D由不均匀沉降引起的裂缝[②]15、下列（D）项不是进行变形控制的主要原因。A构件有超过限值的变形，将不能正常使用B构件有超过变限值的变形，将引起隔墙等裂缝C构件有超过限值的变形，将影响美观D构件有超过限值的变形，将不能继续承载，影响结构安全四、简答题：[①]1、对钢筋混凝土构件进行裂缝和变形验算的目的是什么？[②]2、钢筋混凝土构件中裂缝的种类有哪些？它们是由什么原因引起的？各怎样控制？[①]3、实际工程中，大多数裂缝是由什么原因引起的？[②]4、为什么裂缝宽度会随时间的增长而变宽？[②]5、为什么钢筋混凝土受弯构件的裂缝条数不随荷载的增加而无限制地增加？125[①]6、当构件裂缝宽度不满足要求时，可采取哪些措施使其满足要求？[②]7、规范控制温度收缩裂缝的措施是什么？[②]8、什么是最小刚度原则？[①]9、当构件变形验算不满足要求时，可采取哪些措施使其变形满足要求？五、计算题：[②]8-1某屋架下弦按轴心受拉构件设计，截面尺寸为mmmm160200，C40混凝土，HRB400钢筋，混凝土保护层厚度mmc25，配置416（2804mmAs）钢筋，按荷载效应标准组合计算的轴向拉力KNNk142，mm2.0max，试验算最大裂缝宽度。[②]8-2某简支梁，截面尺寸为mmmm700250，C25混凝土，HRB400钢筋，混凝土保护层厚度mmc25，按正截面计算配置425（21964mmAs）纵向受拉钢筋，按荷载效应标准组合计算的弯矩值为KNMk22.185，mmas40，mm2.0max，试验算该梁的最大裂缝宽度。[③]8-3某简支梁，计算跨度ml0.60，截面尺寸为mmmm600200，C25混凝土，HRB400钢筋，混凝土保护层厚度mmc25，按正截面计算配置418（21017mmAs）钢筋，mmas35。已知作用在梁上的恒荷载标准值mKNgk/12（含自重），活荷载标准值mKNqk/9（准永久值系数4.0q），梁的允许挠度值为2000lf，试验算该梁的挠度。参考答案一、填空题：1、适用性耐久性2、荷载标准值允许范围内3、拉应力垂直于拉应力4、裂缝出齐后裂缝间距5、钢筋和混凝土之间的粘结强度6、纵筋配筋率纵筋直径纵筋表面形状混凝土保护层厚度7、变量荷载值加荷时间8、反映裂缝之间受拉混凝土纵向受拉钢筋应变的影响程度1269、弯矩最大10、用长期效应组合挠度增大系数二、判断题：1、×2、×3、√4、√5、×6、√7、×8、√9、√10、√11、×12、×13、×14、√15、×16、√17、×18、√19、×20、×21×22、×23、√24、√25、√26、√三、选择题：1、B2、A3、A4、C5、A6、A7、A8、A9、B10、C11、C12、C13、A14、A15、D四、简答题：1、为了保证构件不因变形或裂缝宽度过大而影响构件的适用性和耐久性。因此，必须进行变形和裂缝宽度的验算。2、有两类：荷载引起的裂缝和由变形引起的裂缝（1）荷载引起的裂缝：如受弯、受拉等构件的垂直裂缝；受弯构件斜裂缝。对于因荷载引起的构件斜裂缝，规范对其验算方法尚无专门规定。但试验结果表明，只要能满足斜截面承载力计算要求，并相应配置了符合计算及构造要求的腹筋，则构件的斜裂缝宽度不会太大，能满足正常使用要求。对于荷载引起的与构件轴线垂直的裂缝，国内外对其形成规律、影响因素以及计算方法已做了大量的试验研究，规范给出了计算方法。（2）由变形引起的裂缝：如基础沉降、收缩、温度作用等。主要是通过彩合理结构方案、构造措施来控制。3、实际工程中，80%的裂缝属于非荷载因素，所以在结构布置时应加以注意。4、随着时间的增长，由于受拉区混凝土应力松驰和滑移徐变，裂缝间受拉钢筋平均应变还将继续增长而使裂缝变宽，同时，混凝土收缩也使裂缝宽度有所增大。5、由于裂缝位置处混凝土拉应力为零，拉力全部由钢筋承担。在离开裂缝截面一定距离的部位，由于钢筋和混凝土之间的粘结作用而使混凝土内逐渐产生拉应力，当裂缝间距小到一定程度后，离开裂缝的各截面混凝土的拉应力已经不能通过粘结力再增大到该处混凝土的抗拉强度，即使轴向力增加，混凝土内也不会再出现新的裂缝，所以裂缝条数就会基本稳定。6、可采取选用较细的钢筋、变形钢筋、增加钢筋截面面积、采用预应力混凝土构件等措施。7、限制混凝土结构伸缩缝的最大间距。8、对一般受弯构件而言，在其跨度范围内各截面的弯矩一般是一相等的，故各截面弯曲刚度也不相同。实用上为了简化计算，常采用在同号弯矩区段内取弯矩最大截面的抗弯刚度作为该区段的抗弯刚度，这种刚度取值原则称为最小刚度原则。9、可采取加大截面高度、增加纵向受拉钢筋截面面积、提高混凝土强度等级、利用受压区纵向受压钢筋、采用`混凝土构件等措施。五、计算题：1277-1解题思路：本题为轴心受拉构件裂缝宽度验算问题。先计算按有效受拉混凝土截面计算的纵向受拉钢筋的配筋率，然后计算短期效应组合下的钢筋应力及钢筋应变不均匀系数，最后计算构件的最大裂缝宽度。【解】：7.2cr，2/39.2mmNftk，25/100.2mmNEs，mmdeq161、按有效受拉区配筋率te01.00251.0160200804bhAAAsteste2、短期效应组合下的钢筋应力sk2/177804142000mmNANsksk3、钢筋应变不均匀系数0.175.01770251.039.265.01.165.01.1sktetkf2.04、最大裂缝宽度ax)0251.01608.0259.1(10217775.07.2)08.09.1(5maxteeqsskcrdcEmmmm2.0177.0max满足要求7-2解题思路：本题为受弯构件裂缝宽度验算问题。先计算按有效受拉混凝土截面计算的纵向受拉钢筋的配筋率，然后计算短期效应组合下的钢筋应力及钢筋应变不均匀系数，最后计算构件的最大裂缝宽度。【解】：1.2cr，2/87.1mmNftk，25/100.2mmNEs，mmdeq25mmh6604070001、按有效受拉区配筋率te1