《混凝土结构》课程教学资源（复习思考）混凝土构件变形与裂宽验算

第九章混凝土构件的变形及裂缝宽度验算间答题计算题目录M

第九章 混凝土构件的变 形及裂缝宽度验算 ü 问答题 ü 计算题 目录

问答题1.何谓构件截面的弯曲刚度？它与材料力学中的刚度相比有何区别和特点？怎样建台案立受弯构件刚度计算公式？2.何谓“最小刚度原则”？试分析应用该原则的合理性。3.简述参数Pte、的物理意义。4.简述裂缝宽度验算的自的和要求。M目录K

1.何谓构件截面的弯曲刚度?它与材料力 学中的刚度相比有何区别和特点?怎样建 立受弯构件刚度计算公式? 2.何谓“最小刚度原则”?试分析应用该原 则的合理性。 3.简述参数ρte、ψ的物理意义。 4.简述裂缝宽度验算的目的和要求 。 答案 答案 答案 答案 9 问答题 目录

5.最大裂缝宽度计算公式是怎样建立起来果的？6.何谓混凝士构件的延性？其主要的表达桌方式及延性因素是什么？7.影响混凝土结构耐久性的主要因素是哪些？M录K

5.最大裂缝宽度计算公式是怎样建立起来 的? 6.何谓混凝土构件的延性？其主要的表达 方式及延性因素是什么？ 7.影响混凝土结构耐久性的 主要因素是哪 些？ 答案 答案 答案 目录

8.为什么说保护层厚度是影响构件表面裂缝宽度的一项主要因素？9.试述耐久性设计的自的及基本原则10.试述保证耐久性的措施。M录K

8.为什么说保护层厚度是影响构件表面裂 缝宽度的一项主要因素？ 9.试述耐久性设计的目的及基本原则。 10.试述保证耐久性的措施。 答案 答案 答案 目录

何谓构件截面的弯曲刚度？它与材料力学中的刚度相比有何区别和特点?怎样建立受弯构件刚度计算公式？答：从理论上讲，混凝土受弯构件的截面弯曲刚度应取为M-Φ曲线上相应点处切线的斜率dMIdΦ。当梁的截面形状、尺寸和材料已知时，梁的截面弯曲度E是一个常数。对混凝土受弯构件，截面弯曲刚度不是常数而是变化的。在混凝士结构设计中，用到截面弯曲刚度的有两种情况，可分别采用简化方法：1、对要求不出现裂缝的构件，可近似的把混凝土开裂前的M-Φ曲线视为直线，它的斜率就是截面弯曲刚度，取为0.85EIo；2、验算正常使用阶段构件挠度时，由于钢筋混凝土受弯构件正常使用时是带裂缝工作的，因此，《混凝士结构设计规范》定义在M-Φ曲线上0.5M.0~0.7M.0区段内，任一点与坐标原点0相连的割线斜率tgα为截面弯曲刚度，记为B。返巨

Ø何谓构件截面的弯曲刚度?它与材料力学中的 刚度相比有何区别和特点?怎样建立受弯构件刚 度计算公式? 答：从理论上讲，混凝土受弯构件的截面弯曲刚度应取为 M-φ曲线上相应点处切线的斜率dM/dφ 。当梁的截面形 状、尺寸和材料已知时，梁的截面弯曲刚度EI 是一个常 数。对混凝土受弯构件，截面弯曲刚度不是常数而是变化 的。在混凝土结构设计中，用到截面弯曲刚度的有两种情 况，可分别采用简化方法：1、对要求不出现裂缝的构 件，可近似的把混凝土开裂前的M-φ曲线视为直线，它 的斜率就是截面弯曲刚度，取为0.85 Ec I 0；2、验算正常 使用阶段构件挠度时，由于钢筋混凝土受弯构件正常使用 时是带裂缝工作的，因此，《混凝土结构设计规范》定义 在M-φ曲线上0.5Mu 0~0.7Mu 0区段内，任一点与坐标原点O 相连的割线斜率tgα为截面弯曲刚度，记为B。 返回

何谓“最小刚度原则”?试分析应用该原则的合理性。答：最小刚度原则：在同号弯矩区段采用最大弯矩处的截面弯曲刚度（即最小刚度）作为该区段的截面弯曲刚度：对不同号的弯矩区段，分别取最大正弯矩和最大负弯矩处的截面弯曲刚度作为正负弯矩区段的截面弯曲刚度。理论上讲，按“最小刚度原则”计算会使挠度值偏大，但实际情况并不是这样。因为在剪跨区段还存在着剪切变形，其至出现斜裂缝，它们都会使梁的挠度增大，而这是在计算中没有考虑到的，这两方面的影响大致可以抵消，亦即在梁的挠度计算中除了弯曲变形的影响外，还包含了剪切变形的影响。返巨

Ø何谓“最小刚度原则”?试分析应用该原则的合 理性。 答：最小刚度原则：在同号弯矩区段采用最大弯矩处 的截面弯曲刚度（即最小刚度）作为该区段的截面弯 曲刚度；对不同号的弯矩区段，分别取最大正弯矩和 最大负弯矩处的截面弯曲刚度作为正负弯矩区段的截 面弯曲刚度。理论上讲，按“最小刚度原则”计算会使挠 度值偏大，但实际情况并不是这样。因为在剪跨区段 还存在着剪切变形，甚至出现斜裂缝，它们都会使梁 的挠度增大，而这是在计算中没有考虑到的，这两方 面的影响大致可以抵消，亦即在梁的挠度计算中除了 弯曲变形的影响外，还包含了剪切变形的影响。 返回

简述参数Pte、W的物理意义。答：参数P的物理意义是以有效受拉混凝土截面面积计算、考虑钢筋粘结性能差异后的有效纵向受拉钢筋的配筋率：参数为钢筋平均应变与开裂截面钢筋应变的比值，称为受拉钢筋应变不均匀系数。参数更的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。派巨

Ø简述参数ρte、ψ的物理意义。 答：参数ρte的物理意义是以有效受拉混凝土截面面 积计算、且考虑钢筋粘结性能差异后的有效纵向受拉 钢筋的配筋率；参数ψ为钢筋平均应变与开裂截面钢 筋应变的比值，称为受拉钢筋应变不均匀系数。参数 ψ的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉 钢筋应变的影响程度。 返回

>简述裂缝宽度验算的自的和要求。答：构件裂缝控制等级共分为二级：一级为严格要求不出现裂缝，二级为一般要求不出现裂缝，三级为允许出现裂缝。一级和二级抗裂要求的构件，一般要采用预应力：而普通的钢筋混凝士构件抗裂要求为三级，阶段都是带裂缝工作的。当裂缝宽度较大时，一是会引起钢筋锈蚀，二是使结构刚度减少、变形增加，在使用从而影响结构的耐久性和正常使用，同时给人不安全感。达此，对充许出现裂缝的钢筋混凝构件，裂缝宽度必须加以限制，要求使用阶段最大裂缝宽度小于充许裂缝宽度。即Wmax ≤ [Wmax ]需要进行裂缝宽度验算的构件包括：受弯构件、轴心受拉构件、偏心受拉构件、eo≥0.55ho的大偏心受压构件。诚巨

Ø简述裂缝宽度验算的目的和要求 。 答：构件裂缝控制等级共分为三级：一级为严格要求不 出现裂缝，二级为一般要求不出现裂缝，三级为允许出 现裂缝。一级和二级抗裂要求的构件，一般要采用预应 力；而普通的钢筋混凝土构件抗裂要求为三级，阶段都 是带裂缝工作的。当裂缝宽度较大时，一是会引起钢筋 锈蚀，二是使结构刚度减少、变形增加，在使用从而影 响结构的耐久性和正常使用，同时给人不安全感。因 此，对允许出现裂缝的钢筋混凝土构件，裂缝宽度必须 加以限制，要求使用阶段最大裂缝宽度小于允许裂缝宽 度。 即 [ ] Wmax £ Wmax 需要进行裂缝宽度验算的构件包括：受弯构件、轴 心受拉构件、偏心受拉构件、e0≥0.55h0的大偏心受压构 件。 返回

>最大裂缝宽度计算公式是怎样建立起来的？答：《规范》采用了一个半理论半经验的方法，即根据裂缝出现和开展的机理，先确定具有一定规律性的平均裂缝间距和平均裂缝宽度，然后对平均裂缝宽度乘以根据统计求得的扩大系数来确定最大裂缝宽度Wmax。对“扩大系数”，主要考虑两种情况，一是荷载短期效应组合下裂缝宽度的不均匀性：二是荷载长期效应组合的影响下，最大裂缝宽度会进一步加大。《规范》要求计算的Wmax具有95%的保证率。各种构件正截面最大裂缝宽度计算公式为：aSs2.7C+0.1Wx=αcrymaxE.Pte返回

Ø最大裂缝宽度计算公式是怎样建立起来的? 答：《规范》采用了一个半理论半经验的方法，即根据 裂缝出现和开展的机理，先确定具有一定规律性的平均 裂缝间距和平均裂缝宽度，然后对平均裂缝宽度乘以根 据统计求得的扩大系数来确定最大裂缝宽度Wmax。对 “扩大系数” ，主要考虑两种情况，一是荷载短期效应组 合下裂缝宽度的不均匀性；二是荷载长期效应组合的影 响下，最大裂缝宽度会进一步加大。《规范》要求计算 的Wmax具有95％的保证率。 u r s a y ÷ ÷ ø ö ç ç è æ = + s te ss cr d C E Wmax 2.7 0.1 各种构件正截面最大裂缝宽度计算公式为: 返回

>何谓混凝士构件的延性？其主要的表达方式及延性因素是什么？答：结构、构件或截面延性是指从屈服开始到达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。即延性是反映构件的后期变形能力。延性通常是用延性系数来表达。影响因素主要包括：纵向钢筋配筋率、混凝士极限压应变、钢筋屈服强度及混凝土强度等。即极限压应变cu以及受压区高度kho和x两个综合因素。1返巨

Ø何谓混凝土构件的延性？其主要的表达方式及 延性因素是什么？ 答：结构、构件或截面延性是指从屈服开始到达到最大 承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形 能力。即延性是反映构件的后期变形能力。延性通常是 用延性系数来表达。 影响因素主要包括：纵向钢筋配筋率、混凝土极限 压应变、钢筋屈服强度及混凝土强度等。即极限压应变 ε cu以及受压区高度 kh0 和xa两个综合因素。 返回