鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼筋混凝土構(gòu)件的變形和裂縫

1、第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形和裂縫計(jì) 算 題1 承受均布荷載的矩形簡支梁，計(jì)算跨度l0=4.0m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=16kN/m，其準(zhǔn)永久系數(shù)q=0.5，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，鋼筋為HRB400級(jí)。環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)。試進(jìn)行梁的截面設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算梁的撓度。如混凝土強(qiáng)度等級(jí)改為C40，其他條件不變，重新計(jì)算并將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。2 承受均布荷載的矩形簡支梁，計(jì)算跨度l0=6.0m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=12kN/m，其準(zhǔn)永久系數(shù)q=0.5；截面尺寸為b×h=200mm×400 mm，混凝土等級(jí)為C25，鋼筋為HRB335級(jí)，4 16，環(huán)境類別為一類。試驗(yàn)算梁的跨中最大

2、撓度是否符合撓度限值。3 某屋架下弦桿按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)，截面尺寸為200mm×200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB400級(jí)，418，環(huán)境類別為一類。荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的軸向拉力Nk=160kN。試對(duì)其進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。4 簡支矩形截面普通鋼筋混凝土梁，截面尺寸b×h=200 mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB335級(jí)，416，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的跨中彎矩Mk=95kNm；環(huán)境類別為一類。試對(duì)其進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，如不滿足應(yīng)采取什么措施。計(jì)算題參考答案1 承受均布荷載的矩形簡支梁，計(jì)算跨度l0=4.0m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=16kN/

3、m，其準(zhǔn)永久系數(shù)q=0.5，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，鋼筋為HRB400級(jí)。環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)。試進(jìn)行梁的截面設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算梁的撓度。如混凝土強(qiáng)度等級(jí)改為C40，其他條件不變，重新計(jì)算并將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。解：根據(jù)跨度，初步選定截面尺寸為250mm×500mm?？傻煤爿dkN/m活荷載 kN/m kNm查表可知C30以上時(shí)，梁的最小保護(hù)層厚度為25mm。故設(shè)a = 35mm，則mm由混凝土和鋼筋等級(jí)查表，得N/mm2； N/mm2； N/mm2；故mm2選用 mm2） mm2<941 mm2滿足要求。該用C40混凝土，配筋不變，計(jì)算其承載力。N/mm2KNm進(jìn)行抗裂驗(yàn)算

4、求和 KNm KNm對(duì)于C30混凝土：N/mm2； N/mm2； N/mm2 N/mm2Nmm2 Nmm2mm滿足要求。對(duì)于C40混凝土：N/mm2； N/mm2； N/mm2 N/mm2Nmm2 Nmm2mm滿足要求。從以上算例可以看出，當(dāng)截面尺寸及配筋不變時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，其極限承載力和計(jì)算撓度變化不大，換句話說，如果撓度驗(yàn)算不滿足，通過提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)的方法效果不明顯。2 承受均布荷載的矩形簡支梁，計(jì)算跨度l0=6.0m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=12kN/m，其準(zhǔn)永久系數(shù)q=0.5；截面尺寸為b×h=200mm×400 mm，混凝土等級(jí)為C25，鋼筋為HRB335級(jí)

5、，4 16，環(huán)境類別為一類。試驗(yàn)算梁的跨中最大撓度是否符合撓度限值。解：kN/m； kN/m KNm KNm對(duì)于C25混凝土：N/mm2； N/mm2； N/mm2 mm2； mm N/mm2Nmm2 Nmm2mm不滿足要求。3 某屋架下弦桿按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)，截面尺寸為200mm×200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB400級(jí)，418，環(huán)境類別為一類。荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的軸向拉力Nk=160kN。試對(duì)其進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。解：軸心受拉構(gòu)件；mm2； N/mm2mm N/mm2mm mm滿足要求。4 簡支矩形截面普通鋼筋混凝土梁，截面尺寸b×h=200 mm×

6、;500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB335級(jí)，416，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的跨中彎矩Mk=95kNm；環(huán)境類別為一類。試對(duì)其進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，如不滿足應(yīng)采取什么措施。解：對(duì)于C30混凝土：N/mm2； N/mm2； N/mm2mm2；mm N/mm2mm；mm；mmmm不滿足要求。可以采取增大截面高度的措施。判 斷 題1受彎構(gòu)件的裂縫會(huì)一直發(fā)展，直到構(gòu)件的破壞。（ ）2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件兩條裂縫之間的平均裂縫間距為1.0倍的粘結(jié)應(yīng)力傳遞長度。（ ）3裂縫的開展是由于混凝土的回縮，鋼筋的伸長，導(dǎo)致混凝土與鋼筋之間產(chǎn)生相對(duì)滑移的結(jié)果（ ）。4混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范定義的裂縫寬度是指構(gòu)件

7、外表面上混凝土的裂縫寬度。（ ）5當(dāng)計(jì)算最大裂縫寬度超過允許值不大時(shí)，可以通過增加保護(hù)層厚度的方法來解決。（ ）6受彎構(gòu)件截面彎曲剛度隨著荷載增大而減?。唬?）7受彎構(gòu)件截面彎曲剛度隨著時(shí)間的增加而減??；（ ）8鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫驗(yàn)算中荷載、材料強(qiáng)度都取設(shè)計(jì)值；（ ）判斷題參考答案1 錯(cuò)；2 錯(cuò)；3 對(duì)；4 錯(cuò)；5 錯(cuò)；6 對(duì)；7 對(duì)；8 錯(cuò)；問 答 題1裂縫寬度的定義，為何與保護(hù)層厚度有關(guān)?2為什么說裂縫條數(shù)不會(huì)無限增加，最終將趨于穩(wěn)定?3T形截面、倒T形截面的Ate有何區(qū)別，為什么?4裂縫寬度與哪些因素有關(guān)，如不滿足裂縫寬度限值，應(yīng)如何處理?5鋼筋混凝土構(gòu)件撓度計(jì)算與材料力學(xué)中撓度計(jì)

8、算有何不同?6簡述參數(shù)的物理意義和影響因素?7何謂“最小剛度原則”，撓度計(jì)算時(shí)為何要引入這一原則?8 受彎構(gòu)件短期剛度Bs與哪些因素有關(guān)，如不滿足構(gòu)件變形限值，應(yīng)如何處理?9確定構(gòu)件裂縫寬度限值和變形限值時(shí)分別考慮哪些因素?問答題參考答案1裂縫寬度的定義，為何與保護(hù)層厚度有關(guān)?答：裂縫開展寬度是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上的混凝土的裂縫寬度。試驗(yàn)量測表明，沿裂縫深度，裂縫寬度是不相等的，由于受到鋼筋的約束，近鋼筋處回縮變形小，構(gòu)件表面處回縮大。而保護(hù)層厚度是從縱向鋼筋外表面算至混凝土外表面的。所以裂縫寬度的大小與保護(hù)層厚度是有關(guān)系的。2為什么說裂縫條數(shù)不會(huì)無限增加，最終將趨于穩(wěn)定?答：直到

9、距開裂截面為l處，鋼筋應(yīng)力由s1降低到s2，混凝土的應(yīng)力c由零增大到ft，才有可能出現(xiàn)新的裂縫。顯然，在距第一條裂縫兩側(cè)l的范圍內(nèi)，即在間距小于2l的兩條裂縫之間，將不可能再出現(xiàn)新裂縫。3T形截面、倒T形截面的Ate有何區(qū)別，為什么?答：T形截面 ； 倒T形截面 其受拉區(qū)是不同的。4裂縫寬度與哪些因素有關(guān)，如不滿足裂縫寬度限值，應(yīng)如何處理?答：與構(gòu)件類型、保護(hù)層厚度、配筋率、鋼筋直徑和鋼筋應(yīng)力等因素有關(guān)。如不滿足，可以采取減小鋼筋應(yīng)力或減小鋼筋直徑等措施。5鋼筋混凝土構(gòu)件撓度計(jì)算與材料力學(xué)中撓度計(jì)算有何不同?答：主要是指剛度的取值不同，材料力學(xué)中撓度計(jì)算采用彈性彎曲剛度，鋼筋混凝土構(gòu)件撓度計(jì)算

10、采用由短期剛度修正的長期剛度。6簡述參數(shù)的物理意義和影響因素?答：系數(shù)的物理意義就是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度。的大小還與以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的有效縱向受拉鋼筋配筋率te有關(guān)。7何謂“最小剛度原則”，撓度計(jì)算時(shí)為何要引入這一原則?答：“最小剛度原則”就是在簡支梁全跨長范圍內(nèi)，可都按彎矩最大處的截面抗彎剛度，亦即按最小的截面抗彎剛度，用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計(jì)算撓度。這樣可以簡化計(jì)算，而且誤差不大，是允許的。8 受彎構(gòu)件短期剛度Bs與哪些因素有關(guān)，如不滿足構(gòu)件變形限值，應(yīng)如何處理?答：影響因素有：配筋率、 截面形狀、 混凝土強(qiáng)度等級(jí)、 截面有效高度

11、h0?？梢钥闯?，如果撓度驗(yàn)算不符合要求，可增大截面高度，選擇合適的配筋率。9確定構(gòu)件裂縫寬度限值和變形限值時(shí)分別考慮哪些因素?答：確定構(gòu)件裂縫寬度限值主要考慮(1)外觀要求；(2)耐久性。變形限值主要考慮(1) 保證建筑的使用功能要求 (2) 防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響 (3) 保證人們的感覺在可接受的程度之內(nèi)。選 擇 題1下面的關(guān)于受彎構(gòu)件截面彎曲剛度的說明錯(cuò)誤的是（ ）。A 截面彎曲剛度隨著荷載增大而減小；B 截面彎曲剛度隨著時(shí)間的增加而減?。籆 截面彎曲剛度隨著變形的增加而減?。籇 截面彎曲剛度不變；2鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫驗(yàn)算中關(guān)于荷載、材料強(qiáng)度取值說法正確的是（ ）。A 荷載、材

12、料強(qiáng)度都取設(shè)計(jì)值；B 荷載、材料強(qiáng)度都取標(biāo)準(zhǔn)值；C 荷載取設(shè)計(jì)值，材料強(qiáng)度都取標(biāo)準(zhǔn)值；D 荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，材料強(qiáng)度都取設(shè)計(jì)值；3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件撓度計(jì)算公式正確的是（ ）。 A； B； C； D；4下面關(guān)于短期剛度的影響因素說法錯(cuò)誤的是（ ）。 A增加，略有增加； B提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)于提高的作用不大； C截面高度對(duì)于提高的作用的作用最大；D截面配筋率如果滿足承載力要求，基本上也可以滿足變形的限值；5混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范定義的裂縫寬度是指：（ ）。A 受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件底面上混凝土的裂縫寬度；B 受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上混凝土的裂縫寬度；C 構(gòu)件底面上混凝土的裂縫寬度；D 構(gòu)件側(cè)表面上混凝土的裂縫寬度；6減少鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的裂縫寬度，首先應(yīng)考慮的措施是（ ）。A 采用直徑較細(xì)的鋼筋；B 增加鋼筋的面積；C 增加截面尺寸；D 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；7混凝土構(gòu)件的平均裂縫間距與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（ ）。A 混凝土強(qiáng)度等級(jí)；B 混凝土保護(hù)層厚度；C 縱向受拉鋼筋直徑；D 縱向鋼筋配筋率；8提高受彎構(gòu)件截面剛度最有效的措施是（ ）。A 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；B 增加鋼筋的面積；C 改變截面形狀；D 增加截面高度；9關(guān)于受彎構(gòu)件裂縫發(fā)展的說法正確的是（ ）。A 受彎構(gòu)件的裂縫會(huì)一直發(fā)展，