1、第六章 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算1鋼筋混凝土構(gòu)件受扭狀態(tài)可以分為哪兩大類？何謂平衡扭轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)？答：鋼筋混凝土構(gòu)件受扭狀態(tài)可以分為兩大類，平衡扭轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)。平衡扭轉(zhuǎn)是指其扭矩依據(jù)構(gòu)件扭矩平衡關(guān)系，由荷載直接確定且與構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度無關(guān)的受扭狀態(tài)；例如支承懸臂板的梁及吊車梁等承受的扭矩既為平衡扭轉(zhuǎn)。對于平衡扭轉(zhuǎn)，構(gòu)件必須具有足夠的受扭承載力，否則將因不能與作用扭矩平衡而引起破壞。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)是指作用在構(gòu)件上的扭矩由平衡關(guān)系與變形協(xié)調(diào)條件共同確定的受扭狀態(tài)；例如框架中的邊梁，受到次梁負(fù)彎矩的作用，在邊梁上引起的扭轉(zhuǎn)。對于協(xié)調(diào)扭矩，在受力過程中，因?yàn)榛炷梁弯摻畹姆蔷€性性能，尤其是混凝土的開裂和鋼

2、筋的屈服，會(huì)引起內(nèi)力重分布。2鋼筋混凝土構(gòu)件在純扭作用下的破壞狀態(tài)隨配筋狀況的不同大致可分為哪四種類型？各有何破壞特點(diǎn)？答：鋼筋混凝土構(gòu)件在純扭作用下的破壞狀態(tài)隨配筋狀況的不同大致可分為適筋破壞、部分超筋破壞、超筋破壞、少筋破壞四種類型。它們的何破壞特點(diǎn)如下：（1）適筋破壞正常配筋條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件，在外扭矩的作用下，縱筋和箍筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，然后混凝土壓碎而破壞。這種破壞與受彎構(gòu)件的適筋梁類似，屬延性破壞，此類受扭構(gòu)件稱為適筋構(gòu)件；（2）部分超筋破壞當(dāng)縱筋和箍筋配筋比率相差較大，破壞時(shí)僅配筋率較小的縱筋或箍筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，而另一種鋼筋不屈服，此類構(gòu)件破壞時(shí)，亦具有一定的延性，但比適筋構(gòu)

3、件的延性小，此類構(gòu)件稱為部分超配筋構(gòu)件；這類構(gòu)件應(yīng)在設(shè)計(jì)中予以避免。（3）超筋破壞當(dāng)縱筋和箍筋配筋率都過高，會(huì)發(fā)生縱筋和箍筋都沒有達(dá)到屈服強(qiáng)度，而混凝土先行壓壞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象類似于受彎構(gòu)件的超筋脆性破壞，這種受扭構(gòu)件稱為超配筋構(gòu)件；這類構(gòu)件應(yīng)在設(shè)計(jì)中予以避免。（4）少筋破壞當(dāng)縱筋和箍筋配置均過少，一旦裂縫出現(xiàn)，構(gòu)件會(huì)立即發(fā)生破壞，此時(shí)縱筋和箍筋應(yīng)力不僅能達(dá)到屈服強(qiáng)度而且可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，配筋只能稍稍延緩構(gòu)件的破壞，其破壞性質(zhì)與素混凝土矩形截面構(gòu)件相似，破壞過程急速而突然，破壞扭矩基本上等于開裂扭矩。其破壞特性類似于受彎構(gòu)件的少筋梁，這類構(gòu)件應(yīng)在設(shè)計(jì)中予以避免。3如何考慮矩形截面純扭構(gòu)件的開裂

4、扭矩？答：（1）在計(jì)算純扭構(gòu)件開裂扭矩，忽略鋼筋的影響。鋼筋混凝土構(gòu)件受扭時(shí)，在開裂前，應(yīng)變很小，從而鋼筋的應(yīng)力也很小，因此鋼筋對開裂扭矩的影響不大。（2）若將混凝土視為彈性材料，則矩形截面構(gòu)件在扭矩作用下，最大剪應(yīng)力發(fā)生在截面長邊的中點(diǎn)，其主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力軌跡線呈45°正交螺旋線，且在數(shù)值上等于扭剪應(yīng)力。當(dāng)最大扭剪應(yīng)力或最大主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件開裂，從而開裂扭矩為式中：混凝土的抗拉強(qiáng)度；矩形截面的寬度；矩形截面的高度；為與比值h/b有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)比值h/b=110時(shí)，a=0.2080.313。（3）若將混凝土視為理想塑性材料，則截面上某一點(diǎn)應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度時(shí)

5、，只意味著局部材料開始進(jìn)入塑性狀態(tài)，構(gòu)件仍能繼續(xù)承擔(dān)荷載，直到截面上的應(yīng)力全部達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件才達(dá)到其極限承載力。截面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力值均等于混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而開裂扭矩為式中截面受扭塑性抵抗矩；矩形截面混凝土的抗拉強(qiáng)度；矩形截面的寬度；矩形截面的高度；（4）實(shí)際上，對于鋼筋混凝土的構(gòu)件來說，混凝土既非理想彈性材料，又非理想塑性材料，而是介于兩者之間的彈塑性材料。因此，如果按彈性材料的應(yīng)力分布進(jìn)行計(jì)算，將低估構(gòu)件的開裂扭矩；而按完全塑性的應(yīng)力分布進(jìn)行計(jì)算，卻又高估構(gòu)件的開裂扭矩。根據(jù)試驗(yàn)資料分析，規(guī)范建議采用塑性材料的應(yīng)力圖形，但將混凝土的抗拉強(qiáng)度乘以折減系數(shù)0.7，即矩形截面混凝土

6、構(gòu)件的開裂扭矩可按下列公式計(jì)算：4應(yīng)用變角空間桁架模型對構(gòu)件抗扭計(jì)算時(shí)有何假定？答：對于鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算，應(yīng)用變角空間桁架模型，理論研究分析表明，混凝土構(gòu)件在開裂后，裂縫充分發(fā)展，直到鋼筋應(yīng)力接近屈服強(qiáng)度時(shí)，截面核心混凝土退出工作，從而可以將實(shí)心截面的鋼筋混凝土受扭構(gòu)件，假想為一個(gè)箱形截面構(gòu)件。該模型對構(gòu)件抗扭計(jì)算的假定是：（1）忽略核芯混凝土的受扭作用和鋼筋的銷栓作用；（2）縱筋和箍筋只承受拉力，分別為桁架的弦桿和腹桿；（3）混凝土只承受壓力，具有螺旋形裂縫的混凝土外殼組成桁架的斜壓桿，其傾角為變角a。具有螺旋形裂縫特征的混凝土外殼結(jié)合縱筋和箍筋共同組成空間桁架以抵抗外扭矩，將

7、構(gòu)件開裂后的破壞形態(tài)比擬為一個(gè)空間桁架：縱筋可視為桁架的弦桿，箍筋可視為桁架的豎桿，斜裂縫間的混凝土條帶可視為桁架的斜壓腹桿，三者共同受力。采用變角度空間桁架模型旨在建立外扭矩與混凝土斜壓桿、縱筋拉桿、箍筋豎桿之間的靜力平衡方程式。5純扭構(gòu)件受扭配筋的限制條件是什么？答：純扭構(gòu)件受扭配筋限制條件有截面限制要求和最小的受扭配筋要求。（1）截面限制要求當(dāng)受扭鋼筋配筋量過多時(shí)，可能在受扭鋼筋屈服以前便由于混凝土被壓碎而使構(gòu)件破壞。這時(shí)，即使進(jìn)一步增加鋼筋，構(gòu)件的受扭承載力幾乎不再增加。也就是說，在這種情況下，構(gòu)件的受扭承載力取決于混凝土強(qiáng)度和截面尺寸。因此，規(guī)范規(guī)定，當(dāng)h/b<6時(shí)，受純扭構(gòu)件

8、的截面限制條件為式中受純扭構(gòu)件承受的扭矩； bc為混凝土強(qiáng)度的影響系數(shù)；其取值與斜截面承載力計(jì)算公式相同。受純扭構(gòu)件的截面受扭塑性抵抗矩。混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2）最小的受扭配筋要求當(dāng)受扭鋼筋配量過少或過稀時(shí)，配筋將無助于開裂后構(gòu)件的受扭承載力。因此，為防止受純扭構(gòu)件在適筋時(shí)混凝土發(fā)生脆斷，應(yīng)使鋼筋混凝土受純扭構(gòu)件的承載力不小于其開裂扭矩。根據(jù)此原則和試驗(yàn)結(jié)果分析，受純扭構(gòu)件的最小配筋率為受扭箍筋配筋率： 受扭縱向鋼筋配筋率：當(dāng)作用于構(gòu)件上的扭矩小于構(gòu)件的開裂扭矩時(shí)，該扭矩將由混凝土承擔(dān)。于是，規(guī)范規(guī)定，對于h/b6的純扭構(gòu)件，當(dāng)滿足式時(shí)，可按構(gòu)造要求配置受扭鋼筋。6鋼筋混凝土構(gòu)件在彎矩、剪

9、力和扭矩，甚至軸力共同作用下，其破壞特征和承載力與哪些因素有關(guān)？答：鋼筋混凝土構(gòu)件在彎矩、剪力和扭矩，甚至軸力共同作用下的受力狀態(tài)是較為復(fù)雜的，要準(zhǔn)確地計(jì)算其承載力是相當(dāng)復(fù)雜的問題。其破壞特征和承載力是與所作用的外部荷載條件和構(gòu)件的內(nèi)在因素有關(guān)。對于外部荷載條件，通常以扭彎比和扭剪比表示。構(gòu)件的內(nèi)在因素，則是指構(gòu)件的截面形狀、尺寸，配筋和材料強(qiáng)度。7構(gòu)件在彎剪扭共同作用下有哪幾種破壞形式？答：構(gòu)件在彎剪扭共同作用下有以下幾種破壞形式：（1）試驗(yàn)表明，受彎剪扭作用的構(gòu)件，在適筋條件下，扭彎比Y較小時(shí)，即彎矩作用比扭矩顯著，即裂縫首先發(fā)生在構(gòu)件的受拉底面，這是在彎矩和扭矩共同作用下拉應(yīng)力的疊加且以

10、彎曲拉應(yīng)力為主造成的；然后裂縫發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面，截面頂部縱筋受壓，在彎曲受壓的基礎(chǔ)上承受扭矩引起的拉力，這是互相消彌的有利方面。在三個(gè)面上的螺旋形裂縫形成一個(gè)扭曲破壞面，第四個(gè)面為彎曲受壓頂面。構(gòu)件破壞時(shí)體現(xiàn)為先是與螺旋形裂縫相交的縱筋和箍筋受拉達(dá)到屈服強(qiáng)度，最終截面上邊緣的混凝土受壓破壞。這種破壞形式稱為彎型破壞。（2）若扭彎比Y和扭剪比c均較大，即扭矩作用顯著時(shí)，如果構(gòu)件頂部配筋較少，因?yàn)閺澗剌^小，在構(gòu)件頂面產(chǎn)生的壓應(yīng)力也較小，受到扭矩作用下的拉力就會(huì)抵消彎曲作用下的壓應(yīng)力，且所余的拉力作用較大，這時(shí)頂部縱筋先于構(gòu)件底部縱筋達(dá)到受拉屈服強(qiáng)度，破壞面始于構(gòu)件頂面發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面。這種破壞形式稱為

11、扭型破壞。（3）當(dāng)剪力和扭矩都較大，扭剪比又較大時(shí)，則裂縫首先出現(xiàn)在構(gòu)件扭矩產(chǎn)生應(yīng)力流和剪力流同向的側(cè)面上，然后向頂面和底面發(fā)展，這三個(gè)面上的螺旋形裂縫形成破壞面，破壞時(shí)與螺旋形裂縫相交的鋼筋受拉并達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓區(qū)靠近另一側(cè)面（扭矩產(chǎn)生應(yīng)力流與剪力應(yīng)力流異向）。這種破壞稱為剪扭型破壞。（4）試驗(yàn)表明，如果剪力起顯著作用而扭矩較小即扭剪比c較小時(shí)，還會(huì)發(fā)生與剪壓破壞十分相近的受剪破壞形態(tài)，實(shí)際上已經(jīng)是剪力在起控制作用了。8在彎剪扭共同作用下，規(guī)范簡化計(jì)算構(gòu)件承載力的思路如何？答：在彎剪扭共同作用下，構(gòu)件的受彎、受剪、受扭承載力是相互影響的，即存在相關(guān)性。規(guī)范簡化計(jì)算構(gòu)件承載力的思路：對單獨(dú)由

12、混凝土貢獻(xiàn)的承載力部分考慮相關(guān)關(guān)系，對于鋼筋貢獻(xiàn)的承載力部分采用線性疊加的方法。即對于彎矩的作用，按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算公式，單獨(dú)計(jì)算其所需的縱向鋼筋；對于剪力和扭矩的作用，采用混凝土受力相關(guān)、鋼筋受力不相關(guān)的計(jì)算方法，計(jì)算其所需的縱向鋼筋和箍筋；然后，將上述二者的計(jì)算結(jié)果相疊加，即得彎剪扭構(gòu)件所需的縱筋和箍筋。具體的講，在受剪、受扭承載力計(jì)算公式中，均有反映混凝土提供承載力的一項(xiàng)，受剪計(jì)算式中的（或在集中荷載作用下的獨(dú)立梁為）和受扭計(jì)算式中的。顯然在扭剪共同作用下，對混凝土的抗扭和抗剪能力進(jìn)行簡單疊加是既不合理也不安全，所以應(yīng)考慮其相關(guān)性。扭矩將降低混凝土受剪承載力，同時(shí)，剪力將降

13、低混凝土受扭承載力。為了與受彎構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算和受純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算相協(xié)調(diào)，在計(jì)算受剪扭構(gòu)件的承載力時(shí)，仍采用受彎構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式和受純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算公式，但將公式中的混凝土抗扭和抗剪承載力項(xiàng)分別乘以上相應(yīng)的降低系數(shù)。9剪扭構(gòu)件配筋的限制條件是什么？答：剪扭構(gòu)件配筋的限制條件有截面限制條件和配筋的下限要求。（1）剪扭構(gòu)件的截面限制條件當(dāng)構(gòu)件截面尺寸過小而配筋量過大時(shí)，構(gòu)件將由于混凝土首先被壓碎而發(fā)生脆性破壞。因此，必須規(guī)定截面的限制條件，以防止發(fā)生這種破壞現(xiàn)象。試驗(yàn)表明，剪扭構(gòu)件截面限制條件基本上符合剪、扭疊加的線性分布規(guī)律。因此，規(guī)范規(guī)定，對于的剪扭構(gòu)件，其截面限制條件可用

14、下列公式表示：（2）配筋的下限要求剪扭構(gòu)件箍筋最小配箍率和縱向鋼筋以最小配筋率應(yīng)按下列公式確定：其中b為矩形截面的寬度，T形或I形截面的腹板寬度，當(dāng)T/Vb >2.0時(shí)，取T/Vb =2.0。對于彎剪扭構(gòu)件縱向鋼筋的最小配筋率應(yīng)取受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率與受剪扭構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率之和。 第七章 受壓構(gòu)件正截面受壓承載力1受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造要求有哪些？答：受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造要求包括：截面形式及尺寸，材料強(qiáng)度要求，縱筋和箍筋。（1）截面型式及尺寸截面形式：為便于制作模板，軸心受壓構(gòu)件截面一般采用方形或矩形，有時(shí)也才采用圓形或多邊形。偏心受壓構(gòu)件一般采用矩形截面，但為了節(jié)約混

15、凝土和減輕柱的自身重力，特別是在裝配式柱中，較大尺寸的柱常常采用字形截面。拱結(jié)構(gòu)的肋常做成T形截面。采用離心法制造的柱、樁、電桿以及煙囪、水塔支筒等也常用環(huán)形截面。截面尺寸：方形柱的截面尺寸不宜小于250mm×250mm。為了避免矩形截面軸心受壓構(gòu)件長細(xì)比過大，承載力降低過多，常取。此處為柱的計(jì)算長度，為矩形截面短邊邊長，為長邊邊長。此外，為了施工支模方便，柱截面尺寸宜使用整數(shù)，及以下的，宜取的倍數(shù), 以上者，可取的倍數(shù)。對于形截面，翼緣厚度不宜小于，因?yàn)橐砭壧。瑫?huì)使構(gòu)件過早出現(xiàn)裂縫，同時(shí)在靠近柱腳處的混凝土容易在車間生產(chǎn)過程中碰壞，影響柱的承載力和使用年限。腹板厚度不宜小于，抗震

16、區(qū)使用字形截面柱時(shí)，其腹板宜再加厚些。（2）材料強(qiáng)度要求混凝土強(qiáng)度等級對受壓構(gòu)件的承截能力影響較大。為了減小構(gòu)件的截面尺寸，節(jié)省鋼材，宜采用較高強(qiáng)等級的混凝土。一般采用C25、C30、C35、C40，對于高層建筑的底層柱，必要時(shí)可采用高強(qiáng)度等級的混凝土。縱向鋼筋一般采用HRB400級、HRB335級和RRB400級，不宜采用高強(qiáng)度鋼筋，這是由于它與混凝土共同受壓時(shí)，不能充分發(fā)揮其高強(qiáng)度的作用。箍筋一般采用HPB235級、HRB335級鋼筋，也可采用HRB400級鋼筋。 （3）縱筋軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件全部縱筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%；同時(shí)，一側(cè)鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%。軸心受壓構(gòu)件的縱

17、向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻放置，鋼筋根數(shù)不得少于4根。鋼筋直徑d不宜小于12mm，通常在16mm32mm范圍內(nèi)選用。為了減少鋼筋在施工時(shí)可能產(chǎn)生的縱向彎曲，宜采用較粗的鋼筋。從經(jīng)濟(jì)、施工以及受力性能等方面來考慮,全部縱筋配筋率不宜超過5%。偏心受壓構(gòu)件的縱向受力鋼筋應(yīng)放置在偏心方向截面的兩邊。當(dāng)截面高度h600mm時(shí)，在側(cè)面應(yīng)設(shè)置直徑為10mm16mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并相應(yīng)地設(shè)置附加箍筋見圖7-1b。柱內(nèi)縱筋的混凝土保護(hù)層厚度對一級環(huán)境取30mm，縱筋凈距不應(yīng)小于50mm。在水平位置上澆注的預(yù)制柱，其縱筋最小凈距可減小，但不應(yīng)小于30mm和1.5d(d為鋼筋的最大直徑)。縱向受力鋼筋彼此間的

18、中距不應(yīng)大于300mm。縱筋的連接接頭宜設(shè)置在受力較小處。鋼筋的接頭宜采用機(jī)械連接接頭，也可采用焊接接頭和搭接接頭。對于直徑大于的受拉鋼筋和直徑大于的受壓鋼筋，一般采用機(jī)械連接。機(jī)械連接接頭和焊接接頭的類型及質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。（4）箍筋為了能箍住縱筋，防止縱筋壓曲，柱中箍筋應(yīng)做成封閉式；其間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d，在焊接骨架中則不應(yīng)大于20d(d為縱筋最小直徑),且不應(yīng)大于400mm,也不大于構(gòu)件橫截面的短邊尺寸。箍筋直徑不應(yīng)小于d/4（d為縱筋最大直徑），且不應(yīng)小于6mm。當(dāng)縱筋配筋率超過3時(shí)，箍筋直徑宜加大到不小于8mm,其間距應(yīng)加密到不大于10d(d為縱筋最小直徑)，

19、且不應(yīng)大于200mm。當(dāng)構(gòu)件截面各邊縱筋多于3根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋；當(dāng)截面短邊不大于400mm,且縱筋不多于四根時(shí)，可不設(shè)置復(fù)合箍筋。在縱筋搭接長度范圍內(nèi)，箍筋的直徑不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍；箍筋間距應(yīng)加密，當(dāng)搭接鋼筋為受拉時(shí)，其箍筋間距不應(yīng)大于5d,且不應(yīng)大于100mm；當(dāng)搭接鋼筋為受壓時(shí)，其箍筋間距不應(yīng)大于10d,且不應(yīng)大于200mm。d為受力鋼筋中的最小直徑。當(dāng)搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時(shí)，應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外100mm范圍內(nèi)各設(shè)置兩根箍筋。對于截面形狀復(fù)雜的構(gòu)件，不可采用具有內(nèi)折角的箍筋，避免產(chǎn)生向外的拉力，致使折角處的混凝土破損。2按照箍筋的作用及配置方式的不同分為哪兩種

20、？答：一般把鋼筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分為兩種：配有縱向鋼筋和普通箍筋的柱，簡稱普通箍筋柱；配有縱筋和螺旋式（或焊接環(huán)式）箍筋的柱，簡稱螺旋箍筋柱。3在普通箍筋的軸心受壓柱中，縱筋與箍筋各有何作用？答：在普通箍筋的軸心受壓柱中：縱筋的作用是提高柱的承載力，以減小構(gòu)件的截面尺寸；防止因偶然偏心產(chǎn)生的破壞；改善破壞時(shí)構(gòu)件的延性；減小混凝土的徐變變形。箍筋能與縱筋形成骨架；防止縱筋受力后外凸。4配有縱筋和箍筋的短柱受力分析和破壞形態(tài)如何？答：配有縱筋和箍筋的短柱的受力分析：在軸心荷載作用下，整個(gè)截面的應(yīng)變基本上是均勻分布的。當(dāng)荷載較小時(shí)，混凝土和鋼筋均處于彈性階段，柱子壓縮變形的增加

21、與荷載的增加成正比，縱筋和混凝土的壓應(yīng)力的增加也與荷載的增加成正比。當(dāng)荷載較大時(shí)，由于混凝土塑性變形的發(fā)展，壓縮變形增加的速度快于荷載增長速度，縱筋配筋率越小，這個(gè)現(xiàn)象越為明顯。同時(shí)，在相同荷載增量下，鋼筋的壓應(yīng)力比混凝土的壓應(yīng)力增加得快。隨著荷載的繼續(xù)增加，柱中開始出現(xiàn)微細(xì)裂縫，在臨近破壞荷載時(shí)，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋間的縱筋發(fā)生壓屈，向外凸出，混凝土被壓碎，柱子即告破壞。配有縱筋和箍筋的短柱受力分析和破壞形態(tài)：在破壞時(shí)，一般是縱筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，此時(shí)可繼續(xù)增加一些荷載。最后混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值，構(gòu)件破壞。當(dāng)縱向鋼筋的屈服強(qiáng)度較高時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)鋼筋沒有達(dá)到屈服強(qiáng)度而混凝土達(dá)到了極限

22、壓應(yīng)變值的情況。在計(jì)算時(shí)，以構(gòu)件的壓應(yīng)變達(dá)到0.002為控制條件，此時(shí)混凝土達(dá)到了棱柱體抗壓強(qiáng)度，相應(yīng)的縱筋應(yīng)力值»200×103×0.002»400N/mm2 ；這對于HRB400級,HRB335級,HPB235級和RRB400級熱軋鋼筋已達(dá)到屈服強(qiáng)度。而對于屈服強(qiáng)度或條件屈服強(qiáng)度大于400N/mm2的鋼筋，在計(jì)算時(shí)只能取400N/mm2。5對于長細(xì)比較大的配有縱筋和箍筋的柱子受力分析和破壞形態(tài)如何？答：對于長細(xì)比較大的柱子的受力分析：試驗(yàn)表明，由各種偶然因素造成的初始偏心距的影響是不可忽略的。加載后，初始偏心距導(dǎo)致產(chǎn)生附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度，而側(cè)向

23、撓度又增大了荷載的偏心距；隨著荷載的增加，附加彎距和側(cè)向撓度將不斷增大。這樣相互影響的結(jié)果，使長柱在軸力和彎距的共同作用下發(fā)生破壞。對于長細(xì)比較大的柱子的形態(tài)：破壞時(shí)，首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎，縱筋被壓屈向外凸出；凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫，側(cè)向撓度急劇增大，柱子破壞。6為什么說“長柱的破壞荷載低于其它條件相同的短柱破壞荷載，長細(xì)比越大，其承載能力降低越多”？答：長柱的破壞荷載低于其它條件相同的短柱破壞荷載，長細(xì)比越大，其承載能力降低越多。其原因在于，長細(xì)比越大，由于各種偶然因素造成的初始偏心距將越大，從而產(chǎn)生的附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度也越大。對于長細(xì)比很大的細(xì)長柱

24、，還可能發(fā)生失穩(wěn)破壞現(xiàn)象。此外，在長期荷載作用下，由于混凝土的徐變，側(cè)向撓度將增大更多，從而使長柱的承載力降低的更多，長期荷載在全部荷載中所占的比例越多，其承載力降低的越多。7何謂穩(wěn)定系數(shù)？其作用如何？影響穩(wěn)定系數(shù)的因素有哪些？答：長柱的承載力與條件相同的短柱承載力的比值稱為穩(wěn)定系數(shù)。混凝土規(guī)范采用穩(wěn)定系數(shù)j表示長柱承載能力的降低程度，即式中 為長柱的承載力；為短柱的承載力。穩(wěn)定系數(shù)j值的影響因素：構(gòu)件的長細(xì)比、混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋的種類以及配筋率，主要和構(gòu)件的長細(xì)比有關(guān)。長細(xì)比是指構(gòu)件的計(jì)算長度與其截面的回轉(zhuǎn)半徑之比值；對于矩形截面為（b為截面的短邊尺寸）。越大，j值越小。當(dāng)時(shí)，柱的承載力沒

25、有降低，j值可取為1。8為什么控制柱中縱筋的配筋率，要求全部縱筋配筋率不宜超過5%？答：軸心受壓構(gòu)件在加載后荷載維持不變的條件下，由于混凝土徐變，則隨著荷載作用時(shí)間的增加，混凝土的壓應(yīng)力逐漸變小，鋼筋的壓力逐漸變大，一開始變化較快，經(jīng)過一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定。在荷載突然卸載時(shí)，構(gòu)件回彈，由于混凝土徐變變形的大部分不可恢復(fù)，故當(dāng)荷載為零時(shí)，會(huì)使柱中鋼筋受壓而混凝土受拉；若柱的配筋率過大，還可能將混凝土拉裂，若柱中縱筋和混凝土之間有很強(qiáng)粘應(yīng)力時(shí)，則能同時(shí)產(chǎn)生縱向裂縫，這種裂縫更為危險(xiǎn)。這了防止出現(xiàn)這種情況，故要控制柱中縱筋的配筋率，要求全部縱筋配筋率不宜超過5%。9什么情況下可考慮采用螺旋筋或焊接環(huán)筋

26、？答：當(dāng)柱承受很大軸心受壓荷截，并且柱截面尺寸由于建筑上及使用上的要求受到限制，若設(shè)計(jì)成普通箍筋的柱，即使提高了混凝土強(qiáng)度等級和增加了縱筋配筋量也不足以承受該荷截時(shí)，可考慮采用螺旋筋或焊接環(huán)筋以提高構(gòu)件的承載能力。10什么情況下不考慮間接鋼筋的影響而按普通箍筋柱軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式計(jì)算構(gòu)件的承載力？答：凡屬下列情況之一者，不考慮間接鋼筋的影響而按普通箍筋柱軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式計(jì)算構(gòu)件的承載力：（1）當(dāng)/d>12時(shí)，此時(shí)因長細(xì)比較大，有可能因縱向彎曲引起螺旋筋不起作用；（2）當(dāng)按螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋柱的承截力計(jì)算公式算得受壓承載力小于按普通箍筋柱軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式算

27、得的受壓承截力時(shí)；（3）當(dāng)間接鋼筋換算截面面積ASSO小于縱筋全部截面面積的25時(shí)，可以認(rèn)為間接鋼筋配置得太少，套箍作用的效果不明顯。11：間接鋼筋間距如何取值？答：間接鋼筋間距不應(yīng)大于80mm及dcor/5,也不小于40mm。12相關(guān)曲線的有何特點(diǎn)和應(yīng)用？答：相關(guān)曲線的特點(diǎn)和應(yīng)用曲線分為大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩個(gè)曲線段，其特點(diǎn)是： （1），最大；時(shí)，不是最大；界限破壞時(shí)，最大。 （2）小偏心受壓時(shí)，隨的增大而減小；大偏心受壓時(shí)，隨的增大而增大。 （3）對稱配筋時(shí)，如果截面形狀和尺寸相同，混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋級別也相同，但配筋數(shù)量不同，則在界限破壞時(shí)，它們的是相同的（因?yàn)椋虼烁鳁l曲

28、線的界限破壞點(diǎn)在同一水平處。應(yīng)用的相關(guān)方程，可以對一些特定的截面尺寸、特定的混凝土強(qiáng)度等級和特定的鋼筋類別的偏心受壓構(gòu)件，通過計(jì)算機(jī)預(yù)先繪制出一系列圖表。設(shè)計(jì)時(shí)可直接查圖求得所需的配筋面積，以簡化計(jì)算，節(jié)省大量的計(jì)算工作。設(shè)計(jì)時(shí)，先計(jì)算ei和值，然后查與設(shè)計(jì)條件完全對應(yīng)的圖表，由N 和Nei 值邊可查出所需的AS和 As 。第八章 受拉構(gòu)件正截面受拉承載力1軸心受拉構(gòu)件的破壞過程可分為哪三個(gè)受力階段？答：軸心受拉構(gòu)件從加載開始到破壞為止，其受力過程也可分為三個(gè)受力階段。第階段為從加載到混凝土受拉開裂前。第階段為混凝土開裂后至鋼筋屈服。第階段為受拉鋼筋開始屈服到全部受拉鋼筋達(dá)到屈服；此時(shí)，混凝土

29、裂縫開展很大，可認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了破壞狀態(tài)，即達(dá)到極限荷載。2偏心受拉構(gòu)件按縱向拉力的位置不同，可分為哪受拉兩種情況？答：偏心受拉構(gòu)件正截面的承載力計(jì)算，按縱向拉力的位置不同，可分為大偏心受拉與小偏心受拉兩種情況：當(dāng)縱向拉力N作用在鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)及As的合力點(diǎn)范圍以外時(shí)，屬于大偏心受拉；當(dāng)縱向拉力N作用在鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)及As合力點(diǎn)范圍以內(nèi)時(shí)，屬于小偏心受拉。3大偏心受拉與小偏心受拉構(gòu)件在破壞是各有何特點(diǎn)？答：大偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)截面雖開裂，但還有受壓區(qū)，截面就不會(huì)裂通。構(gòu)件破壞時(shí)，鋼筋A(yù)s及As的應(yīng)力都達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1fc。小偏心受拉構(gòu)件在臨破壞前，一般情況截面全部裂通，拉力完

30、全由鋼筋承擔(dān)，不考慮混凝土的受拉工作。設(shè)計(jì)時(shí)，可假定構(gòu)件破壞時(shí)鋼筋A(yù)s及As的應(yīng)力都達(dá)到屈服強(qiáng)度。第九章 混凝土構(gòu)件的變形、裂縫寬度驗(yàn)算和耐久性概念設(shè)計(jì)1混凝土構(gòu)件裂縫形成的原因？答：目前，混凝土是抗壓性能大大優(yōu)于抗拉性能的材料。由于其極限拉伸變形很小，當(dāng)混凝土構(gòu)件受到彎矩、剪力、拉力和扭矩等荷載效應(yīng)作用，或由于地基不均勻沉降、混凝土收縮和溫度變化而產(chǎn)生的外加變形受到鋼筋或其它構(gòu)件約束，以及鋼筋銹蝕體積膨脹時(shí)，混凝土中便產(chǎn)生拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力超過其極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)開裂。同時(shí)，混凝土材料來源廣泛，成分多樣，施工工序繁多，養(yǎng)護(hù)硬化需要較長時(shí)間，受環(huán)境影響較大，混凝土自身構(gòu)成機(jī)理，以及凍融和化學(xué)作用

31、等也往往是混凝土開裂的原因。所以，鋼筋混凝土構(gòu)件截面在施工中和正常使用階段難免出現(xiàn)荷載和非荷載因素導(dǎo)致的裂縫。2為什么要對混凝土構(gòu)件進(jìn)行裂縫寬度控制？答：對裂縫寬度進(jìn)行控制的原因：（1）使用功能的要求有些使用上要求不出現(xiàn)滲漏的貯液（氣）容器或輸送管道，裂縫的存在會(huì)直接影響其使用功能，因此，要對其控制裂縫的出現(xiàn)。（2）建筑外觀要求外觀是評價(jià)混凝土質(zhì)量的重要因素之一，裂縫過寬會(huì)影響建筑的外觀，引起人們的不安全感。滿足外觀要求的裂縫寬度限值選取，取決于多種原因。調(diào)查表明，控制裂縫寬度在0.3mm以內(nèi)，對外觀沒有顯著影響，一般不會(huì)引起人們的特別注意。（3）耐久性要求這是控制裂縫最主要的原因。化學(xué)介質(zhì)、

32、氣體和水分侵入裂縫，破壞了鋼筋的鈍化膜，會(huì)在鋼筋表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，引起鋼筋銹蝕，使構(gòu)件發(fā)生破壞，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。3混凝土構(gòu)件裂縫控制的標(biāo)準(zhǔn)如何？答：混凝土構(gòu)件的裂縫控制統(tǒng)一劃分成三級，分別用應(yīng)力及裂縫寬度進(jìn)行控制。一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力；二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)力不應(yīng)超過混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下進(jìn)行計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力；三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，最大裂縫寬度按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用組合影響計(jì)算，并符合

33、下列規(guī)定wmax£wlim 式中wmax在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計(jì)算得到的最大裂縫寬度； wlim最大裂縫寬度限值，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體情況按教材附表17選用。對普通鋼筋混凝土構(gòu)件一般按三級控制裂縫寬度。4為什么要對混凝土構(gòu)件的撓度進(jìn)行控制？答：對撓度的控制主要基于以下的原因：（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度過大，會(huì)損壞其使用功能。如工業(yè)廠房中，吊車梁撓度過大會(huì)增加軌道與扣件間的磨損，甚至影響吊車正常運(yùn)行，無法作業(yè)；屋面梁、板撓度過大會(huì)導(dǎo)致屋面積水，引起滲漏和附加撓度；樓面梁、板撓度隨可變荷載的變化而變化，過大則被其支承的儀器、設(shè)備難以維持水平和穩(wěn)定而影響正常使用。（2）梁、板

34、撓度過大會(huì)使與之相連的脆性非承重墻（如用石膏板、灰砂磚等建造的隔斷墻、填充墻）嚴(yán)重脫離、開裂、被壓碎。（3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，日常生活中，人們心理上能夠承受的最大撓度大致為l/250（l為構(gòu)件的計(jì)算跨度），超過此限值就有可能引起用戶的不安。（4）梁端轉(zhuǎn)角過大將使梁底的應(yīng)力分布曲線變化，改變其支承面積和支承反力的作用點(diǎn)，并可能危及砌體墻（或柱）的穩(wěn)定，墻體產(chǎn)生沿樓板的水平裂縫。（5）構(gòu)件撓度過大，在可變荷載作用下可能發(fā)生振動(dòng)，出現(xiàn)動(dòng)力效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大，甚至發(fā)生共振。使構(gòu)件的受力特征與靜態(tài)假定不符。5混凝土構(gòu)件撓度控制的標(biāo)準(zhǔn)如何？答：規(guī)范規(guī)定，采用正常使用極限狀態(tài)，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算（包括了整個(gè)使

35、用期內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間很短的荷載值），同時(shí)考慮長期作用的影響（只包括在整個(gè)使用期內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間很長的荷載值），所求得的最大撓度f不應(yīng)超過允許值f，即規(guī)范規(guī)定的受彎構(gòu)件撓度限值見教材附表15。規(guī)范規(guī)定，在驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài)時(shí)，材料的強(qiáng)度值應(yīng)取其標(biāo)準(zhǔn)值。6在計(jì)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂度時(shí)，可采用哪些基本假定？答：在計(jì)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂度時(shí)，可采用下列基本假定：（1）截面應(yīng)符合平截面假定，受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變等于混凝土受彎極限拉應(yīng)變tu；（2）受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系符合線性規(guī)律，所以受壓區(qū)應(yīng)力圖形為三角形；（3）受拉區(qū)混凝土應(yīng)力為均勻分布（亦即應(yīng)力圖形為矩形），其應(yīng)力值等于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f

36、tk；（4）相應(yīng)于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk的受拉變形模量Ect=0.5Ec，亦即這時(shí)的混凝土極限拉應(yīng)變?yōu)閠u=2ftk/ Ec （9-3）式中Ec為混凝土彈性模量。（5）鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系符合線性規(guī)律，即s=Ess。由于粘結(jié)力的存在，受拉鋼筋的應(yīng)變與周圍同一水平處的混凝土的拉應(yīng)變相等，可以近似取stu。7計(jì)算混凝土構(gòu)件在使用荷載作用下的最大裂縫寬度有哪幾種方法？規(guī)范以第幾種方法為主？答：計(jì)算在使用荷載作用下的最大裂縫寬度，有幾種方法，第一種先確定平均裂縫間距和平均裂縫寬度，而后乘以根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)求得的“擴(kuò)大系數(shù)”來確定最大裂縫寬度；第二種是直接給出最大裂縫間距來計(jì)算最大裂縫寬度；第三種是確定

37、主要影響參數(shù)，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)，在一定的保證率條件下，給出最大裂縫寬度的計(jì)算公式。規(guī)范以第一種方法為主。8在長期荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的裂縫寬度不斷增大的原因是什么？答：在長期荷載作用下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的裂縫寬度不斷增大的原因有如下：（1）混凝土的收縮，尤其是受拉混凝土的收縮是最主要的因素。（2）受拉混凝土和受拉鋼筋的粘結(jié)滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出工作，從而使受拉鋼筋平均應(yīng)變隨時(shí)間增大。受壓混凝土徐變，使受壓區(qū)高度不斷增大，內(nèi)力臂逐漸減小，從而引起受拉鋼筋應(yīng)力不斷增大。9混凝土受彎構(gòu)件的截面抗彎剛度與勻質(zhì)彈性材料梁相比較有何特點(diǎn)？答：混凝土受彎構(gòu)件與勻質(zhì)彈性材料梁相比較，鋼筋混凝土

38、是不勻質(zhì)的非彈性材料，因此混凝土受彎構(gòu)件的截面抗彎剛度不為常數(shù)，其主要特點(diǎn)如下：（1）隨著荷載的增大而減小；（2）隨著配筋率r的降低而減小；（3）沿構(gòu)件跨度，截面抗彎剛度是變化的；（4）隨加載時(shí)間的增長而減小。10鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受力變形與勻質(zhì)線彈性材料梁相比有何特點(diǎn)？答：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受力變形與勻質(zhì)線彈性材料梁相比，具有如下特點(diǎn)：(1) 受拉區(qū)混凝土開裂后，裂縫截面處全部拉力均由鋼筋承擔(dān)，混凝土退出工作（忽略裂縫尖端至中性軸間的微小拉力），而裂縫之間的混凝土仍參加工作。其拉力是由鋼筋通過與混凝土交界面上的粘結(jié)剪應(yīng)力t傳來，距裂縫截面越遠(yuǎn)，通過t的累積傳給混凝土的拉力越大，鋼筋應(yīng)力就越小

39、，故即使在“純彎段”（忽略自重）范圍內(nèi)，受拉鋼筋的應(yīng)變es(z)、受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變ec(z)，中性軸位置x(z)、曲率1/f (z)和剛度B(z)仍然沿梁軸方向呈波浪形分布，其波峰分別位于裂縫截面或兩裂縫之中間截面處。(2) 由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，構(gòu)件受拉區(qū)多有裂縫存在，并且開展到一定寬度，開裂前原為同一平面而開裂后部分混凝土受拉截面已劈裂為二，表明在裂縫附近鋼筋和混凝土之間已經(jīng)產(chǎn)生相對位移，且原來受拉張緊的混凝土開裂后回縮，材料應(yīng)變發(fā)生突變，單就裂縫附近局部范圍來說，這種現(xiàn)象是不符合材料力學(xué)中的平截面假定的。但大量試驗(yàn)結(jié)果表明，直到鋼筋屈服前，在“純彎段”內(nèi)截面應(yīng)變?nèi)舨捎每缭綆讞l裂縫

40、的長標(biāo)距量測時(shí)，其平均應(yīng)變大體上還是符合平截面假定的。(3) M-f關(guān)系呈曲線形。在混凝土開裂前，截面基本上處于彈性工作階段，M與f大致為直線關(guān)系（0T）。一經(jīng)開裂受拉區(qū)混凝土就基本退出工作，因而與開裂前相比，曲率隨著M的增大而增長速度明顯加快，剛度顯著降低，在M-f曲線上出現(xiàn)一個(gè)鮮明的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。其轉(zhuǎn)折角的大小主要取決于配筋率r，r越低，轉(zhuǎn)折角越大，從前面的剛度特點(diǎn)中同樣可知，也就是剛度的降低越多。開裂后，隨著M的增加，由于受壓區(qū)混凝土應(yīng)變不斷增大，受壓區(qū)混凝土塑性性質(zhì)表現(xiàn)地越來越明顯，應(yīng)力增長速度較應(yīng)變增長速度要慢，故受壓區(qū)應(yīng)力圖形將呈曲線變化，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系已不符合虎克定律。并且在開裂截面附

41、近的局部區(qū)域內(nèi)，截面應(yīng)變分布不符合平截面假定。這也說明了，開裂后，截面的中和軸位置不僅與截面的幾何特征有關(guān)，而且與截面的應(yīng)力分布和M大小有關(guān)。(4) 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在長期荷載作用下，變形隨時(shí)間增長。11什么是“最小剛度原則“？答：沿鋼筋混凝土梁長各截面的剛度是變值，這就給撓度計(jì)算帶來了一定的復(fù)雜性。為了簡化計(jì)算，在實(shí)用上，同一符號彎矩區(qū)段內(nèi)，各截面的剛度均可按該區(qū)段的最小剛度（用Bmin表示）計(jì)算，亦即按最大彎矩處截面剛度計(jì)算。換句話說，也就是曲率f按M/Bmin計(jì)算。該計(jì)算原則通常稱為最小剛度原則。12在長期荷載作用下，受彎構(gòu)件撓度不斷增長的原因是什么？其影響因素如何？何謂撓度增大系數(shù)？

42、答：在長期荷載作用下，受彎構(gòu)件撓度不斷增長的原因有如下幾方面：（1）受壓混凝土發(fā)生徐變，使受壓應(yīng)變隨時(shí)間增長而增大。同時(shí)，由于受壓混凝土塑性變形的發(fā)展，使內(nèi)力臂減小，從而引起受拉鋼筋應(yīng)力和應(yīng)變的增長。（2）受拉混凝土和受拉鋼筋間粘結(jié)滑移徐變，受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及裂縫向上發(fā)展，導(dǎo)致受拉混凝土不斷退出工作，從而使受拉鋼筋平均應(yīng)變隨時(shí)間增大。（3）混凝土收縮。當(dāng)受壓區(qū)混凝土收縮比受拉區(qū)大時(shí)，將使梁的撓度增大。上述因素中，受壓混凝土的徐變是最主要的因素。影響混凝土徐變的因素，如受壓鋼筋的配筋率、加荷齡期和使用環(huán)境的溫濕度等，都對長期荷載作用下?lián)隙鹊脑龃笥杏绊憽Ｔ陂L期荷載作用下受彎構(gòu)件撓度的增大用撓

43、度增大系數(shù)來反映。撓度增大系數(shù)q為長期荷載作用下的撓度fl與短期荷載作用下的撓度fs的比值，即q=fl/fs。13何謂混凝土的耐久性？答：混凝土的耐久性是指在正常維護(hù)的條件下，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在指定的工作環(huán)境中保證結(jié)構(gòu)滿足規(guī)定的功能要求，而不需進(jìn)行維修加固。14影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素主要有哪些？答：影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素主要有內(nèi)部和外部兩個(gè)方面。內(nèi)部因素主要是指混凝土的強(qiáng)度、滲透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、標(biāo)號和用量以及外加劑用量等，外部因素則指環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳含量等。此外，設(shè)計(jì)不周、施工質(zhì)量差或使用中維修不當(dāng)?shù)纫矔?huì)影響耐久性能。15混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能下降或耐久性能失效主要表現(xiàn)

44、在哪幾方面？答：混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能下降或耐久性能失效主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。 （1）混凝土的碳化混凝土碳化是指大氣中的二氧化碳與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)使混凝土的堿性下降。其它物質(zhì)如二氧化硫，硫化氫等也能與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生類似反應(yīng)，使混凝土中性化，即pH值下降。混凝土碳化對混凝土的主要危害表現(xiàn)在使混凝土中的鋼筋保護(hù)膜受到破壞，引起鋼筋銹蝕，從而影響承載力水平。混凝土的碳化是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能失效的重要影響因素之一。減小、延緩混凝土的碳化，可有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。（2）鋼筋銹蝕鋼筋表面氧化膜的破壞是使鋼筋銹蝕的必要條件。這時(shí)，如果含氧水份侵入，鋼筋就會(huì)銹蝕。因此，含氧水分侵入是

45、鋼筋銹蝕的充分條件。鋼筋銹蝕嚴(yán)重時(shí)，體積膨脹，導(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，并使保護(hù)層剝落，從而使鋼筋截面削弱，截面承載力降低，最終將使結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞或失效。鋼筋銹蝕體積膨脹使混凝土保護(hù)層脫落，鋼筋有效面積減小，導(dǎo)致承載力下降甚至引起結(jié)構(gòu)破壞。因此，鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能失效的關(guān)鍵因素。增大混凝土保護(hù)層厚度可以延緩鋼筋的銹蝕，因?yàn)楹穸却髸r(shí)，混凝土碳化及鋼筋表面氧化膜被破壞的時(shí)間就越長。通常由于鋼筋大面積的銹蝕才導(dǎo)致沿鋼筋發(fā)生縱向裂縫，但縱向裂縫的出現(xiàn)將會(huì)加速鋼筋的銹蝕。可以把大范圍內(nèi)出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫作為判別混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件壽命終結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。（3）混凝土凍融破壞混凝土水化結(jié)硬后內(nèi)部有很

46、多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為了得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水多一些。處于飽和水狀態(tài)的混凝土受凍時(shí)，毛細(xì)孔中同時(shí)受到膨脹壓力和滲透壓力，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)部裂縫和損傷，經(jīng)多次反復(fù)凍結(jié)、融化，損傷積累到一定程度就引起結(jié)構(gòu)破壞。（4）混凝土的堿集料反應(yīng)混凝土的集料中某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)。在我國，部分地區(qū)存在混凝土的堿集料反應(yīng)，堿集料反應(yīng)產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠，并吸水膨脹，體積可增大34倍，從而引起混凝土剝落、開裂強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致破壞。堿集料反應(yīng)進(jìn)展緩慢，需要多年才會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞，所以是影響混凝土耐久性的因素之一。控制使用含活性成分的骨料，采用低堿水

47、泥或摻入粉煤灰降低混凝土中的堿性，可以防止堿集料反應(yīng)。（5）侵蝕性介質(zhì)對混凝土的腐蝕：硫酸鹽腐蝕、酸腐蝕、海水腐蝕以及鹽類結(jié)晶型腐蝕等化學(xué)介質(zhì)對混凝土的侵蝕，表現(xiàn)在有些化學(xué)物質(zhì)侵入造成混凝土中一些成分被溶解，流失，引起裂縫，孔隙，松散破碎；有些化學(xué)物質(zhì)與侵入混凝土中的一些成分反應(yīng)生成體積膨脹的物質(zhì)，引起混凝土結(jié)構(gòu)破壞。如酸、堿溶液直接接觸混凝土?xí)r將產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕；海港及海堤混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕嚴(yán)重；大氣中的酸雨則大面積地影響著工程結(jié)構(gòu)的耐久性。對此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，防止或減少對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕。另外，在冬季施工時(shí)往往在混凝土中摻氯化鈉，如果摻量控制不嚴(yán)，將造成鋼筋銹蝕或嚴(yán)重

48、銹蝕。大量工程調(diào)查表明如果混凝土中含氯化鈉，即使在混凝土未碳化區(qū)內(nèi)也有10鋼筋發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。因此必需嚴(yán)格禁止使用氯鹽。（6）耐久性能下降或耐久性能失效的其它表現(xiàn)：如生物腐蝕，混凝土徐變等等。16減緩混凝土碳化和防止鋼筋銹蝕的措施有哪些？答：減緩混凝土碳化和防止鋼筋銹蝕的措施： （1）鋼筋要有足夠的保護(hù)層厚度在一般情況下，混凝土碳化達(dá)到鋼筋表面需要一定的時(shí)間，即脫鈍時(shí)間。顯然，保護(hù)層厚度愈大，脫鈍時(shí)間越長。如果脫鈍時(shí)間超過建筑的設(shè)計(jì)使用年限，即可滿足要求。因此規(guī)范對鋼筋的保護(hù)層厚度作了下面的規(guī)定：縱向受力鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絲、鋼絞線的混凝土保護(hù)層厚度（從鋼筋外邊緣到混凝土外邊緣的距離）不應(yīng)小于

49、鋼筋的公稱直徑或并筋的等效直徑，且應(yīng)符合附表有關(guān)混凝土保護(hù)層最小厚度的規(guī)定。（2）合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比首先，要有足夠的水泥用量，一般不宜少于225kg/mm2，見表9.3的規(guī)定，以保持混凝土的堿性；同時(shí)，盡量降低水灰比，以減少游離水的量，對此可以采用減水劑，在滿足施工要求的前途下，降低用水量；用優(yōu)質(zhì)摻和料，嚴(yán)格控制原材料的含鹽量。（3）盡量提高混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)抗?jié)B性對一般混凝土而言，設(shè)計(jì)、施工中要保證混凝土的密實(shí)性，保證振搗充分、密實(shí)，按規(guī)程要求仔細(xì)養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常保持新澆混凝土表面濕潤，可采用養(yǎng)護(hù)液，覆蓋養(yǎng)護(hù)材料等措施，以減少水分蒸發(fā)，避免出現(xiàn)表面裂縫。（4）控制混凝土摻和料的量混凝土中采用摻和料時(shí)，在滿足強(qiáng)度條件的情況下，采用超量替代法設(shè)計(jì)配合比。（5）采