第8章-正常使用资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,第,8,章 挠度、裂缝宽度验算,,及延性和耐久性,结构的功能要求：,结构的极限状态：,,,,第,,3,,4,,5,,6,,7,,章,第,,8,,章,,,,,,§8.1,概述,第,,8,,章,1,、正常使用的,裂缝宽度,计算,2,、正常使用的,变形（挠度）,计算,3,、,耐久性,设计的要求,,ω,lim,，,f,lim,,如何决定？查附表1,、,验算结构或构件在正常使用条件下的,变形,、,裂缝宽度,，并控制它们,不超过规范规定的限值,，及进行,耐久性概念设计,，以满足,适用性,和,耐久性,要求2,、,截面延性,的概念新规范中混凝土结构的环境类别,进行正常使用极限状态计算时，荷载和材料强度按,标准值,取用结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性比不满足承载能力极限状态的要小所以相应的目标可靠指标,[,β,],要小些钢筋混凝土结构构件一般都是首先进行承载力计算以确定构件的截面尺寸与配筋，再进行变形和裂缝验算与承载能力极限状态设计有何不同？,变形、裂缝等正常使用极限状态的计算内容属于,验算,性质。

进行正常使用极限状态计算时，不仅要考虑,荷载短期效应,，还要考虑,荷载长期效应,考虑到混凝土的徐变以及钢筋与混凝土之间的粘结滑移等，荷载短期效应下的变形、裂缝值和长期作用效应下的值不同，所以分别计算荷载短期作用效应即荷载标准组合值；荷载长期作用效应即荷载准永久组合值荷载标准组合：,荷载准永久组合：,,与承载能力极限状态设计有何不同？,,,,,,§8.2,裂缝宽度验算,一、裂缝的成因和对策,拉应变超过混凝土的极限拉应变,裂缝,由荷载引起开裂,由非荷载因素引起开裂,,一般总是与主拉应力方向大致垂直，最先发生在荷载效应较大和混凝土抗拉能力最薄弱处仅受弯矩、轴拉、偏拉（压）作用,垂直裂缝或正截面裂缝,斜裂缝,适当配筋,,温度变化（热胀冷缩）,混凝土收缩,基础不均匀沉降,冰冻,钢筋锈蚀,……….,,预防措施,开裂的原因,同时受剪力（扭矩）作用,我国规范所谓的裂缝宽度计算是指计算,垂直裂缝（正截面裂缝）,二、裂缝控制等级,,根据结构的使用功能要求不同，正常使用阶段对裂缝的要求也不同将钢筋混凝土构件的裂缝控制等级分为三级裂缝控制等级一级,裂缝控制等级二级,,严格要求不出现,裂缝的构件,,一般要求不出现,裂缝的构件,,一般为压力容器、水池、管道、核工作室等。

不允许拉应力超过混凝土的抗拉强度，所以截面尺寸必须做得很大，且受压区混凝土远远达不到充分利用实际可以采用预应力混凝土结构按荷载标准组合计算时，构件,受拉边缘混凝土不应产生拉应力,按荷载标准组合计算时，构件,受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度标准值,裂缝控制等级三级,允许出现,裂缝的构件,,,一般钢筋混凝土结构都属于裂缝控制等级为三级的构件，,通常都带裂缝工作,所以应控制裂缝宽度，使其在人们心理能承受的范围内，不影响正常使用，且保证钢筋不会锈蚀按,荷载准永久组合,并考虑长期作用影响计算时，构件的,最大裂缝宽度不超过规范规定的最大裂缝宽度限值,二、裂缝控制等级,平均裂缝间距,平均裂缝宽度,最大裂缝宽度,我国规范最大裂缝宽度计算：,各国规范裂缝宽度控制（验算）的方法：,（,1,）给出裂缝宽度计算公式和裂缝宽度限值,（,2,）无计算公式、无裂缝宽度限值，仅有以限值裂缝为目的的构造要求3,）限制钢筋应力等裂缝宽度计算的理论（方法）：,（,1,）粘结滑移理论,（,2,）无粘结滑移理论,（,3,）综合理论,我国规范,GB500010-2010,中裂缝宽度的计算方法采用粘结滑移理论,平均裂缝间距,平均裂缝宽度,最大裂缝宽度,平均裂缝间距,平均裂缝间距范围内的钢筋伸长量大于混凝土伸长量,平均裂缝宽度,=,平均裂缝间距范围内的钢筋伸长量,—,混凝土伸长量,三、裂缝的出现、分布和开展,,,,以纯弯段钢筋混凝土梁为例，研究裂缝的出现和分布等情况。

荷载很小时，未出现裂缝，在纯弯段各个截面的拉应力大致相同当达到混凝土的抗拉强度时，达到将裂未裂的状态第一阶段末在混凝土最薄弱截面处出现第一批裂缝一条或几条）,a,,,,裂缝处受拉混凝土退出工作，钢筋应力骤增裂缝处原来张紧的混凝土向两侧回缩但回缩受到了钢筋的约束，两者之间有相对滑移，直到共同变形设回缩的长度为,l,则,l,范围内，通过粘结应力的作用,,,混凝土又逐渐承受拉力拉力从零到最大l,,,超过,l,后，混凝土拉应力又达到最大，又可能产生新的裂缝b,,,裂缝稳定后，裂缝之间的间距,l,m,在,l,和,2,l,之间即,l,≤,l,m,≤2,l,取,1.5,l,σ,ct,σ,s,l,≤,l,m,≤2,l,1.5,l,l,：粘结应力作用长度，传递长度f,tk,l,四、平均裂缝间距,l,m,=1.5,l,A,te,：,有效受拉混凝土截面面积对轴心受拉构件，取全截面面积,,对受弯、偏拉（压）构件，取中和轴以下截面面积即：,,,A,te,=0.5,bh,+(,b,f,-,b,),h,f,（图,8-5,）,,,：,有效配筋率,,l,β,：系数受弯、偏心受压、偏心受拉构件取,1.0,轴心受拉构件取,1.1,c,s,：最外层纵筋外边缘至受拉区底边的距离。

20mm≤,c,s,≤65mm,d,eq,：纵向受拉钢筋的等效直径ν,：纵向受拉钢筋的相对粘结特征系数对变形钢筋取,1.0,对光面钢筋取,0.7,ρ,te,： 有效配筋率，,ρ,te,≥0.01,A,te,：有效受拉混凝土截面面积按图,8-5,取用根据试验结果，对理论表达式进行修正得出半经验半理论的平均裂缝间距公式五、平均裂缝宽度,ω,m,平均裂缝宽度,=,钢筋的平均伸长,-,砼的平均伸长,：,l,m,范围内钢筋的平均应变,,Ψ,：钢筋应变不均匀系数,,：,l,m,范围内钢筋的平均应力,：,l,m,范围内砼的平均应变,：裂缝间砼自身伸长对裂缝,,宽度的影响系数,σ,sq,：,裂缝处,钢筋的应力,,0≤,Ψ,≤1,,Ψ,越大，钢筋受力越均匀，混凝土参与受拉作用越小,,随着荷载增大，,Ψ,值越来越大,五、平均裂缝宽度,ω,m,裂缝截面处钢筋应力,σ,sq,轴心受拉,偏心受拉,受弯,偏心受压,平均裂缝宽度,=,钢筋的平均伸长,-,砼的平均伸长,六、最大裂缝宽度,ω,max,,由于混凝土的非均匀性，裂缝并非均匀分布，具有一定离散性，而要求的也不是平均裂缝宽度，而是,最大的裂缝宽度,ω,max,。

最大的裂缝宽度,ω,max,=,平均裂缝宽度,ω,m,×,扩大系数,τ,,短期效应扩大系数,τ,s,长期效应扩大系数,τ,l,1,、短期效应下的最大裂缝宽度,,轴拉、偏拉构件 取,τ,s,=1.9,受弯、偏压构件 取,τ,s,=1.66,2,、长期效应下的最大裂缝宽度（考虑混凝土应力松弛、收缩、徐变等因素）,令,α,cr,：轴拉,2.7,，偏拉,2.4,，受弯和偏压,1.9,σ,sq,：裂缝处钢筋的应力,c,s,：最外层纵筋外边缘至受拉区底边的距离20mm≤,c,s,≤65mm,d,eq,：纵向受拉钢筋的等效直径有效配筋率，,ρ,te,≥0.01,A,te,：有效受拉混凝土截面面积按图,8-5,取用新旧规范的公式的主要不同：,,,1,、在旧规范中，对受弯、偏压构件，取,α,c,=0.85,，即,α,cr,=2,.1,2,、,旧规范中，,σ,sq,由,荷载效应标准组合,计算α,cr,：轴拉,2.7,，偏拉,2.4,，受弯和偏压,1.9,σ,sq,：裂缝处钢筋的应力,c,s,：最外层纵筋外边缘至受拉区底边的距离20mm≤,c,s,≤65mm,d,eq,：纵向受拉钢筋的等效直径有效配筋率，,ρ,te,≥0.01,A,te,：有效受拉混凝土截面面积。

按图,8-5,取用控制及减小裂缝宽度的措施：,合理布置钢筋：相同面积情况下，尽量采用小直径、多根数的配筋方式,,适当增加钢筋面积,,采用带肋钢筋等,,已知某钢筋混凝土简支梁，计算跨度,l,0,=6m,，承受恒载标准值,g,k,=3kN/m,，活荷载标准值,q,k,=7kN/m,，截面尺寸,b,×,h,= 200mm×500mm,，已配有,3,根直径,18mm,的,HRB335,级受力钢筋，,A,s,=763mm,2,，箍筋直径,8mm,混凝土强度等级为,C20,，保护层厚度,c,=25mm,，,h,0,=458mm,，楼面活荷载的组合值系数,ψ,c,=0.7,，,准永久值系数,ψ,q,=0.5,ω,lim,=0.3mm,试验算最大裂缝宽度是否满足要求α,cr,：轴拉,2.7,，偏拉,2.4,，受弯和偏压,1.9,受弯构件,ν,：,变形钢筋取,1.0,光面钢筋取,0.7,相关系数计算：,ρ,te,≥0.01,,,,,,§8.3,受弯构件挠度验算,f,max,,,E,：材料弹性模量，,I,：截面惯性矩,EI,：截面弯曲刚度（抗弯刚度）,对于,匀质弹性材料梁,，抗弯刚度,B,=,EI,是一个,常数,，,M,-,f,成正比。

对于,钢筋混凝土材料梁,，仍用上述公式计算挠度，但抗弯刚度,B,=,EI,不再是常量,钢筋混凝土受弯构件,挠度,f,max,计算,钢筋混凝土受弯构件,截面弯曲刚度,B,计算,1,、对于试验梁，其,M,-,f,图为：,2,、长期荷载下，由于徐变、粘结滑移、裂缝不断发展等原因，使构件挠度进一步加大B,随弯矩（荷载）增大如何变化？,,B,随时间变化如何变化？,一、截面抗弯刚度及特点,1,、钢筋混凝土受弯构件的,抗弯刚度,B,=,EI,随弯矩,M,增大而减小,故构件不同截面其抗弯刚度,B,是不同的，,弯矩最大的地方抗弯刚度,B,最小,即使在弯矩相同的纯弯段，抗弯刚度,B,也不同，裂缝截面处小些，裂缝间截面大些2,、由于混凝土徐变等因素影响，长期荷载下构件变形会不断增大，,抗弯刚度,B,随时间增大而减小,所以既要考虑荷载短期效应，还要考虑荷载长期效应，其抗弯刚度分别用,短期刚度,B,s,和,长期刚度,B,来表示钢筋混凝土梁抗弯刚度,B,=,EI,的特点,短期刚度,B,s,长期刚度,B,,抗弯刚度,B,值与,M,值有关，而梁各截面弯矩大小不一，应取何截面的弯矩,M,计算？,,如试验梁，各处,M,不同，因此全长范围内的抗弯刚度也不同，,支座处的弯矩小,，,抗弯刚度大,。

纯弯段弯矩最大,，,抗弯刚度最小,二、受弯构件刚度的确定,如果都用纯弯段的抗弯刚度，则会使计算值偏大？,最小刚度原则,,在梁全长范围内，可按照弯矩最大处的“最小截面抗弯刚度”，用材料力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度，如果构件上存在正负弯矩时，可分别取同号弯矩段,|,M,max,|,处截面的最小刚度计算挠度但实际计算挠度时，仅考虑了,弯矩引起的挠度,，而忽略了剪力的影响由于剪力的存在，使梁发生,剪切变形,，可能出现少量,裂缝,这些因素都会使梁,挠度增大,为了简化计算，近似采用纯弯段的最小截面抗弯刚度计算挠度这就是,“,最小刚度原则,S,：与荷载形式、支承条件有关的参数如均载作用下简支梁,S,=5/48,均载作用下简支梁,三、截面的短期刚度,B,s,未开裂,,接近于匀质弹性材料梁，实际挠度比按弹性公式算得的数值偏大这是因为受拉区发生塑性，实际弹性模量,E,有所降低，而截面并未削弱所以将,换算截面,的,EI,稍加修正即可开裂后,,受拉区混凝土逐步退出工作，抗弯刚度明显下降根据材料力学，截面曲率,,裂缝出现后，受压混凝土压应变和受拉钢筋拉应变沿构件长度方向的分布并不均匀，曲率分布也不均匀。

为简化计算，截面上的应变、中和轴位置、曲率等都用平均值开裂后,钢筋伸长,混凝土缩短,由三角形相似：,r,Δ,c,Δ,s,l,m,h,0,截面曲率：,弯曲刚度：,（同裂缝计算）,其中：,,确定受压边缘混凝土平均应变的抵抗矩系数，综合反映受压区混凝土塑性、应力图形完整性、内力臂系数及裂缝间混凝土应变不均匀性等因素，又称综合系数混凝土应变不均匀系数,,混凝土受压区面积：,：受压翼缘的加强系数,,：裂缝截面处受压区高度系数,,,将曲线分布的混凝土压应力转换为均布，平均压应力大小为：,：压应力图形完整系数,,混凝土平均压应变：,,,ws,cq,,s,cq,,,,,x,0,,h,0,,s,s,A,s,,C,,h,h,0,,,M,q,合力矩平衡：,混凝土平均压应变：,令：,得：,,确定受压边缘混凝土平均应变的抵抗矩系数，综合反映受压区混凝土塑性、应力图形完整性、内力臂系数及裂缝间混凝土应变不均匀性等因素，又称综合系数ws,cq,,s,cq,,,,,x,0,,h,0,,s,s,A,s,,C,,h,h,0,,,M,q,的计算过程,（,8-15,）,三、截面的长期刚度,B,,构件在长期持续荷载作用下，挠度随时间不断缓慢增长，抗弯刚度随时间不断降低。

主要原因：,（,1,）受压混凝土的徐变，受压区混凝土塑性发展,（,2,）受拉区钢筋和混凝土间的粘结滑移3,）裂缝的不断发展长期荷载作用下受弯构件挠度的增大，用,考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数,θ,来反映对矩形、,T,形、倒,T,形、工形截面受弯构件的长期刚度,B,：为受压钢筋配筋率,，其中,对翼缘位于受拉区的倒,T,形截面，,θ,应增加,20,％受压钢筋对混凝土受压徐变和收缩起到一定约束作用，能够减少构件在长期荷载作用下的变形荷载标准组合为,M,k,，,准永久组合为,M,q,，,M,k,＞,M,q,仅需对,M,q,作用下产生的挠度乘以放大系数,θ,，,而,（,M,k,-,M,q,）,作用下的挠度是不必增大的所以,：,老规范：,（,8-19,）,新规范中，上式适用于预应力构件！,,,,钢筋混凝土受弯构件挠度计算过程：,：,钢筋弹性模量,：,受拉钢筋截面面积,：,截面有效高度,：,钢筋应变不均匀系数,：,混凝土抗拉强度标准值,ρ,te,≥0.01,有效配筋率,σ,sq,：,裂缝处钢筋的应力,四、受弯构件挠度的计算,,,钢筋混凝土受弯构件挠度计算过程：,：,钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值,：,纵向受拉钢筋配筋率,：,受压翼缘的加强系数（受压翼缘面积与腹板有效面积之比）,：,考虑长期作用对挠度增大的影响系数,θ,在,1.6,和,2.0,之间取值。

影响抗弯刚度的,因素,：,,截面高度,（影响最显著）,,弯矩,M,（,M,对,B,s,如何影响,）,,配筋率,（,ρ,大，,B,s,也略有增大）,,截面形状,（有受压翼缘，,,B,s,,略大）,,混凝土等级,（提高等级对提高,B,s,影响不大）,,受压钢筋,（,提高长期刚度,）,,,钢筋混凝土受弯构件挠度计算过程：,如果最大挠度超过规范的限值，则可采取：,,增加截面高度（最有效）,,增加纵向钢筋的面积（效果有限）,,提高混凝土强度等级（效果有限）,,配置一定受压钢筋,,选用合理截面（,T,、工形）等,,,钢筋混凝土受弯构件挠度计算过程：,,简支矩形截面梁截面尺寸,b,×,h,=,200mm×550mm,，,混凝土强度等级为,C30,，,配置,HRB335,，,4,18,钢筋，混凝土保护层厚度,c,=20mm,，,h,0,=515mm,，承受均布荷载，按荷载的标准组合计算的跨中弯矩,M,k,=75kN·m,，按荷载的准永久组合计算的跨中弯矩,M,q,=65kN,·,m,，梁的计算跨度,l,0,=6m,，挠度允许值为,l,0,/250,试验算挠度是否符合要求解,:,,简支矩形截面梁截面尺寸,b,×,h,=,200mm×550mm,，,混凝土强度等级为,C30,，,配置,HRB335,，,4,18,钢筋，混凝土保护层厚度,c,=20mm,，,h,0,=515mm,，承受均布荷载，按荷载的标准组合计算的跨中弯矩,M,k,=75kN·m,，按荷载的准永久组合计算的跨中弯矩,M,q,=65kN,·,m,，梁的计算跨度,l,0,=6m,，挠度允许值为,l,0,/250,。

试验算挠度是否符合要求§8.4,混凝土构件的截面延性,一、延性的概念,,结构、构件或截面的,延性,是指从屈服开始至达到最大承载能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,延性反映结构构件的后期变形能力（破坏前的变形能力）,构件达到最大承载力后突然丧失承载能力，在没有预兆的情况下发生破坏构件承载力没有显著降低的情况下，经历很大非线性变形后所发生的破坏，在破坏前能给人以警示脆性破坏,延性破坏,结构或构件,,的破坏,,对结构、构件或截面除了要求其满足,强度、刚度等,要求外，还要求其具有一定的,延性,：,延缓破坏过程，防止脆性破坏,超静定结构中，能更好地适应偶然超载、基础沉降、温度变,,化、收缩等情况变化产生的附加内力和变形,使超静定结构能充分地进行内力重分布,吸收和耗散地震能量，降低动力反应，减轻地震破坏,延性,可分为,材料延性,、,截面延性,、,构件延性,和,结构延性,材料延性,,混凝土或钢材在没有明显应力下降情况下维持变形的能力，可以用,应力,-,应变曲线,表示截面延性,,构件单位长度上截面的转动能力，用,截面曲率,表示构件延性,,可用构件的,转角或位移,表示结构延性,,整个结构体系承受变形的能力，多用,位移,表示。

二、受弯构件的截面曲率延性系数,,基于平截面假定，定义,截面破坏时的截面曲率,与,钢筋屈服时截面曲率,的,比值,为,截面曲率延性系数,影响截面曲率延性系数的主要因素：,,纵向钢筋（受拉、受压）配筋率、混凝土极限压应变、钢筋屈服强度及混凝土强度等级等三、提高截面曲率延性系数的主要措施,1,、限制纵向受拉钢筋的配筋率，一般不应大于,2.5%,；受压区高度,x,≤,（,0.25,～,0.35,）,h,0,；,2,、规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，一般,A,s,’/,A,s,保持为,0.3~0.5,；,3,、在弯矩较大的区段适当加密箍筋四、偏心受压构件截面曲率延性分析,1,、偏心受压构件存在轴向压力，使构件受压区高度增大，,截面曲率延性系数降低许多,2,、对偏心受压构件，应限制其,轴压比,μ,N,=,N,/,（,f,c,A,）,（,规范规定偏心受压构件的轴压比限值,）3,、偏心受压构件,配箍率,的越大，对混凝土的约束越大，使截面曲率延性系数提高4,、还可采用密排封闭箍筋，或附加其他形式的箍筋，采用螺旋箍筋等，,有效提高受压区混凝土的极限压应变,，增大截面曲率延性§8.5,混凝土结构的耐久性,一、耐久性的概念,,混凝土结构的,耐久性,是指结构或构件在设计使用年限（一般建筑结构为,50,年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构为,100,年）内，在正常维护条件下，不需要进行大修就可满足正常使用和安全功能要求的能力。

二、影响耐久性的因素,,内 因,外 因,混凝土强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子含量、碱含量、外加剂用量、保护层厚度等,温度、湿度、,CO,2,含量、侵蚀性介质等,,综合作用,其中，,混凝土碳化,、,钢筋锈蚀,是最主要的综合因素,三、混凝土的碳化,碳化,碳化是指大气中的,CO,2,不断向混凝土内部扩散，并与混凝土中的碱性物质,Ca (OH),2,发生中和反应，,使混凝土的碱性下降（,PH,值降低）的现象,碳化是混凝土的中性化危 害,混凝土呈碱性，在钢筋表面生成致密的氧化膜，保护钢筋不锈蚀当碳化至钢筋表面时，将会破坏氧化膜，使钢筋有锈蚀的危险此外，碳化会加剧混凝土收缩，导致其开裂，影响耐久性,环境因素：,CO,2,的浓度、湿度、温度等,,自身因素：,CaO,含量、强度等级、内部密实度、孔隙率、孔径、,,水灰比、保护层厚度等,影响因素,三、混凝土的碳化,碳化,碳化是指大气中的,CO,2,不断向混凝土内部扩散，并与混凝土中的碱性物质,Ca (OH),2,发生中和反应，,使混凝土的碱性下降（,PH,值降低）的现象,碳化是混凝土的中性化减小碳化,,的措施,合理确定配合比，规定水泥用量的低限值和水灰比的高限值，合理采用掺合料,,提高混凝土的密实性、抗渗性,,规定保护层的最小厚度,,采用覆盖面层（水泥砂浆或涂料）,碳酸试液测定。

碳化深度与时间相关表达式，可预测碳化深度碳化深度,,测定,四、钢筋的锈蚀,锈蚀,,锈蚀是影响混凝土结构耐久性的关键问题之一钢筋表面氧化膜被破坏形成钢筋锈蚀的必要条件，含氧水份侵入是钢筋锈蚀的充分条件锈蚀机理是电化学腐蚀过程：,“,坑蚀,”,、,“,环,蚀,”,形成锈蚀面、,“,暴筋,”,危 害,,钢筋锈蚀，体积膨胀，导致沿钢筋长度出现纵向裂缝，使保护层剥落，使钢筋截面削弱，承载力降低，最终使结构破坏或失效环境因素：周围环境腐蚀性成分的含量,,自身因素：密实度、保护层厚度、氯离子含量等,影响因素,四、钢筋的锈蚀,锈蚀,,锈蚀是影响混凝土结构耐久性的关键问题之一钢筋表面氧化膜被破坏形成钢筋锈蚀的必要条件，含氧水份侵入是钢筋锈蚀的充分条件锈蚀机理是电化学腐蚀过程：,“,坑蚀,”,、,“,环,蚀,”,形成锈蚀面、,“,暴筋,”,防止钢筋,,锈蚀措施,降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的密实度,,要有足够的混凝土保护层厚度,,严格控制氯离子含量,,采用覆盖层，防止,CO,2,、,O,2,、,CL,－,的渗入五、耐久性设计,1,、耐久性设计的必要性,“,五倍定律,”：设计时对钢筋防护少花,1,元钱，出现问题时就需要花,5,元钱补救。

1998,年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要,1.3,万亿美元来处理国内基础设施工程存在的问题，仅维修与更换桥面板就需,800,亿美元；,加拿大蒙特利尔一座水电站由于耐久性问题需,15,亿加元修补维修；,湛江港建成后不到,20,年就由于钢筋锈蚀全面进行大修；,1980,年建成的宁波北仑港,10,万吨级矿石码头，使用不到,10,年上部结构就因钢筋严重锈蚀而破损；,我国第一座城市大型立交桥北京西直门立交桥,1980,年建成，,19,年后拆除重建；,济南黄河公路大桥,1990,年建成，,10,年后因吊杆损坏发生局部桥面坍塌；,大量的工程实践表明，耐久性问题不容忽视，否则后患无穷3,、耐久性概念设计,2,、耐久性设计的目标,,我国,《,混凝土结果设计规范,》,规定的混凝土结构耐久性设计还不是定量设计，而是以混凝土,结构的环境类别,和,设计使用年限,为依据的,概念设计,使结构,在正常维护条件下，不需要进行大修就能达到设计使用年限混凝土完全碳化所需时间,：钢筋开始锈蚀至保护层沿钢筋开裂所需时间,：结构预期使用年限,目标：,（,1,）结构的环境类别,新规范中结构的环境类别,（,2,）耐久性的基本要求,控制最大氯离子含量,主要是为了避免游离的氯离子破坏钢筋表面的氧化膜而促使钢筋锈蚀，氯离子还会使混凝土的冻融破坏加剧。

控制碱含量,是为了防止碱骨料反应造成混凝土破坏碱骨料反应是指水泥水化过程中释放出来的碱与骨料中的碱活性成分发生化学反应形成一种在吸水后产生体积膨胀的混合物，从而使混凝土开裂新规范中结构材料的耐久性基本要求,（,3,）提高耐久性的对策,把好规划设计第一关：,随着耐久性问题的突出及对耐久性认识的提高，许多国家的规范已增加了耐久性的条文，虽然有些条文属于“概念设计”，但毕竟有章可循，设计时要严格遵守；,把好材料关：,材料是耐久性的基础；,优化混凝土配合比设计：,优化配合比设计对于混凝土耐久性影响很大优化配合比设计不但要达到混凝土的强度等级，还要保证混凝土的和易性，特别是泵送混凝土要保证有很大的塌落度；,适当增加保护层厚度：,在环境较差的环境中，保护层厚度对耐久性的影响十分显著；,引气剂的使用：,引气剂可以降低混凝土的冻融破坏，提高抗冻性；,混凝土面层保护：,混凝土表面砌耐腐蚀性高的花岗岩、用水泥砂浆罩面、表面涂保护层；,环氧涂层钢筋的使用：,环氧涂层具有很高的化学稳定性、耐腐蚀性和不透水性，能够阻止水、氧、氯离子等腐蚀介质与钢筋的接触，避免生锈；,钢筋阻锈剂：,钢筋阻锈剂按化学成分分为有机型、无机型、混合型；按使用方法分为掺入型和渗透型；,阴极保护：,阴极保护是常用的、有效的电化学保护方法，已有近百年的历史，多用于常规水下、地下金属结构中。

正常使用极限状态验算时，荷载应取,,值，材料强度应取,,值可以减小钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的措施为（ ）A,．增大钢筋直径,B,．提高混凝土强度等级,,C,．提高钢筋强度等级,D,．增加钢筋用量,混凝土保护层的作用是,,和,,等结构的功能要求为：,,钢筋混凝土梁在正常使用时，（ ）A,．通常是带裂缝工作的,,B,．一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面,,C,．一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽,,D,．由于配置了钢筋，所以一般不会出现裂缝,标准,标准,D,保护钢筋不过早锈蚀,保护钢筋和混凝土的可靠粘结,安全、适用、耐久,A,结构的极限状态包括：,,和,,承载能力极限状态,正常使用极限状态,粘结应力作用长度越短，构件裂缝分布越稀疏（ ）×,计算适筋的受弯构件的变形和裂缝宽度的应力阶段是（ ）A,．第,Ⅰa,阶段,B,．第,Ⅱ,阶段,C,．第,Ⅱa,阶段,D,．第,Ⅲ,阶段,B,钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度,EI,（ ）A,．恒定不变,,B,．不是常量，随荷载的增大而增大,,C,．不是常量，随时间的增长而减小,,D,．不是常量，但因变化量小可按常量计算,C,将承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计表达式相比，（ ）。

A,．正常使用极限状态表达式中无需荷载分项系数,,B,．承载能力极限状态表达式中无需荷载分项系数,,C,．正常使用极限状态表达式中需要材料强度分项系数,,D,．承载能力极限状态表达式中无需结构重要性系数,A,在用概率极限状态设计法进行构件正常使用极限状态验算时，不会用到（ ）A,．荷载标准值,B,．荷载效应系数,,C,．荷载长期组合系数,D,．荷载设计值,D,我国,《,混凝土结构设计规范,》,所计算的梁的裂缝宽度是指梁底面处的裂缝宽度（ ）×,混凝土构件的截面延性是指截面在破坏阶段的变形能力（ ）√,有,A,、,B,两根截面尺寸完全相同的简支梁，都为适筋梁，,A,梁配置,4,根直径,16,的,HRB335,级纵筋，,B,梁配置,2,根直径,16,的,HRB335,级纵筋，则（ ）A,．,A,梁正截面受弯承载力大，截面弯曲刚度大，变形小，使用阶段裂缝宽度小,,B,．,A,梁正截面受弯承载力小，截面弯曲刚度大，变形小，使用阶段裂缝宽度大,,C,．,A,梁正截面受弯承载力大，截面弯曲刚度大，变形小，使用阶段裂缝宽度与,B,梁相同,,D,．,A,梁正截面受弯承载力大，截面弯曲刚度大，变形小，裂缝平均间距计算值两者相同，裂缝宽度小,A,关于,ψ,，下列说法中错误的是（ ）,,A,．,ψ,为裂缝间钢筋应变不均匀系数,,B,．,ψ,值小于等于,1,,C,．,ψ,,值,越大，说明钢越筋受力越均匀,,D.,构件受荷载越大，,ψ,,值越小,D,在钢筋混凝土构件的挠度计算时，规范建议其刚度应取（ ）,,A,．在同号弯矩区段内取弯矩最大截面的刚度,,B,．,在同号弯矩区段内取弯矩最小截面的刚度,,C,．在同号区段内取最大刚度,,D.,在同号区段内取平均刚度,提高受弯构件抗弯刚度的最有效的措施是（ ）,,A,．提高混凝土强度等级,,B,．,增大受拉钢筋面积,,C,．加大截面高度,,D.,加大截面宽度,为减小混凝土构件的裂缝宽度，当配筋率一定时，宜选用（ ）,,A,．大直径钢筋,,B,．变形钢筋,,C,．光面钢筋,,D.,供应充足的钢筋,。