第八章++混凝土构件的使用性能
8混凝土构件的使用性能及结构耐久性
一、填空题1、混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值，荷载采用标准值、准永久值。
2、增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3、平均裂缝宽度计算公式中，sk σ是指裂缝截面处的纵向钢筋拉应力，其值是按荷载效应的标准组合设计的。
4、钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而增大，随纵筋配筋率增大而减小。
5、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在相同符号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的最小刚度进行计算。
6、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指裂缝间受拉纵筋平均应变sm ε与裂缝截面处的受拉纵筋应变sk ε，反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
7、结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的裂缝宽度和变形不应超过规定的限值。
8、结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用年限的要求。
9、混凝土结构应根据使用环境类别和设计使用年限进行耐久性设计。
10、在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与受拉纵筋应力几乎成正比。
11、钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度极值。
12、平均裂缝间距与混凝土保护层厚度，纵向受拉钢筋直径，纵向受拉钢筋表面特征系数及纵向钢筋配筋率有关。
13、轴心受拉构件的平均裂缝宽度为构件裂缝区段范围内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长之差。
14、最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的随机性以及长期荷载作用的影响。
15、裂缝控制一般统一划分为3级，其控制条件是：一级是严格要求不出现裂缝的构件；二级是一般要求不出现裂缝的构件；三级是允许出现裂缝的构件，但其计算值不应超过允许值。
16、弯、剪、扭、压、拉构件的承载力计算是基于安全性要求。
此外，对某些构件尚应进行变形、抗裂度和裂缝宽度验算，以保证适用性与耐久性，从而满足可靠性要求。
建筑力学与结构 第八章钢筋混凝土梁板结构
单向板肋梁楼盖与双向板肋梁楼盖的划分原则
对于四边支承板： l2 / l1 ≥ 3时，短向受力，按单向板设计； l2 / l1 ≤ 2时，双向受力，按双向板设计； 2<l2 / l1 < 3时，宜按双向板设计，亦可按单向板设计，但长边方向配置足
够的构造钢筋。
l02 l01
楼盖的传力路线
单向板楼盖传力路线： 荷载→板→（沿短边）→次梁→主梁→柱或墙
活荷载4：第一 内支座-Mmax
活荷载5：第二 内支座-Mmax
要想得到构件上某截面的某种最不利内力，只需要将 恒载下的内力与上述活载情况下的内力进行组合,将求得各 组合的内力画在同一图上，以同一条基线绘出，便得到 “内力叠合图”，其外包线称为“内力包络图”。
A
B
C
D
承受均布荷载的五跨连续梁的弯矩包络图来说明，研究
对于民用建筑，当楼面梁的负荷范围较大时，负荷
范围内同时布满活荷载标准值的可能性较小，故可以对活
荷载标准值进行折减，见下表。
构件所在的位置
单向板楼盖荷载情况
板
板：负载宽度b=1m
板受到的均布恒荷载设计值g板＝ 恒载分项系数rG×钢筋混凝土材料重度r×板厚 h×负载宽度b＋板面及板底构造层重量
板受到的均布活荷载设计值q板＝ 活载分项系数rQ×均布活荷载标准值qk×负载宽 度b
主梁
次梁
主梁沿纵向布置
若横向柱距大于纵向柱距较多 时，也可以沿纵向布置主梁。 这样可减小主梁的截面高度， 从而增大了室内净高。
只布置次梁，而不设主梁
在有中间走廊的房屋中，常可 利用中间纵墙承重，可以只布 置次梁而不设主梁。
次梁
主梁
次梁
结构平面布置注意问题
混凝土结构材料性能
混凝土结构材料性能混凝土是一种常用的建筑材料，其性能对于建筑结构的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将围绕混凝土结构材料的性能展开讨论，包括强度、耐久性、抗渗性以及抗震性等方面。
一、强度混凝土的强度是衡量其抵抗外力作用的能力的重要指标。
强度主要包括抗压强度和抗拉强度两个方面。
抗压强度是指混凝土在受到压力时的抵抗能力，而抗拉强度则是指混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
混凝土的抗压强度往往是工程设计的重要参考参数。
通过调整混凝土配合比和施工工艺，可以提高混凝土的抗压强度。
而抗拉强度相对较低，因此在一些关键部位往往需要采取加强措施，如使用钢筋等增强混凝土的抗拉能力。
二、耐久性混凝土结构的耐久性是指其在长期使用和自然环境中的性能表现。
耐久性的好坏直接影响着混凝土结构的使用寿命和维修成本。
主要影响混凝土耐久性的因素包括环境条件、外部侵蚀物质、结构设计和施工质量等。
环境条件是决定混凝土结构耐久性的重要因素之一。
例如，气候条件、湿度、温度变化等都会对混凝土的性能产生影响。
同时，外部侵蚀物质，如化学物质、盐分、腐蚀介质等也会加速混凝土的老化和损坏。
为了提高混凝土的耐久性，可以通过选用高品质的材料、加强结构设计和施工工艺上的控制等方式进行改进。
三、抗渗性混凝土的抗渗性是指其不透水的能力。
在建筑结构中，抗渗性是一个关键指标，直接关系到结构的安全性和耐久性。
当混凝土结构没有足够的抗渗性时，会导致水分渗入混凝土中，从而引起腐蚀、开裂等问题。
提高混凝土的抗渗性可以采用多种方式，如调整配合比、加强混凝土的致密性、使用防水剂等。
此外，施工过程中的注意事项和细节处理也会对抗渗性产生重要影响。
四、抗震性抗震性是指混凝土在地震力作用下的抵抗能力。
混凝土作为一种结构材料，其抗震性能直接关系到建筑结构的安全性和稳定性。
在地震波的作用下，如果混凝土结构的抗震能力不足，会引发严重的破坏和倒塌。
为了提高混凝土结构的抗震性，一方面可以通过增加混凝土的强度和刚度来改善结构的整体抗震性能；另一方面也可以采用一些增强措施，如增设钢筋骨架、加固关键部位等，使混凝土结构具备更好的抗震能力。
混凝土结构设计原理 第八章
第八章 受扭构件
2）部分超筋破坏（纵筋或箍筋过多）
3）完全超筋破坏（纵筋和箍筋均过多）
4）少筋破坏（纵筋和箍筋均太少）
第八章 受扭构件
1）适筋破坏（纵筋和箍筋合适） ①开裂前受扭钢筋混凝土构件 呈弹性特征。 ②随着扭矩增大，构件表面相
继出现多条大体连续或不连续
的与构件纵轴线成某一交角的 螺旋形裂缝，开裂后扭转角明 显增大，扭转刚度明显降低。
第八章 受扭构件
8.3 复合受扭构件承载力计算
在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，各项承载力是相互 关联的，其相互影响十分复杂。 为了简化，《混凝土结构设计规范》偏于安全地将受弯 所需的纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加，而对剪 扭作用为避免混凝土部分的抗力被重复利用，考虑混凝土 项的相关作用，钢筋的贡献不考虑相关性，采用简单叠加 方法。
（1）协调扭转的概念 在超静定结构，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产 生的，不能仅由静力平衡条件求得，还应根据变形协调条 件来决定。 扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关，且会产生内力重 分布。（扭矩大小与构件受力阶段的刚度比有关，不是定 值，需要考虑内力重分布进行扭矩计算）。 协调扭转通过受扭构造要求保证。
置过少。扭转裂缝一经出现，构件即告破坏，极限扭矩和 开裂扭矩非常接近,属脆性破坏（受扭承载力取决于混凝土 的抗拉强度）。工程设计时应避免出现这种情况。
第八章 受扭构件
第八章 受扭构件
8.2.2 纯扭构件的开裂扭矩
一、矩形截面纯扭构件
纯扭构件开裂前受扭钢筋的应力很小，因此在研究开裂扭
矩时，可忽略钢筋的影响，视为与素混凝土纯扭构件相似。 （1）按塑性理论计算 假定混凝土为理想塑性材料，开裂时， 截面上各点应力均达到 ft 45o
混凝土结构中的受扭构件
第八章 受扭构件
8.2 纯扭构件的开裂扭矩
一、开裂前后的受力性能 1、开裂前，钢筋混凝土纯扭构件的受力与弹性扭转理 论基本吻合； 2、开裂前，受扭钢筋的应力很低，可忽略钢筋的影响； 3、开裂前，矩形截面受扭构件截面上的剪应力分布见 下页图，最大剪应力tmax发生在截面长边中点； 4、（开裂前，主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成 螺旋型，且构件侧面的主拉应力和主压应力相等；） 5、当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，在构件的某个 薄弱部位形成裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延伸； 6、对于素混凝土构件，开裂会迅速导致构件破坏，破 坏面呈一空间扭曲曲面。
第八章 受扭构件
第八章 受扭构件
8.1 概 述 一、受扭构件的概念
截面上有扭矩作用，且扭矩值不可忽略的构件。
二、受扭构件的分类（按引起扭转的原因分类）
平衡扭转和协调扭转（亦称约束扭转）
8.1 概 述
第八章 受扭构件
1、平衡扭转
（1）平衡扭转的概念
构件中的扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出。 该类扭转称平衡扭转。
h
b
hw
（2）Wtw、 W’tf、 Wtf的计算
hf
bf
b Wtw (3h b) Wtf (b f b) 6 2
2
h2 f
Wtf
hf 2 2
(bf b)
▲翼缘宽度应满足bf' ≤b+6hf' 及bf ≤b+6hf的条件，且hw/b≤6。
8.2 开裂扭距
第八章 受扭构件
f yv Ast1 Tu 0.35 1.2 z Acor ftWt sf tWt
f yv Ast1
z
f yv Ast1 sf tWt
混凝土结构的使用性能
桥梁和隧道
混凝土结构在桥梁和隧道中 承载大荷载和提供长期使用 的可靠性。
混凝土结构的优势
1 强度和稳定性
混凝土结构具有出色的抗 压强度和稳定性，适用于 各种气候条件和环境。
2 耐久性
混凝土结构能够承受长期 使用和外部自然因素的侵 蚀，保持建筑物的稳定性 和功能。
3 隔音和隔热
混凝土结构具有良好的隔 音和隔热性能，能够提供 舒适的室内环境。
混凝土结构的性能指标
指标 强度 耐久性 隔音效果
描述 混凝土结构的抗压和抗拉强度。 混凝土结构的抵抗风化、侵蚀和受力的能力。 混凝土结构的隔音性能，衡量建筑内外声音的传 递。
混凝土结构的材料特性
水泥
作为混凝土的主要成 分之一，水泥负责混 凝土的硬化和固化过 程。
骨料
骨料是混凝土的骨架 部分，提供强度和稳 定性。
掺合料
掺合料可以改善混凝 土的性能，如增加耐 久性和减少热裂缝。
水
水是混凝土成型过程 中的活性剂，使混凝 土形成可塑性。
混凝土结构的维护和保护
1
定期检查
定期检查混凝土结构的表面和内部，发现并修复可能的损坏。
2
防水处理
对混凝土结构进行防水处理，防止水分渗透导致结构损坏。
3
保养措施
采取常规清洁和保养措施，延长混凝土结构的寿命。
混凝土结构的未来发展趋势
可持续性
智能化
混凝土结构将更加注重可持续性 开发，减少资源消耗和环境影响。
混凝土结构将与智பைடு நூலகம்技术结合， 实现智能建筑和城市的发展。
创新建筑
混凝土结构将不断创新，推动建 筑设计和施工技术的发展。
混凝土结构的使用性能
混凝土结构是一种广泛应用于建筑领域的结构形式，具有优异的使用性能和 多样化的应用场景。
混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
式中：
sk
——裂缝截面处纵向钢筋的拉应力
——纵向钢筋应变不均匀系数
平均裂缝宽度计算图式
c ——裂缝间混凝土自身伸长对裂缝
宽度的影响系数，为简化，一 般取0.85
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk
sk 均可按裂缝截面处力的平衡条件求得
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1
混凝土受弯构件变形计算的特点
钢筋混凝土受弯构件的M－φ关系曲线
受诸多因素影响，目前尚难以给出明确 的解析表达式。
解决办法是通过一定的理论分析与试验
研究，首先确定构件在短期荷载作用下 的刚度Bs，然后考虑长期荷载的影响， 以计算构件正常使用阶段的挠度。
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1
裂缝的出现、分布和开展
裂缝宽度影响因素
裂缝宽度指的是受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度
传递长度l
裂缝宽度
粘结强度 钢筋表面积大小 配筋率 受拉区混凝土的滑移徐变和拉应力的松弛 混凝土的收缩 钢筋直径变化
向钢筋合力点的距离 e e0 yc as
yc
—截面重心至受压或较小受拉边缘的距离
大、小偏心受拉构件钢筋应力计算图式
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
装配式混凝土构件的性能与应用
装配式混凝土构件的性能与应用随着建筑业的快速发展，装配式混凝土构件作为一种新型建筑材料越来越受到关注。
本文将从装配式混凝土构件的性能及其应用方面进行论述。
1. 装配式混凝土构件的性能装配式混凝土构件是由混凝土预制部件组成的，然后在现场通过连接方式进行拼装而成。
由于采用了工厂化生产，它具有以下性能优势：1.1 高强度和密实性装配式混凝土构件采用预制部件，在控制环境下进行浇筑和养护，因此比传统施工方式更容易得到高强度和密实性的混凝土结构。
这些优点使得装配式混凝土构件在抗震、抗风等方面具有较好的表现。
1.2 良好的质量控制由于制造工艺高度标准化，可以对每个部件进行严格的质量控制检查，确保每个构件的质量可靠。
相对于传统施工方式而言，在装配过程中出现问题的概率更低。
1.3 耐久性装配式混凝土构件通过预制部件的使用，提供了更好的耐久性。
这是因为在控制环境下的生产可以更好地保证混凝土材料的品质和工艺。
1.4 环保可持续与传统施工方法相比，装配式混凝土构件在生产过程中产生较少的废弃物，并可以进行循环再利用。
此外，其节能效果也比较明显。
2. 装配式混凝土构件的应用装配式混凝土构件已经在多个领域得到广泛应用：2.1 住宅建筑装配式混凝土构件在住宅建筑方面有着广泛应用。
通过预制部件的组合拼接，可以实现快速、高效的施工。
同时，由于使用了高强度和密实性的混凝土结构，也提供了更好的抗震和抗风能力。
2.2 商业建筑在商业建筑领域，装配式混凝土构件也被广泛采用。
其优势在于提供了更大开间和较少柱子干扰的空间布局，满足了商业建筑对开放性和灵活性的需求。
此外，通过预制部件的快速拼装，可以加快施工进度。
2.3 桥梁工程装配式混凝土构件在桥梁工程中也有广泛应用。
传统的桥梁施工方式需要现场浇筑混凝土，而装配式混凝土构件可以提前进行预制，在现场进行组装。
这样不仅加快了施工进度，同时也保证了桥梁结构的质量。
2.4 地铁、隧道等地下工程由于地铁和隧道等地下工程对安全性要求较高，因此装配式混凝土构件在该领域具有重要应用价值。
混凝土的性能
混凝土的性能混凝土的性能1. 引言混凝土是一种常用的建造材料，其性能对于建造结构的可靠性和耐久性至关重要。
本文将详细介绍混凝土的各种性能特点，包括强度、抗裂性能、耐久性等。
通过对这些性能的了解，可以为混凝土的设计、施工和维护提供实用的参考和指导。
2. 强度性能混凝土的强度是其最基本的性能之一。
常见的强度参数包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些强度参数直接影响混凝土结构的承载能力和抗震性能。
在混凝土设计和施工中，需要根据预期的工程要求确定相应的强度等级，并通过试验和监测来验证其强度性能。
3. 抗裂性能混凝土的抗裂性能也是一个重要的考虑因素。
混凝土在受到荷载作用时，会发生收缩和变形，如果不能充分控制这些变形，就会导致裂缝的产生。
因此，需要采取适当的措施来提高混凝土的抗裂性能，例如添加适量的纤维材料、控制混凝土的收缩和膨胀等。
4. 耐久性能混凝土的耐久性是指其在长期使用和环境作用下的性能表现。
主要考虑的因素包括抗渗透性、抗冻融性、耐化学侵蚀性等。
对于不同的使用环境，需要根据相应的要求选择和设计合适的混凝土配方和加固措施，以保证混凝土结构的长期使用性能。
5. 施工性能混凝土的施工性能对于工程的顺利进行和质量的保证也是至关重要的。
施工性能包括混凝土的流动性、可泵性、易于浇筑和抹面等特点。
在混凝土施工过程中，需要根据具体的工程要求和施工条件，选择合适的混凝土配方和施工工艺，以确保混凝土的质量和结构的稳定性。
6. 其他性能除了上述提到的性能外，混凝土还具有一些其他特点，例如隔热性能、隔音性能、防火性能等。
这些性能因素在特定的工程项目中可能会被考虑和要求。
7. 附件本文档所涉及的附件如下：- 测试报告：详细记录了混凝土强度和抗裂性能的试验结果。
- 图表：展示了混凝土的性能指标和相关数据。
8. 法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及相应的注释如下：- 抗压强度：指混凝土在受到压力作用时的反抗能力。
- 抗拉强度：指混凝土在受到拉力作用时的反抗能力。
混凝土的性能和应用
混凝土的性能和应用普通混凝土一般是由水泥、砂、石和水所组成。
1.混凝土组成材料的技术要求（1）水泥：水泥强度等级的选择一般以水泥强度等级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍为宜。
（2）细骨料：级配、粗细、有害杂质与碱活性，坚固性（硫酸钠溶液检验）。
重要工程混凝土所使用的砂，还应进行碱活性检验，以确定其适用性。
——如有特殊抗渗要求的混凝土（3）粗骨料，石子，颗粒级配及最大粒径：在满足技术要求的前提下，粗骨料的最大粒径应尽量选大一些。
粗骨料的最大粒径不得超过结构截面尺寸的1/4；同时不得大于钢筋间最小间距的3/4。
对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1/3板厚的骨料，但最大粒径不得超过40mm。
对于采用泵送混凝土，碎石的最大粒径应不大于输送管径的1/3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的1/2.5。
*结合混凝土保护层、钢筋间距等概念，确定混凝土浇筑时的粗骨料粒径选择。
强度与坚固性，岩石抗压强度与混凝土强度之比不小于1.5；有害杂质和针、片状颗粒：骨料中的有害物有泥块、淤泥、细宵。
硫酸盐、硫化物和有机物等。
严禁混入煅烧过的白云石或石灰石块。
重要工程混凝土所使用的碎石或卵石，还应进行碱活性检验，以确定其适用性——抗渗混凝土；（4）水：凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。
污水、pH值小于4的酸性水、含硫酸盐超过1%的水不得使用。
海水不宜用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。
无水源的情况下，海水仅作为素混凝土用，不宜用于装饰混凝土。
（5）外加剂：掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）。
各类具有室内使用功能的混凝土外加剂中释放的氨量必须≤0.10%（质量分数）。
膨胀剂氧化镁含量不大于5%；（6）掺合料：粉煤灰细度、需水量比和烧失量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，其中Ⅰ级品质量最好。
2.混凝土的技术性能和质量要求（1）混凝土拌合物的和易性：包括流动性、黏聚性和保水性。
影响和易性的主要因素有单位体积用水量、砂率、组成材料性质、时间和温度等。
混凝土的性能及应用
混凝土的性能及应用混凝土是一种常见且广泛应用的建筑材料，其优异的性能使其成为现代建筑中不可或缺的一部分。
本文将详细探讨混凝土的性能及其在建筑领域中的应用。
一、混凝土的基本性能1. 强度和耐久性混凝土的强度是一个重要指标，其能够承受外部荷载并保持结构的稳定性。
混凝土中的水泥和骨料在水化反应过程中形成坚实的胶凝体，使其具有出色的抗压强度。
同时，混凝土还具有良好的耐久性，能够抵抗恶劣的环境条件和化学物质的侵蚀。
2. 可塑性和可浇性混凝土具有良好的可塑性，可以通过振捣等方式将其灌注到各种形状的模具中。
这使得混凝土能够适应各种建筑需求，创造出复杂且独特的结构。
同时，由于混凝土的流动性，它能够灌注到较窄的空间和复杂的结构形状中，以实现结构的完整性和连续性。
3. 稳定性和耐火性混凝土是一种具有良好稳定性的材料，能够抵抗结构荷载和环境振动的影响。
此外，混凝土还具有很高的耐火性，即使在高温下也能够保持结构的完整性和稳定性，这在火灾事故发生时至关重要。
二、混凝土的应用1. 建筑结构混凝土在建筑结构中的应用是最广泛的。
它可以用于建造楼板、墙体、柱子和基础等各种建筑构件。
混凝土结构坚固耐用，能够承受大气荷载和地震荷载等外部力的作用，保证建筑的稳定性和安全性。
2. 基础设施建设混凝土也是基础设施建设中不可或缺的材料。
例如，桥梁、隧道、堤坝等大型工程都常常使用混凝土作为主要构建材料。
混凝土能够承受大的水流、冲击和地质变化等力量，在保证项目的长期可靠性和安全性方面都发挥了重要作用。
3. 装饰和室内设计混凝土的天然质感和均匀的颜色使其成为室内设计中的流行元素之一。
混凝土可以用于制作地板、墙壁和家具等装饰材料，为室内空间增添独特的美感。
此外，混凝土还可以磨光、刻画纹理或进行染色等处理，赋予它更多的设计可能性。
4. 环保建筑混凝土是一种环保建筑材料，其生产过程中对环境的影响较小。
与其他材料相比，混凝土具有较低的能源消耗和排放量。
此外，混凝土能够吸收和储存二氧化碳，减少大气中的温室气体含量，对气候变化的影响更为有限。
钢筋混凝土构件的适用性与耐久性课件
抗腐蚀性能与耐久性
钢筋混凝土构件具有较强的抗腐蚀性能，能够抵御各种环境 因素的侵蚀，保证结构的长期使用。
钢筋混凝土构件具有良好的耐久性，能够长期保持其性能和 外观，延长结构的使用寿命。
03 钢筋混凝土构件的耐久性
影响耐久性的因素
耐久性。
提高耐久性的措施
合理设计
优化结构设计，完善构 造措施，提高构件的耐
久性。
选用优质材料
选用优质的水泥、骨料 和添加剂等材料，提高
混凝土的耐久性。
控制施工质量
加强施工质量控制，确 保施工质量符合要求。
定期维护
定期对钢筋混凝土构件 进行检查和维护，及时 发现并处理问题，提高
其耐久性。
04 钢筋混凝土构件的设计与 优化
施工方便
钢筋混凝土构件的施工相 对方便，且易于维修和加 固。
钢筋混凝土构件的应用领域
桥梁工程
在桥梁工程中，钢筋混凝 土梁和桥墩等结构形式得 到了广泛应用。
建筑工程
在建筑工程中，钢筋混凝 土结构广泛应用于住宅、 办公楼等建筑物的梁、板 、柱等部位。
水利工程
在水利工程中，钢筋混凝 土结构常被用于大坝、水 闸等水工建筑物的结构形 式。
修复材料
选择性能良好的修复材料，如环氧 树脂、聚合物砂浆等。
加固方法与案例分析
加固方法
根据构件的损伤程度和承载要求 ，选择合适的加固方法，如粘贴 钢板、碳纤维加固等。
案例分析
对典型加固案例进行详细分析， 包括加固方案、施工工艺、效果 评估等。
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日常维护与保养
定期检查
防水与防潮
混凝土结构的使用性能
12
二、构件的裂缝控制
3. 正截面抗裂度验算（以GB 50010为例）
允许出现裂缝（三级）
允许出现裂缝，但应限制其宽度，见教材表11-2
13
二、构件的裂缝控制
3. 正截面抗裂度验算（以GB 50010为例）
允许出现裂缝（三级）
混凝土结 构环境类 别详见教 材表11-1
n
光圆，取0.7；变 形，取1.0
te<0.01时，取te=0.01
c<20时，取c=20；c>65时，取c=65
28
四、裂缝宽度的实用计算方法
1. 半理论半经验的方法
平均裂缝宽度
按荷载准永久组合计算的钢 筋混凝土构件纵向受拉钢筋 应力或按荷载标准组合计算 的预应力混凝土构件纵向受 拉钢筋应力
wmkwklEss (1.9c0.08detqe)
混凝土的主压应力
一级 二级
σcp≤0.60fck
17
二、构件的裂缝控制
4. 受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB 50010为例）
先张法应考虑 传递长度内的 实际应力分布
pe
ltr
ltr
18
三、横向受力裂缝宽度的计算
1. 粘结滑移理论
以轴心受拉为例
*基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝 土退出工作，钢筋和混凝土之间发生 滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置
严格要求不出现裂缝（一级） n SSGkSQ1k S ci Qik i2
荷载效应标准组合下（短期效应）混凝土中不产生拉应力
ck pcII 0
ck
Nk A0
,ck
Mk W0
11
二、构件的裂缝控制
3. 正截面抗裂度验算（以GB 50010为例）
第八章 构件受冲切和局部受压性能
45º
V=uA 45º0.7V=0.7ftA
Am b 2h0
2
h0/2
h0
二、无抗冲切钢筋板的冲切性能
1. 抗冲切承载力
Flu 0.7 f t um h0
距冲切荷载边界 h0/2处的周长
Flu
45º
V=uA 45º0.7V=0.7ftA
b b 2h0 um 4 2
一、冲切的基本概念
冲切和剪切的差别
冲切破坏验算不满足的话，所采取的措施可 以增加板厚，或增大受冲切的面积（如增大 荷载作用面积），或配置必要的腹筋。
剪切破坏验算不满足的话，需加高梁、柱断 面，或增大腹筋面积（或减小间距等）。
二、无抗冲切钢筋板的冲切性能
1. 冲切力
Fl qA qAm
距冲切荷载边界 h0处的面积
五、混凝土构件局部受压
其破坏形态主要有三种： 2.一开裂即破坏
当试件截面面积与局部承压面积相差悬殊（一般在9<A/Al<36）， 试件一开裂就破坏，破坏很突然，裂缝从上向下发展。裂缝宽度上宽 下小。
五、混凝土构件局部受压
其破坏形态主要有三种： 3.混凝土上、下陷
试件的截面面积与局部承压面积相比很大（一般A/Al＞36）时，在 试件整体破坏前，局部承压面下的混凝土先局部下陷，沿局部承压面 四周的混凝土出现剪切破坏，但此时外围混凝土尚未劈裂，荷载还可 继续增加，直至外围混凝土被劈成数块而最终破坏。
spc sp
ª ß Â ì ý Á Ö ¿ Ð ¹ Ê â Ã ¾ Ï » Ä Í ¾ ² ³ Ñ Î Ì
五、防止局压破坏的措施
(2)配置间接钢筋。 在局部压力作用下，局部受压区段，产生横向拉应力，当拉 应力超过混凝土抗拉强度时，出现纵向裂缝，裂缝一旦出现， “套筒”作用大大减小。为了限制纵向裂缝的出现和展开， 增加“套筒”作用，在局部受压区段内可配置间接钢筋。
《水工钢筋混凝土结构》课件——8章 水工钢筋混凝土课件
tmax=ft /Ec
s=sES
计算钢筋应力、很小？
= tmaxEs = ft Es / Ec = E ft
E = s/ ft
弹模比：E =Es / Ec
§8-1 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
1.2 截面换算 混凝土即将开裂时，钢筋的总力由混凝土承担——
所需混凝土的面积为A 即： s0
验算内容包括：
抗裂验算：承受水压的轴拉、小偏拉构件发生
裂缝后引起严重渗漏构件。
裂缝宽度验算：一般钢筋砼构件。容许裂缝宽度
变形验算： 严格限制变形的构件
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
§8-1 抗裂验算
1. 轴心受拉构件
1.1 分析
钢筋与混凝土变形协调，即将开裂时——前提
混凝土： 钢筋：
c=ft ； t=tmax
§8-1 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
§8-2 裂缝开展宽度的验算
1. 裂缝的成因 砼结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。
主拉应力达到砼抗拉强度时，不立即产生裂缝； 当拉应变达到极限拉应变tu 时才出现裂缝。 裂缝可分为 荷载和非荷载因素引起的两类 。 外荷载因素 力 非荷载因素 温度变化、砼收缩、基础不均匀沉 降、塑性坍落、冰冻、钢筋锈蚀及碱一骨料化学 反应等都能引起裂缝。 1.1 荷载作用引起的裂缝（对策：合理配筋，控制钢筋应力） ）
❖大体积砼，内部温度大，外周温度
低，内外温差大，引起温度裂缝。
❖减小温度差：分层分块浇筑，采用
低热水泥，埋置块石，预冷骨料，预 埋冷却水管等。
§8-2 裂缝开展宽度的验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
2) 砼收缩引起的裂缝 砼在空气中结硬产生收缩变形，产生收缩裂缝。
第八章 混土构件的使用性能及结构的耐久性
第八章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性本章的意义和内容：通过本章的学习了解结构构件正常使用极限状态及耐久性方面的设计要求。
了解钢筋混凝土结构构件裂缝控制的两个基本问题：根据结构构件的耐久性确定最大裂缝宽度允许值；裂缝的宽度计算。
了解裂缝出现的原因，裂缝开展的过程及影响裂缝宽度的主要原因，掌握裂缝宽度的计算方法及控制裂缝宽度的主要措施。
了解结构构件挠度的计算方法。
了解为保证结构的耐久性所采取的技术措施和构造要求。
本章习题内容主要涉及：有关裂缝的形成及其影响，裂缝宽度的计算。
确定构件纯弯段的平均刚度，根据最小刚度原则计算构件的挠度。
为保证结构的耐久性所采取的技术措施和构造要求。
一、概念题（一）填空题1．混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值，荷载采用标准值、准永久值。
2．是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3．平均裂缝宽度计算公式中，σsk是指，其值是按荷载效应的组合计算的。
4．钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而，随纵筋配筋率增大而。
5．钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按截面处的最小刚度进行计算。
6．裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指之比，反映了裂缝间参与工作的程度。
7．结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的和不应超过规定的限值。
8．结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足的要求。
9．混凝土结构应根据和进行耐久性设计。
10．在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与几乎成正比。
11．钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按和确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值。
12．平均裂缝间距与、、及有关。
13. 轴心受拉构件的平均裂缝宽度为范围内之差。
14．最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的以及的影响。
（二）选择题1．减少钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，首先应考虑的措施是[ ]。
建筑工程-混凝土的性能和应用
建筑工程-混凝土的性能和应用一、混凝土组成材料的技术要求（一）水泥水泥强度等级：一般以水泥强度等级为混凝土的强度等级的1.5~2.0倍；对于高强度等级混凝土可取0.9～1.5倍。
用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土时，会使水泥用量过大，不经济，而且还会影响混凝土的其他技术性质。
用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，会使水泥用量偏少，影响和易性及密实度，导致该混凝土耐久性差，故必须这么做时应掺入一定数量的混合材料。
（二）细骨料在相同质量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。
在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂粒之间的空隙需要由水泥浆填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，应尽量减少砂的总表面积和砂粒间的空隙，即选用级配良好的粗砂或中砂比较好。
砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。
用细度模数表示砂的粗细程度。
细度模数愈大，表示砂愈粗。
在选择混凝土用砂时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。
配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。
（三）粗骨料在钢筋混凝土结构工程中，粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4，同时不得大于钢筋间最小净距的3／4。
对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1／3板厚的骨料，但最大粒径不得超过40mm。
对于采用泵送的混凝土，碎石的最大粒径应不大于输送管径的1／3，卵石的最大粒径应不大于输送管径的1／2.5。
（四）水混凝土拌合用水的水质检验项目包括pH值、不溶物、可溶物、Cl-、碱含量（采用碱活性骨料时检验）。
混凝土拌合用水不应漂浮明显的油脂和泡沫，不应有明显的颜色和异味；混凝土企业设备洗刷水不宜用于预应力混凝土、装饰混凝土、加气混凝土和暴露于腐蚀环境的混凝土，不得用于使用碱活性或潜在碱活性骨料的混凝土。
未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。
在无法获得水源的情况下，海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。
（五）外加剂外加剂是在混凝土拌合前或拌合时掺入，掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外），并能按要求改善混凝土性能的物质。