同濟(jì)大學(xué)考博高等混凝土知識(shí)點(diǎn)總結(jié)解析

1、高等鋼筋混凝土理論 第一章鋼筋的物理力學(xué)性能1鋼筋單向拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)的金相學(xué)解釋。OA彈性變形：金屬內(nèi)部原子間距改變。取決于晶體陣 上原子間的相互作用力。塑性變形：沿某些結(jié)晶面，施加的剪應(yīng)力超過(guò)晶體臨界 切應(yīng)力，金屬晶體沿結(jié)晶面發(fā)生滑移。實(shí)際，晶體臨界 切應(yīng)力遠(yuǎn)小于理論值，原因：晶體中缺陷 一一位錯(cuò)：金 屬晶體中原子排列并非十分整齊，塑性變形時(shí)，滑移面 不是整排原子一起移動(dòng)，而是位錯(cuò)移動(dòng)造成晶面間相對(duì) 滑動(dòng)。B屈服上限：鋼中雜質(zhì)原子或離子處于位錯(cuò)中心，起釘扎”作用，增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，宏觀形成上限”B'屈服下限：位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)后，雜質(zhì)原子滯后，位錯(cuò)脫錨，發(fā)生低應(yīng)力下滑動(dòng)。CD強(qiáng)化階段：晶面

2、滑移時(shí)，晶粒變形、位錯(cuò)繁殖。位錯(cuò)密度大量增加，發(fā)生交割，加大運(yùn)動(dòng) 阻力，出現(xiàn)強(qiáng)化現(xiàn)象。D點(diǎn)為鋼筋的極限強(qiáng)度。2. 鋼筋經(jīng)冷拉和冷拔后物理力學(xué)性能有何改變？（1）冷拉：在常溫下將鋼筋拉過(guò)屈服強(qiáng)度、至強(qiáng)化階段的某一應(yīng)力水平。（下圖左）冷拉后，鋼材產(chǎn)生形變強(qiáng)化，抗拉 屈服強(qiáng)度提高，延伸率下降，冷拉后 的性能與以下因素有關(guān)：1）屈服強(qiáng)度提高程度與鋼筋強(qiáng)度有 關(guān)；2）屈服點(diǎn)隨時(shí)效時(shí)間增加，鋼種級(jí)別 越高，變化越??；3）鋼筋強(qiáng)度高時(shí)，達(dá)控制冷拉應(yīng)力，所需冷拉率小，冷拉率大將影響冷拉后的延伸率;4）冷拉后由靜力法測(cè)得的彈性模量下降，經(jīng)人工時(shí)效幾乎恢復(fù)原值。（2）冷拔：將鋼筋拉過(guò)比其直徑小的硬質(zhì)合金模，使受側(cè)

3、壓力，截面積減小，長(zhǎng)度增加。 （上圖右）1、隨冷拔拉力和橫向擠壓力的增加，鋼筋強(qiáng)度提高，延伸率急劇下降。2、 截面壓縮率小于20-30%，主要是位錯(cuò)密度增加提高鋼筋強(qiáng)度；大于 50%，不僅晶粒 滑移，而且滑移面轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生各向異性，二者使抗拉、壓強(qiáng)度提高。3、除原材料強(qiáng)度外，冷拔后截面總壓縮率大，強(qiáng)度高，延伸率降低；總壓縮率相同時(shí)， 冷拔次數(shù)對(duì)鋼絲強(qiáng)度影響不大，但延伸率隨冷拔次數(shù)增加而減小。3. 鋼筋的徐變與松弛及其影響因素。徐變：在高應(yīng)力下，鋼筋應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)。屬于塑性變形。松弛：鋼筋受力后，長(zhǎng)度保持不變，應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低。應(yīng)力解除后，松弛可恢復(fù)。 影響因素：1、鋼筋的松弛發(fā)展較混凝土快得

4、多，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)松弛率逐漸減小，如用 時(shí)間為對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)，基本為一直線(xiàn)關(guān)系。2、松弛損失與鋼筋初張拉應(yīng)力大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力值低時(shí)，應(yīng)力松弛損失值小。3、松弛是隨溫度增加而增加的。4、鋼種有關(guān)： 般冷拉熱軋鋼筋 冷拔鋼絲鋼絞線(xiàn)。為了減少鋼材的松弛損失，可采用的措施有：超張拉或選用低松弛高強(qiáng)鋼筋、鋼絲和 鋼絞線(xiàn)（經(jīng)過(guò)應(yīng)力消除或?qū)ｉT(mén)“穩(wěn)定”處理得到低松弛的高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線(xiàn)）4. 鋼筋的應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕：鋼筋在電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力復(fù)合作用下導(dǎo)致斷裂。首先是拉應(yīng)力造成的應(yīng)變破壞 了材料表面的純化膜，新鮮表面與介質(zhì)接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕，形成腐蝕坑，產(chǎn)生了裂紋源。 在裂紋源處出現(xiàn)三向拉應(yīng)力集中地區(qū)，介質(zhì)中電

5、化學(xué)反應(yīng)形成的有害元素（如氫）可吸附在 材料表面，擴(kuò)散到三向應(yīng)力區(qū)，造成裂紋尖端部位材料性能的脆化，引起裂紋擴(kuò)展，最后導(dǎo) 致斷裂條件：有一定腐蝕介質(zhì)，荷載，一定的材質(zhì)條件。影響因素：1、鋼筋強(qiáng)度：強(qiáng)度越高，應(yīng)力腐蝕的敏感性越強(qiáng)。2、預(yù)應(yīng)力值越大，應(yīng)力腐 蝕的敏感性越強(qiáng)。3、鋼筋外形和鋼種4、鋼筋的組織狀態(tài)。5. 鋼筋的疲勞斷裂。1）定義：鋼筋在外力循環(huán)作用下，由于內(nèi)部缺陷導(dǎo)致疲勞斷裂。2）如何發(fā)生：1、疲勞斷裂過(guò)程：反復(fù)荷載作用下，鋼筋內(nèi)部質(zhì)量薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中 一一 個(gè)別點(diǎn)首先出現(xiàn)塑性變形，久之形成微裂紋一一2、裂紋增加、連接、發(fā)展，形成裂縫一一3、 截面削弱，應(yīng)力集中急速加劇，超過(guò)晶體結(jié)合

6、力，發(fā)生斷裂。3）影響因素：影響鋼筋疲勞的原因應(yīng)力幅度、最小應(yīng)力值大小、鋼筋外表面幾何尺 寸、鋼筋直徑、鋼筋強(qiáng)度、其他一些因素。（分?jǐn)?shù)多要展開(kāi)如下）1） 應(yīng)力幅值：應(yīng)力幅值為一次循環(huán)應(yīng)力中最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差。鋼筋壓應(yīng)力的循環(huán)一般不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，而在拉應(yīng)力循環(huán)或拉壓應(yīng)力循環(huán)才會(huì)發(fā)生疲勞破壞；其他影響因素均不變，在有限疲勞壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度與循環(huán)次數(shù)成斜線(xiàn)關(guān)系，在長(zhǎng)壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度的影響很小，形成logN的平等線(xiàn)。2）最小應(yīng)力值大?。涸黾恿俗钚?yīng)力值，在有限壽命疲勞區(qū)域和長(zhǎng)壽命區(qū)都降低了鋼筋的疲 勞強(qiáng)度。但當(dāng)最小應(yīng)力值為壓應(yīng)力時(shí)，可增加疲勞強(qiáng)度。3）鋼筋外表面幾何尺寸：變形鋼筋能增強(qiáng)鋼筋與

7、混凝土之間的粘結(jié)力， 但在循環(huán)荷載作用下， 在鼓出的肋與鋼筋表面接交處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象， 這是產(chǎn)生鋼筋疲勞裂縫的一個(gè)很重要原 因。4）鋼筋直徑：隨著鋼筋直徑的增大，降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。5）鋼筋強(qiáng)度：在有限疲勞壽命區(qū)，隨著鋼筋強(qiáng)度等級(jí)的增加，增加了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。6）其他一些影響因素：焊接質(zhì)量如焊縫表面粗糙度，氣泡，焊接燒傷等都會(huì)形成應(yīng)力集中，因而降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度；含炭量愈高的鋼筋，由于降低了延性，焊接對(duì)鋼筋的敏感性也愈高；鋼筋彎起處將發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。6. 包興格效應(yīng)及其工程意義。鋼筋經(jīng)拉伸（或壓縮）超過(guò)彈性變形后，其反向加載下的彈性極限顯著下降，荷載超 過(guò)彈性極限越多，反向受力時(shí)的彈性

8、極限降低越多。此現(xiàn)象即包興格效應(yīng)”。工程意義：1、鋼材的抗壓條件流限隨冷拉率的增加而降低，當(dāng)冷拉率超過(guò)3%比例極限時(shí)，條件流限降低程度的增加不太明顯。2、鋼材冷拉經(jīng)時(shí)效后，則抗壓條件流限有明顯的 提高，而冷軋、冷扭鋼筋的包興格效應(yīng)不明顯。影響因素：1、鋼材的原始的性能的影響。2、不同類(lèi)型鋼材晶粒的大小。3、退火、回火4、 加載速度5、加載歷史：初始加載時(shí)塑性應(yīng)力愈大，反向應(yīng)力降低愈大，循環(huán)次數(shù)愈多，軟 化影響愈小。產(chǎn)生原因：晶粒內(nèi)殘余應(yīng)力的存在，施加反向荷載時(shí)，晶體大部分提早進(jìn)入塑性狀態(tài)，發(fā)生 包興格效應(yīng)的應(yīng)力軟化現(xiàn)象。2- 1混凝土中裂縫的形成和發(fā)展（可以分為幾個(gè)階段）。原始微裂縫階段：加載

9、前，由于水泥漿硬化干縮、水分蒸發(fā)等原因，在混凝土內(nèi)部形 成主要分布于較大粗骨料與砂漿界面上的原始微裂縫（粘結(jié)裂縫）。（圖1）穩(wěn)定裂縫產(chǎn)生階段：?jiǎn)屋S壓應(yīng)力不超過(guò) 30%-50%極限抗壓強(qiáng)度，原始裂縫擴(kuò)展并產(chǎn)生 新的粘結(jié)裂縫，但裂縫處于相對(duì)獨(dú)立的發(fā)展階段，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系基本為彈性。（圖2）穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段：繼續(xù)加載，但不超過(guò)臨界應(yīng)力（70%-90%極限抗壓強(qiáng)度），粘結(jié)裂 縫向砂漿內(nèi)延伸，并在砂漿內(nèi)產(chǎn)生新裂縫，應(yīng)力 一應(yīng)變關(guān)系明顯非線(xiàn)性；若停止加載，裂 縫擴(kuò)展停止。（圖3）非穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段：荷載超過(guò)臨界應(yīng)力，出現(xiàn)大量砂漿裂縫、并急劇發(fā)展，與向砂 漿內(nèi)延伸的粘結(jié)裂縫連接貫通，出現(xiàn)不穩(wěn)定裂縫，荷載不變

10、，裂縫自行擴(kuò)展。（圖4）2- 2.混凝土單軸受壓應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系及主要影響因素。（包括混凝土強(qiáng)度的影響因素）國(guó)S-5B恨甚七的炭蟹直力-應(yīng)狂全曲（A：比例極限：0.305c p； B:臨界點(diǎn)（T b=0.8c p；C:峰值；D:收 斂點(diǎn)（1）混凝土在荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，開(kāi)始為直線(xiàn)變化，然后逐漸偏離直線(xiàn)，轉(zhuǎn)變成 為曲線(xiàn)形變化，至應(yīng)力達(dá)到最大值的極限強(qiáng)度而破壞。 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)有上升段和下降段。上升段（如圖OABC段曲線(xiàn)）:除有明顯收縮史的混凝土試件外，在荷載開(kāi)始作用下，應(yīng)力 應(yīng)變曲線(xiàn)會(huì)呈現(xiàn)上凹段外，盡管荷載前混凝土內(nèi)存在局部微裂縫，只要混凝土處于“穩(wěn)定 斷裂傳播的開(kāi)始（OSFP）”值以

11、下時(shí)，混凝土仍基本處于彈性工作階段，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為直線(xiàn)， 如上圖內(nèi)OA線(xiàn)所示。A點(diǎn)約為峰值應(yīng)力的3050%。當(dāng)混凝土應(yīng)力進(jìn)入“穩(wěn)定裂縫傳播”階 段后，由于裂縫不斷傳播發(fā)展，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系逐漸偏離直線(xiàn)，如圖 AB曲線(xiàn)所示。當(dāng)混凝土 應(yīng)力進(jìn)入“非穩(wěn)定裂縫傳播”階段以后，由于砂漿裂縫大量出現(xiàn)，粘結(jié)裂縫向砂漿內(nèi)傳播延 伸，成為可自行傳播開(kāi)裂的不穩(wěn)定狀態(tài)，有些砂漿裂縫和粘結(jié)裂縫彼此連通，至最大應(yīng)力C點(diǎn)時(shí)，混凝土內(nèi)會(huì)形成若干通縫如圖所示，能量消失增大。下降段（如圖CDE段曲線(xiàn)）：下降段是混凝士在到達(dá)峰值壓力后，裂縫繼續(xù)開(kāi)展、傳播、 發(fā)展引起應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系變化曲反映。在到達(dá)峰值應(yīng)力以后，裂縫繼續(xù)迅速傳播發(fā)

12、展，而且 由于堅(jiān)硬骨料顆粒的存在，沿裂縫面上產(chǎn)生剪摩滑移，同時(shí)并出現(xiàn)新裂縫、試件仍能支撐一 定的荷載。（2）應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系影響因素：混凝土材料的品種、配合比和齡期等是重要的影響因素；有試驗(yàn)表明，水泥標(biāo)號(hào)、用量 和水灰比以及粗骨料的性質(zhì)、含量配合比和粒徑大小等對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，特別是下降段的變 化，都有不同的影響。（3）影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素：組成材料品種性質(zhì)的影響；組成材料配合比的影響（包 括水灰比、空氣含量、水泥用量、骨料最大尺寸）：混凝土齡期的影響；試驗(yàn)方法的影響（包括試件形狀和大小尺寸、加載速度）：施工養(yǎng)護(hù)條件的影響2- 3.混凝十復(fù)雜受力下強(qiáng)度的變化規(guī)律（1）雙軸受壓：破壞強(qiáng)度與二軸

13、主應(yīng)力比值有關(guān)，混凝土強(qiáng)度雖可提高，但提高的程度有 限，一般只能比單軸受壓強(qiáng)度提高 10%20%，最多也只有30%左右。一軸受拉、一軸受壓：破壞時(shí)強(qiáng)度的變化與混凝土標(biāo)號(hào)或混凝土單軸抗拉強(qiáng)度的相對(duì) 比值有關(guān)Rl/t，混凝土抗壓強(qiáng)度增加或 Rl/ T值減少時(shí)，相對(duì)的破壞強(qiáng)度即隨之減少。雙軸同時(shí)受拉：無(wú)論二軸主應(yīng)力比值如何，都大致和單軸抗拉強(qiáng)度相等。（2）三軸受壓：試件破壞時(shí)的實(shí)際最大主壓應(yīng)力軸強(qiáng)度，要比雙軸受壓的相應(yīng)強(qiáng)度要高， 均隨值03的增加而增大。三軸不等號(hào)受力：試件破壞時(shí)，受壓軸能承受的主壓力值，隨受拉主拉應(yīng)力的增加而 降低。三軸同時(shí)受拉：混凝土的破壞強(qiáng)度均小于或等于其單軸抗拉強(qiáng)度。（3）同

14、時(shí)受剪壓或剪拉：見(jiàn)下圖 截面同時(shí)受扭和受壓或受拉：二0 :單軸抗壓強(qiáng)度受壓破壞時(shí)正應(yīng)力與2剪應(yīng)力的關(guān)系是：= fa +bQ/%f受拉：（E/%t 2 +9l/Rl f =1St：純扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力 截面同時(shí)受剪和受壓，相應(yīng)也有經(jīng)驗(yàn)關(guān)系公式在復(fù)雜受力條件下混凝土的強(qiáng)度與變形規(guī)律，尚須進(jìn)行更多的試驗(yàn)研究和理論討論。2- 4 混凝土局部承壓強(qiáng)度及其工作機(jī)理。局部承壓的混凝土，因?yàn)槭苤車(chē)炷恋募s束作用，從而提高了局部承壓面積的混凝土 強(qiáng)度，該強(qiáng)度為混凝土局部承壓強(qiáng)度。在靠近局部承壓荷載下的一段塊體長(zhǎng)度內(nèi)（一般在塊 體高度范圍內(nèi)）產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力可使混凝土產(chǎn)生裂縫。當(dāng)Ad/Ac>36時(shí)

15、，試件整體破壞前，承壓板下混凝土已局部下陷，沿承壓板周邊混凝土明 顯地被剪切，外圍混凝土尚未劈裂，承載力還可增長(zhǎng)。當(dāng)9<Ad/Ac<36時(shí)，裂縫從頂面向下發(fā)展，承壓板外圍的混凝土被劈成數(shù)塊，這種破壞很 突然，屬于脆性破壞。當(dāng)Ad/Ac<9時(shí)，在試件某一側(cè)面首先由于橫向拉應(yīng)力形成裂縫，楔錐體劈裂尚未形成， 當(dāng)裂縫逐漸開(kāi)展后形成通縫而最后劈裂破壞。影響因素：（1）局部加載面積與承載試件受力面積比值。 即Ad/Ac它是最主要的因素；（2） 試件尺寸的影響，寬度與高度，即h/2b;（3）加載墊板幾何形狀和性質(zhì)，包括承壓板的尺寸和形 狀、類(lèi)型；（4）配筋率；（5）混凝土配合比和強(qiáng)度2-

16、5.反復(fù)循環(huán)荷載和重復(fù)荷載下混凝十的變形性能。H 2-70低周反宜話(huà)肺加盤(pán)的應(yīng)力-宜翌曲馥氏S 成 0圖£-75重復(fù)社攀下"關(guān)系示茁5直變£- 14 -（1）反復(fù)循環(huán)荷載作用下，混凝土的殘余變形將逐漸累積，當(dāng)荷載經(jīng)過(guò)多次反復(fù)以后,混凝土強(qiáng)度不再降低，殘余變形不再增加，應(yīng)力 -應(yīng)變形成一穩(wěn)定的滯回環(huán)。（2）重復(fù)荷載：在壓應(yīng)力低于混凝土疲勞強(qiáng)度值情況下， 卸載和隨后加載的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)都形成一封閉 的滯回環(huán)。當(dāng)重復(fù)荷載增加至某一定值 RaP后，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定，卸載和加載應(yīng)力 -應(yīng) 變曲線(xiàn)會(huì)重復(fù)成直線(xiàn)。在壓應(yīng)力較大，高于疲勞破壞強(qiáng)度 RaP時(shí)，循環(huán)重復(fù)加載-卸載的

17、應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，開(kāi)始變 化情況同低應(yīng)力一樣，但這是暫時(shí)現(xiàn)象，每次加載都會(huì)引起混凝土內(nèi)微裂縫不斷出現(xiàn)新的開(kāi) 裂和發(fā)展，加載應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)就會(huì)由凸向應(yīng)力軸轉(zhuǎn)變?yōu)榘枷驊?yīng)力軸變化，以致加載、卸載不 能再形成封閉的滯回環(huán)。隨重復(fù)荷載次數(shù)增加，混凝土內(nèi)微裂縫會(huì)繼續(xù)開(kāi)裂發(fā)展，應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)傾角不斷降低，至荷載重復(fù)到某一定次數(shù)時(shí)，混凝土試件會(huì)因嚴(yán)重開(kāi)裂或變形過(guò)大而破 壞即疲勞破壞。2-6 綜述混凝土的徐變和收縮。（1）徐變：與外荷載及時(shí)間都有關(guān)系的一種非彈性性質(zhì)變形組成：徐變由兩個(gè)部分組成，一是基本徐變或真實(shí)徐變，即在濕度平衡條件下產(chǎn)生的徐變 值，主要和常值應(yīng)力大小及時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)；一是干縮徐變，這是受力試件與

18、周?chē)h(huán)境中濕度 交換的結(jié)果，隨時(shí)間而引起的變形。它區(qū)別于收縮，主要是收縮是在混凝土不受力情況下引 起的體積變形。徐變+加荷時(shí)瞬時(shí)應(yīng)變=卸荷時(shí)瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變（瞬時(shí)彈性回復(fù)）+卸載后彈性后效（滯后彈性效應(yīng)）+殘余應(yīng)變（屈服效應(yīng)）=基本徐變（真實(shí)徐變）+干縮徐變?cè)颍涸陂L(zhǎng)期荷載作用下，混凝土凝膠體中的水分逐漸壓出，水泥石逐漸粘性流動(dòng)，微細(xì) 空隙逐漸閉合，細(xì)晶體內(nèi)部逐漸滑動(dòng)，微細(xì)裂縫逐漸發(fā)生等各種因素的綜合結(jié)果。影響因素：長(zhǎng)期荷載應(yīng)力、荷載持續(xù)時(shí)間、混凝土加載齡期、混凝土的組成成分和配合比、 養(yǎng)護(hù)條件及使用條件下的溫度與濕度、構(gòu)件體表比等。后果：徐變對(duì)結(jié)構(gòu)具有有利和有害的雙重性作用。既有利于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重

19、分布，也有利不 利于結(jié)構(gòu)的變形和預(yù)應(yīng)力的損失，在高應(yīng)力下，甚至?xí)?dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)徐變破壞現(xiàn)象。（2）收縮：是混凝土體內(nèi)水泥凝膠體中游離水分蒸發(fā)，而使本身體積縮小的一種物理化學(xué)現(xiàn) 象，它是不依賴(lài)于荷載而與時(shí)間有關(guān)的一種變形。原因：收縮大體由兩種情況引起：一種是干燥失水而引起；另一種是碳化作用引起的，通常 稱(chēng)為碳化收縮。也就是說(shuō)，收縮現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是混凝土內(nèi)水泥漿凝固硬化過(guò)程中的物理化學(xué)作 用的效果。影響因素：水泥的品種性質(zhì)及用量，骨料的物理性質(zhì)；骨料的最大粒徑，水質(zhì)和用量；澆制 的密實(shí)度；養(yǎng)護(hù)方法和齡期；使用時(shí)所在的溫濕條件，混凝土的體積與表面積之比，即構(gòu)件 的大小尺寸，和附加劑的品種性質(zhì)等。2-7 .

20、為何要建立復(fù)雜應(yīng)力下的混凝十強(qiáng)度準(zhǔn)則？試比較各種強(qiáng)度準(zhǔn)則的特點(diǎn)及話(huà)用性。1）混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則分類(lèi)：第一類(lèi)準(zhǔn)則是經(jīng)典強(qiáng)度理論及其改進(jìn)；第二類(lèi)準(zhǔn)則是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的經(jīng)驗(yàn)回歸；第三類(lèi)準(zhǔn)則是對(duì)包絡(luò)面的唯象數(shù)學(xué)描述。2） 特點(diǎn)：第一類(lèi)準(zhǔn)則的參數(shù)具有明確的物理意義，但是在高應(yīng)力區(qū)，該類(lèi)準(zhǔn)則通常過(guò)高 的估計(jì)了混凝土材料的強(qiáng)度；第二和第三類(lèi)準(zhǔn)則可以準(zhǔn)確地估計(jì)混凝土材料的強(qiáng)度但是其準(zhǔn)則參數(shù)沒(méi)有明確的物理意義。3）原因：在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)時(shí) ，混凝土的強(qiáng)度是一個(gè)很重要的參數(shù), 也是一個(gè)與許多因素有關(guān)的參數(shù)我國(guó)現(xiàn)行的許多規(guī)范中只給出混凝土在單向受力時(shí)的強(qiáng)度 指標(biāo)。但在實(shí)際工程的混凝土受力構(gòu)件中，最常遇到的

21、是復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)，而單軸受力的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)是極少的。4） 通常是采用空間坐標(biāo)的破壞曲面來(lái)描述不同受力態(tài)下混凝土的破壞情況，因此建立混 凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則實(shí)際上就是建立空間坐標(biāo)破壞曲面的規(guī)律。2-8高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和材料性能1、材料性能：耐久性、工作性、適用性、力學(xué)性能穩(wěn)定、體積穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)合理性2、配合比設(shè)計(jì)方法定義：為配制稠度、強(qiáng)度和耐久性滿(mǎn)足起碼要求的盡可能經(jīng)濟(jì)的混凝土， 而進(jìn)行選擇混凝土組成和確定各組成相對(duì)數(shù)量的方法。3、配合比設(shè)計(jì)的基本要求：使所配制的混凝土在比較經(jīng)濟(jì)的原則下具有所期望的性能：拌合 物的和易性、混凝土的強(qiáng)度和耐久性。4、配合比設(shè)計(jì)步驟：1）先計(jì)算混凝土的初步配合比；2）根據(jù)

22、經(jīng)驗(yàn)初步確定外加劑與細(xì)摻料的摻量，通過(guò)流動(dòng)性的試驗(yàn)調(diào)整，和抗裂性的對(duì)比試驗(yàn)確定基準(zhǔn)配合比；3）再經(jīng)過(guò)強(qiáng)度與耐久性試驗(yàn)調(diào)整，確定試驗(yàn)室理論配合比，最后通過(guò)含水率的換算確定施工配合比。5、配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)：合理使用各種外加劑的技術(shù)；合理使用摻合料的技術(shù)卓有成效地控 制混凝土開(kāi)裂和防裂的技術(shù)6、配合比設(shè)計(jì)的原則： 混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)原材料品質(zhì)、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、混凝土耐久以及施工工藝對(duì)工 作性的要求，通脫計(jì)算、試配、調(diào)整等步驟選定。配置的混凝土應(yīng)滿(mǎn)足施工要求、設(shè)計(jì)強(qiáng)度 和耐久性鄧質(zhì)量要求。 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮混凝土的耐久性要求，然后根據(jù)施工工藝對(duì)拌合物工 作性和強(qiáng)度要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)

23、，并通過(guò)試配、調(diào)整，確認(rèn)滿(mǎn)足使用要求后方可用于正式施工。 為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土中宜適量摻加優(yōu)質(zhì)的 粉煤灰、礦渣粉或硅灰等礦物外加劑，其摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的性能通過(guò)試驗(yàn)確定。 化學(xué)外加劑的摻量應(yīng)使混凝土達(dá)到規(guī)定的水膠比和工作度，且使用的最高摻量不應(yīng)對(duì)混凝 土性能（凝結(jié)時(shí)間、后期強(qiáng)度等）產(chǎn)生不利的影響。3- 1.壓彎構(gòu)件的試驗(yàn)研究（受彎構(gòu)件和受壓短柱、長(zhǎng)柱的試驗(yàn)情況、受力表現(xiàn)及破壞特征等）； 鋼筋對(duì)壓彎構(gòu)件強(qiáng)度和變形的影響。（1）中心受壓構(gòu)件 短柱：中心受壓短柱受荷后，試驗(yàn)中量測(cè)的界面?zhèn)€點(diǎn)的混凝土縱向應(yīng)變及縱向受壓鋼筋應(yīng) 變式基本相同的。短期荷載下，普通鋼筋混

24、凝土柱當(dāng)接近破壞荷載時(shí)出現(xiàn)與荷載方向平行縱 向裂縫，最后混凝土被壓碎崩裂。在長(zhǎng)期荷載作用下，混凝土徐變引起鋼筋和混凝土之間的 應(yīng)力重分布，縱向受壓鋼筋的配筋率過(guò)高，形成混凝土的過(guò)早受壓破壞，配筋率低將發(fā)生混 凝土的徐變破壞。 長(zhǎng)柱：研究較多的是兩端鉸接的長(zhǎng)柱。受壓長(zhǎng)柱的破壞是由于材料應(yīng)力達(dá)到極限強(qiáng)度引起 的，在荷載作用下的撓度，促進(jìn)截面材料破壞較早到來(lái)。其破壞類(lèi)型有材料破壞、附加彎矩 引起的材料破壞、失穩(wěn)破壞和側(cè)向變形過(guò)大。隨著橫向鋼筋的用量和縱向鋼筋的配筋率和鋼材強(qiáng)度的增加，構(gòu)件可以提高承載能力和變形 能力。當(dāng)配置有螺旋筋或橫向焊接鋼筋網(wǎng)片時(shí)，可以顯著提高混凝土的強(qiáng)度并增大其變形能 力。（2

25、）偏心受壓構(gòu)件隨著偏心距的大小、受拉鋼筋的強(qiáng)度和配筋率、混凝土強(qiáng)度的不同，存在不同的破壞形態(tài)， 一是受拉破壞，是由于受拉鋼筋首先達(dá)到屈服造成的破壞， 破壞時(shí)混凝土被壓碎的區(qū)段較短； 二是受壓破壞，是由于構(gòu)件受壓較大一側(cè)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫被壓碎，破壞時(shí)混凝土被壓碎 的區(qū)段較長(zhǎng)，受壓區(qū)高度較大，沒(méi)有明顯的破壞預(yù)兆，甚至出現(xiàn)突然的脆性破壞?？v向鋼筋 承受縱向壓力和由彎矩引起的拉力，決定偏心受壓構(gòu)件的承載能力。（3）受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件的變形特征和破壞形態(tài)與偏心受壓構(gòu)件類(lèi)似。當(dāng)受拉鋼筋先達(dá)到屈服，破壞時(shí)有明 顯預(yù)兆，與大偏心受壓構(gòu)件破壞相似；當(dāng)配筋率增大，鋼筋應(yīng)力變化緩慢，混凝土應(yīng)變較快 增長(zhǎng)，鋼筋與砼同

26、時(shí)達(dá)到相應(yīng)的屈服輕度，若配筋率進(jìn)一步增長(zhǎng)，將出現(xiàn)與小偏心受壓構(gòu)件 相似的破壞形態(tài)。鋼筋對(duì)該類(lèi)構(gòu)件的影響：在適筋梁的范圍內(nèi)，梁的延性隨配筋率 卩的減小而增大。只要有適當(dāng)?shù)墓拷睿芊乐故軌轰?筋的縱向壓屈，不論在任何情況下，受壓鋼筋都能提高梁的變形能力，具有較好的延性表現(xiàn)。 但是，在平衡配筋率以下設(shè)置受壓鋼筋時(shí)，雖然梁的延性有很大改善，而承載能力卻沒(méi)有什 么提高，或增長(zhǎng)有限，只有在超筋梁的情況下，受壓鋼筋才能改善梁的延性，又可提高其承 載能力。同時(shí)鋼筋的強(qiáng)度也有影響，強(qiáng)度越大，最大和最小配筋率都會(huì)減小。3- 2 構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算中基本假定的作用及適用性；如何應(yīng)用平截面假定判別壓彎構(gòu)件的 破壞形態(tài)

27、？(1) 基本假定及作用: A.符合平截面假定，截面應(yīng)力為直線(xiàn)形分布，不考慮鋼筋與混凝土 的相對(duì)滑移，可以計(jì)算截面任意點(diǎn)的應(yīng)變值；B.鋼筋與混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系為已知，認(rèn) 為正截面內(nèi)任意點(diǎn)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系完全與單軸受力的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系相同，可計(jì)算截 面各點(diǎn)值。C.不考慮混凝土收縮、徐變等時(shí)隨變形的影響，簡(jiǎn)化計(jì)算。適用性：只要應(yīng)變量測(cè)標(biāo)距具有一定長(zhǎng)度， 即不小于構(gòu)件裂縫平均間距或1012.5cm時(shí), 則實(shí)測(cè)的平均應(yīng)變值基本與平截面變形相符，而且應(yīng)變量測(cè)的標(biāo)距越長(zhǎng)，平截面假定的符合 精度越好。正截面強(qiáng)度計(jì)算中一般都假定截面內(nèi)任意點(diǎn)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系完全與單軸受 力的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系相同，

28、實(shí)際上，截面應(yīng)變梯度對(duì)應(yīng)力 -應(yīng)變關(guān)系是有影響的，具有側(cè)限作 用的橫向鋼筋對(duì)混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的影響則更為顯著，但是這些影響主要反映在應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)到達(dá)臨界應(yīng)力以后的部分。(2) 少筋梁破壞：破壞時(shí)，受拉區(qū)混凝土一開(kāi)裂受拉鋼筋應(yīng)力即達(dá)到屈服強(qiáng)度，而且可能 經(jīng)過(guò)留幅進(jìn)入硬化階段，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變小于極限壓應(yīng)變。適筋梁破壞：受拉鋼筋屈 服，經(jīng)過(guò)一段變形后，受壓區(qū)混凝土邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變。超筋梁破壞：受壓區(qū)混凝土被 壓碎達(dá)到極限壓應(yīng)變而受拉鋼筋應(yīng)力很小。大偏心受壓破壞：受拉區(qū)鋼筋先達(dá)到屈服，應(yīng) 變?cè)鲩L(zhǎng)較大而使得受壓區(qū)高度減少，撓度顯著增大，導(dǎo)致壓區(qū)混凝土被壓碎。小偏心受壓 破壞：構(gòu)件受壓較大一側(cè)

29、混凝土出現(xiàn)縱向裂縫被壓碎，受力較小的另一側(cè)鋼筋中應(yīng)力無(wú)論受 壓或受拉均未達(dá)屈服強(qiáng)度。長(zhǎng)柱失穩(wěn)破壞：在最大荷載下實(shí)測(cè)的鋼筋和混凝土的應(yīng)變都小 于材料破壞應(yīng)有的極限值。長(zhǎng)柱側(cè)向變形過(guò)大破壞：在荷載未達(dá)到最大值以前，因撓度過(guò) 大而不能再使用。3- 3 簡(jiǎn)支梁斜截面破壞的類(lèi)型和機(jī)理；箍筋對(duì)梁抗剪的作用。(1) A 剪切破壞一一縱筋未屈服：斜拉破壞m%:斜向的主拉應(yīng)力值達(dá)到和超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土開(kāi)裂而發(fā)展成為彎剪裂縫，荷載加大后其中一條裂縫急劇發(fā)展成臨界 斜裂縫把梁劈成兩半。剪壓破壞1<m<3 :臨界斜裂縫延伸到荷載作用截面時(shí)，受荷載墊板下面垂直壓應(yīng)力的約束而被限制發(fā)展到梁頂。梁內(nèi)的

30、主要內(nèi)力是通過(guò)臨界斜裂縫上方的 混凝土拱體I傳遞，還有部分內(nèi)力是通過(guò)臨界斜裂縫下方的混凝土拱體II傳遞。小拱體II承受的內(nèi)力通過(guò)銷(xiāo)栓作用和骨料咬合作用傳遞給基本拱體I。在基本拱體I的剪壓面的混凝土承受正應(yīng)力、垂直壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下達(dá)到混凝土的極限強(qiáng)度而破壞。斜壓破壞 mE :正應(yīng)力不大而剪應(yīng)力很高，梁腹中部首先出現(xiàn)斜裂縫。隨著荷載加大裂縫向下延伸到 支座，向上開(kāi)展到荷載墊板而形成臨界斜裂縫。隨變形的加大裂縫間骨料咬合作用不斷地破 壞，抗力逐漸下降，最后短柱范圍內(nèi)的混凝土全被壓碎。當(dāng)m-0時(shí)，為純剪破壞。B彎剪破壞和斜彎破壞：宏觀破壞形態(tài)同剪切破壞，但實(shí)際承載力由縱筋屈服強(qiáng)度決定，不 屬

31、于真正的剪切破壞。斜彎破壞一一與斜裂縫相交處的縱筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，支座處的縱筋 屈服強(qiáng)后斜裂縫開(kāi)展造成斜裂縫頂端壓區(qū)混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用而發(fā)生的斜截面 彎曲破壞。彎剪破壞，是跨中彎矩最大截面的縱筋屈服后，由于裂縫的開(kāi)展壓區(qū)混凝土的 面積逐漸減少，在荷載不再增加的情況下，壓區(qū)混凝土所受的正應(yīng)力和剪應(yīng)力還在不斷加大， 當(dāng)應(yīng)力值達(dá)到混凝土的強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生剪切破壞。屬于彎曲破壞和剪切破壞共存的情況。特 點(diǎn)是縱筋屈服決定了梁的承載能力而壓區(qū)混凝土剪斷決定了梁的最大變形能力。(2) 箍筋對(duì)梁抗剪的作用： 直接承受剪力，有效地抑制斜裂縫的開(kāi)展和延伸，提高了裂縫 兩側(cè)骨料的咬合作用、剪壓區(qū)混凝土的抗剪

32、能力：發(fā)揮縱筋的銷(xiāo)栓力。但在小剪跨比下，如 斜壓破壞時(shí)，箍筋傳遞剪力作用不大。3- 4.配箍梁剪切強(qiáng)度控制區(qū)的影響因素。影響因素：（1）隨配筋量的加大剪切強(qiáng)度的下限值在提高；（2）剪跨比不同，剪切強(qiáng)度控制區(qū)也不同；當(dāng) 1<m<3時(shí)，隨剪跨比的減小剪切強(qiáng)度下限值 在提高；（3）縱筋含鋼特征值p/Ru不同，剪切破壞區(qū)也不同；（4）縱筋的強(qiáng)度高時(shí)抗彎強(qiáng)度也高，所以與剪切破壞強(qiáng)度線(xiàn)的交點(diǎn)較低，相應(yīng)剪切強(qiáng)度控制 區(qū)擴(kuò)大。3-5.T形截面梁的抗剪性能（厚腹、薄腹梁：破壞形態(tài)、傳力途徑）。（1）當(dāng)梁腹稍寬于翼緣寬時(shí)，它的受力情況與梁腹和翼緣等寬的矩形梁相似。應(yīng)力最大的位 置還是在荷載墊板附近臨界

33、斜裂縫頂部。這位置還是處于翼緣部分，所以它們的抗剪強(qiáng)度是 一樣的，在支座處附近沒(méi)有斜裂縫。厚腹T形梁的傳力模型還是一個(gè)拱形桁架，箍筋的作用與矩形梁相同，箍筋把受壓腹桿 所承擔(dān)的壓力“懸吊”到基本拱體上去，而斜裂縫未跨越過(guò)的箍筋受力很小。（2）當(dāng)腹板厚度減薄到一定程度時(shí)，強(qiáng)度薄弱的部位發(fā)生變化。在同樣大小的荷載作用下， 隨著腹板的減薄，腹板上的剪應(yīng)力增大，如主拉應(yīng)力達(dá)到砼的抗拉強(qiáng)度，在荷載點(diǎn)到支座之 間出現(xiàn)一批傾角接近45度的腹剪裂縫。這時(shí)腹板所受的應(yīng)力最大，成為整個(gè)梁的薄弱環(huán)節(jié)。薄腹T形梁的傳力模型是一個(gè)梯形桁架，箍筋將靠近荷載點(diǎn)的受壓斜腹桿傳來(lái)的壓力“懸 吊”到更接近支座的斜腹桿上去，依次遞

34、推直到支座，所以在整個(gè)剪跨范圍內(nèi)箍筋承受的拉 力基本相同。箍筋應(yīng)力隨梁腹減薄而加大。（3）翼緣寬為腹厚2倍時(shí)抗剪強(qiáng)度比矩形梁高20%左右，當(dāng)再加大寬度，強(qiáng)度基本不再提高。 由于翼緣的存在發(fā)生彎壓破壞的強(qiáng)度要比矩形梁高得多，所以抗剪強(qiáng)度的上限值加大。矩形 梁的抗剪強(qiáng)度控制區(qū)下包線(xiàn)同樣適用于 T形梁。3-6 反向彎矩、塑性鉸和軸向力對(duì)壓彎構(gòu)件抗剪承載力的影響。（1）反向彎矩：在破壞截面廣義剪跨比相同的條件下，隨著反向彎矩和正向彎矩比值的增大，梁的抗剪強(qiáng)度 在降低，當(dāng)反向彎矩和正向彎矩相等時(shí)，強(qiáng)度最低。（2）塑性鉸：連續(xù)梁跨中出現(xiàn)塑性鉸發(fā)生內(nèi)力重分布，中間支座塑性鉸發(fā)生剪切破壞，它的 抗剪強(qiáng)度并不因

35、縱筋屈服而降低。形成機(jī)構(gòu)前塑性鉸區(qū)的出現(xiàn)并不影響梁的抗剪強(qiáng)度，但它 使剪切強(qiáng)度控制區(qū)加大了。加大的程度和反彎點(diǎn)移動(dòng)的距離有關(guān)，它取決于內(nèi)力重分布的幅 度、縱筋含量和加載方式等因素，所以出現(xiàn)塑性鉸的連續(xù)梁，它的剪切強(qiáng)度下包線(xiàn)比不允許 出現(xiàn)塑性鉸的要低些。（3）軸向力：軸力對(duì)破壞形態(tài)和抗剪強(qiáng)度影響頗大。軸力由拉到壓變化時(shí)其破壞形態(tài)分別經(jīng) 歷了偏拉、拉剪、剪切、壓剪和小偏壓五種類(lèi)型，而剪切強(qiáng)度控制區(qū)在中部，軸力過(guò)大時(shí)不 發(fā)生剪切破壞。軸壓力能提高構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度，但它使構(gòu)件的延性降低很多，軸拉力降低了 構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度，經(jīng)常出現(xiàn)脆性的斜拉破壞。T-74Vind辭國(guó)MA1圏 4-1000.2 Q4Q訥軸拉

36、力較大時(shí)常發(fā)生斜拉破壞，剪切強(qiáng)度很低；軸拉力較小時(shí)多為剪壓破壞，剪切強(qiáng)度 降低較少。斜裂縫寬度較大，分布較廣，傾角也 大，壓區(qū)混凝土高度減小，縱筋拉應(yīng)力增加。軸壓力對(duì)構(gòu)件受力性能影響更為復(fù)雜。A無(wú) 軸壓力時(shí)發(fā)生剪壓破壞；B軸壓力不大時(shí)變成斜 壓破壞，抗剪強(qiáng)度提高；C軸壓增大到一定程度 時(shí)發(fā)生兼有斜壓破壞和小偏壓破壞特征的過(guò)渡類(lèi) 型破壞，稱(chēng)壓剪破壞，其抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)停滯； D軸壓力再增大則發(fā)生小偏壓破壞，強(qiáng)度隨軸壓 力加大而急劇降低；最后發(fā)生軸壓破壞。其抗剪 強(qiáng)度隨軸壓的變化作用相對(duì)坐標(biāo)表示于下圖：3-7復(fù)雜荷載和均布荷載下簡(jiǎn)支梁的抗剪性能(1) 所謂的復(fù)雜荷載是不對(duì)稱(chēng)布置的多點(diǎn)不等值集中荷載

37、。復(fù)雜荷載作用的簡(jiǎn)支梁往往是在最大荷載點(diǎn)位置出現(xiàn)剪切破壞，并不是在剪力最大值處，因?yàn)樵谧畲蠹泻奢d作用處，一般 彎矩和剪力都很大，垂直裂縫的出現(xiàn) ，使剪力的主要部分由壓區(qū)砼承受，這里的砼單元體作 用的剪應(yīng)力也很大。最大集中荷載作用處截面的抗剪強(qiáng)度可近似取截面彎剪比Q0作為截面的剪跨比m進(jìn)行計(jì)算。(2) 均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁的受力特點(diǎn)是跨中彎矩最大，支座剪力最大，因此剪切破壞往 往發(fā)生在跨中和支座之間的某個(gè)荷載作用的截面，多點(diǎn)荷載作用的簡(jiǎn)支梁的抗剪強(qiáng)度和跨高 比的大小密切相關(guān)，跨高比較小時(shí)，破壞位置接近跨中，跨高比較大時(shí)，破壞位置接近支座， 且破壞點(diǎn)的廣義剪跨比QT接近3.第四章鋼筋混凝土構(gòu)件

38、的裂縫與變形4- 1.鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的種類(lèi)、成因與裂縫控制。(一) 裂縫種類(lèi)及成因1. 塑性混凝土裂縫(1) 塑性沉降裂縫：固體顆粒下沉、水上移過(guò)程中，由于鋼筋阻礙下沉而產(chǎn)生的裂縫，沿鋼 筋分布，深度至鋼筋表面；(2) 塑性收縮裂縫：混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，表面干燥速度大于泌水速度時(shí)發(fā)生，分布形狀無(wú) 規(guī)則；2溫度、收縮裂縫(1) 溫度裂縫：從澆筑至使用階段都可能出現(xiàn)。共時(shí)溫差、歷時(shí)溫差。如大尺寸構(gòu)件由于水泥的水化熱， 混凝土內(nèi)部和構(gòu)件表面的溫度差 70°C 80 °C，硬化初期產(chǎn)生的抗力很可能超過(guò)混凝土的抗 拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生濕度裂縫，當(dāng)然使用階段的溫度梯度也可以引起開(kāi)裂。(2

39、) 結(jié)硬后混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫：一般在澆注后1-2年出現(xiàn)。鋼筋的存在，約束了混凝土的自由收縮便產(chǎn)生拉應(yīng)力。3荷載、不均勻沉降等產(chǎn)生的裂縫：荷載、不均勻沉降等產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生，裂縫寬度幾乎與鋼筋應(yīng)力成正比。(二) 裂縫控制1. 塑性混凝土裂縫：(1) 塑性沉降裂縫：改善混凝土組成的配比，減少泌水、加強(qiáng)養(yǎng)防，增加保護(hù)層厚度，減少坍落度和鋼筋直徑；(2) 塑性收縮裂縫：加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，減少蒸發(fā)；2溫度、收縮產(chǎn)生的裂縫：選擇合理混凝土配合比，減少水和水泥的用量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；3荷載、不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫：可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善裂縫密度和分布。裂縫控制主要是通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、材料等方面綜合

40、技術(shù)措施講裂縫控制在無(wú)害范圍內(nèi)：(1) 設(shè)計(jì)：在構(gòu)件截面配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)，間距越小則對(duì)預(yù)防開(kāi)裂越有利；(2) 施工方案：盡量避開(kāi)炎熱天氣和晝夜溫差大的氣候；(3) 施工質(zhì)量：選擇合適的配合比，水灰比，避免施工中的變形；(4) 養(yǎng)護(hù)：設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降接近外界氣溫，縮小降溫過(guò)程中的溫差。4- 2.長(zhǎng)期荷載對(duì)裂縫寬度的影響。在長(zhǎng)期荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度隨時(shí)間而增長(zhǎng)。 前6個(gè)月增長(zhǎng)速度較快， 以后增長(zhǎng)較緩，2年以后增長(zhǎng)很少且趨于穩(wěn)定。影響長(zhǎng)期荷載下裂縫寬度增長(zhǎng)的因素很多， 如混凝土的組成、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境的溫濕度、加荷的應(yīng)力水平、構(gòu)件尺寸以及梁中受壓鋼筋的配

41、 置等。長(zhǎng)期荷載下構(gòu)件表面裂縫寬度的增長(zhǎng)有兩個(gè)方面的因素：受拉鋼筋平均應(yīng)變的增長(zhǎng)以 及裂縫間混凝土壓縮應(yīng)變的增長(zhǎng)。長(zhǎng)期荷載下受拉鋼筋平均應(yīng)變的增長(zhǎng)是幾種因素的綜合結(jié)果： （1）由于壓區(qū)混凝土的徐 變和收縮，使中和軸下降，力臂減小，鋼筋應(yīng)力增大（2）長(zhǎng)期荷栽作用下，粘結(jié)徐變的發(fā)展， 對(duì)于光圓鋼筋主要為相對(duì)滑動(dòng)的增大，對(duì)于變形鋼筋則是肋處斜裂縫的持續(xù)開(kāi)展。（3）如前所述，裂縫穩(wěn)定后，混凝土中最大拉應(yīng)變并不在構(gòu)件的表面，而是位于鋼筋處。構(gòu)件表面裂縫間混凝土壓縮應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)的原因是：（1）在荷載長(zhǎng)期作用下，新的內(nèi)裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展，使裂縫間混凝土截面的歪曲增大，即出平面的應(yīng)變梯度增大，表面混凝土產(chǎn)生 壓縮應(yīng)

42、變，使裂縫寬度增大，（2）裂縫間表面混凝土的收縮與近鋼筋處混凝土的收縮不同， 也使截面歪曲增大，使構(gòu)件表面的混凝土的壓縮應(yīng)變?cè)龃蟆?- 3.三種裂縫計(jì)算理論的假設(shè)及特點(diǎn)。（1）.粘結(jié)一滑動(dòng)理論基本假設(shè)： 裂縫產(chǎn)生前鋼筋與混凝土具有相同的變形； 當(dāng)混凝土拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生鋼筋與混凝土變形不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)；以鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑動(dòng)為控制裂縫的機(jī)理，認(rèn)為裂縫間距取決于鋼筋與混凝土間粘 結(jié)應(yīng)力分布，影響裂縫間距的主要變量為鋼筋直徑與截面配筋率的比值。（2）.無(wú)滑動(dòng)理論假定鋼筋與混凝土充分粘結(jié)，則鋼筋表面裂縫寬度為零，距離鋼筋表面最遠(yuǎn)的混凝土表 面裂寬最大，影響裂寬的主要因素是混凝土保護(hù)層厚度

43、。裂縫寬度是由于外圍混凝土存在彎 曲變形產(chǎn)生應(yīng)變梯度；（3）一般裂縫理論建立在上述兩種理論的基礎(chǔ)上，既考慮混凝土保護(hù)層中應(yīng)變梯度的影響，又考慮鋼筋可 能的粘結(jié)滑動(dòng)。可以較全面地解釋裂縫寬度的分布機(jī)理。4- 4.受彎構(gòu)件在短期、長(zhǎng)期、重復(fù)荷載下的變形特點(diǎn)與計(jì)算方法。（1）單調(diào)加荷短期荷載下受彎構(gòu)件的變形當(dāng)荷載小于開(kāi)裂荷載時(shí)，構(gòu)件變形基本處于彈性階段，撓度與荷載大致成線(xiàn)性關(guān)系；當(dāng) 構(gòu)件開(kāi)裂后，抗彎剛度逐漸變小，主要原因在于材料的物理關(guān)系并非完全彈性以及截面開(kāi)裂 導(dǎo)致抗彎慣性矩減小。主要計(jì)算有：A 不考慮拉區(qū)混凝土影響的變形計(jì)算理論一一將受拉區(qū)各個(gè)截面看成全部開(kāi)裂，忽略裂縫之間受拉區(qū)混凝土的作用。B

44、.解析剛度法一一分析受拉區(qū)的裂縫和受壓區(qū)的混凝土的非彈性變形的影響。以鋼筋和受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變表示剛度。C .有效慣性矩法一一從試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析，得出帶裂縫階段的剛度經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式。D 等效拉力法一一計(jì)算變形和剛度時(shí)考慮裂縫向混凝土受拉的影響。（2）長(zhǎng)期荷載下受彎構(gòu)件的變形由于混凝土徐變的影響，受彎構(gòu)件的變形隨時(shí)間而逐漸增大， 當(dāng)只考慮壓區(qū)混凝土的徐 變而忽略拉區(qū)應(yīng)變時(shí)隨性質(zhì)時(shí)的因素解析法叫時(shí)隨系數(shù)法；當(dāng)同時(shí)考慮壓區(qū)和拉區(qū)長(zhǎng)期變形 的影響的因素解析法稱(chēng)為長(zhǎng)期變形剛度參數(shù)修正法。還有過(guò)去的通用簡(jiǎn)略方法，即按變彈性 模量計(jì)算長(zhǎng)期變形。主要方法有：A時(shí)隨系數(shù)法一一長(zhǎng)期荷載下受彎構(gòu)件的變形增長(zhǎng)主要是

45、由于受壓區(qū)混凝土的徐變，一般計(jì)算說(shuō)隨變形考慮收縮與徐變的相互影響。在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，兩者的相互 影響可以忽略。B.按受荷階段計(jì)算時(shí)隨變形C長(zhǎng)期變形系數(shù)法D按變彈性模量計(jì)算長(zhǎng)期變形一一考慮混凝土彈性模量 隨時(shí)間的改變是引起時(shí)隨變形唯一的主要因素。有效慣 性矩采用開(kāi)裂截面慣性矩。（3）重復(fù)荷載下受彎構(gòu)件的變形在重復(fù)荷載作用下，A.鋼筋與混凝土粘結(jié)應(yīng)力退化，相對(duì) 滑動(dòng)增長(zhǎng)；B。產(chǎn)生新的次裂縫。再隨荷載循環(huán)這兩種因素相 互作用使鋼筋應(yīng)變（裂縫截面應(yīng)變和平均應(yīng)變）增大，因此使 構(gòu)件的殘余變形增大。在重復(fù)荷載不超過(guò)使用荷載時(shí)，可以用短期荷載剛度值計(jì)算變形，即不考慮重復(fù)荷載殘 余變形累計(jì)的影響。5-

46、1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性的概念、表達(dá)方式及延性設(shè)計(jì)的意義（舉例子）。1. 延性的概念1）單調(diào)荷載下延性 截面或構(gòu)件在承載能力沒(méi)有顯著下降的情況下承受變形的能力2）周期荷載下延性結(jié)構(gòu)承受周期荷載多次循環(huán)后，在保持一定承載能力條 件下所具有的變形能力。2 延性的表達(dá)方式利用力一變形關(guān)系，曲線(xiàn)變形可以是曲率或轉(zhuǎn)角，利用 u/ y來(lái)表示延性，延性比越大， 說(shuō)明截面或構(gòu)件的延性越好。延性系數(shù)，延性比：曲率延性比、轉(zhuǎn)角延性比、位移延性比（2）能量表達(dá)延性 單調(diào)荷載：力一變形曲線(xiàn)下面積，以及反復(fù)交變荷載：滯回環(huán)所圍面積 延性設(shè)計(jì)的意義：1）在地震力作用下，從截面屈服至承載力有限下降，有一較長(zhǎng)的變形過(guò)程耗散地震能；2）塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，以使結(jié)構(gòu)能形成足夠多的塑性鉸，形成機(jī)動(dòng)體系，完成內(nèi)力重 分布；3）作為偶然事件發(fā)生時(shí)結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備；4）結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞之前有明顯預(yù)兆。2. 單調(diào)荷載下構(gòu)件延性的計(jì)算方法。（一）曲率延性比1. 簡(jiǎn)化計(jì)算假定：（1）截面應(yīng)變符合平截面假定；（2）不計(jì)剪切影響；（3）已知混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變