重建院混凝土规范编写人白绍良教授对规范的解答（四）

76中国的 取用极限曲率表达式，美国 用轴力表达式，请问这两种表达式有什么区别？请说明中国的 的计算公式如何得来的。

（二阶效应资料p17）


77请说明美国偏心受压细长柱有效长度 的定义。中国的计算长度 与美国 含义相同吗？

答：美国取用有侧移框架侧向失稳弹性挠曲线反弯点之间的竖向距离。它是直接从挠曲线微分方程中算出来的，并只受该柱段上、下节点处分别汇集的所有柱段线刚度之和与所有梁段线刚度之和的比值的影响。（二阶效应资料p12）在中国规范中可以通过对不同结构中不同柱段采用不同的计算长度来反应结构柱段因约束条件和受力特点不同而与标准柱存在的差别。在这里柱段的计算长度可以理解为，有一根与所考虑的结构柱段控制截面具有完全相同的截面特征和材料特征的标准柱，其轴力和一阶弯矩也与该结构柱段控制截面中的轴力和一阶弯矩完全相同。但该标准柱的长度取为l0时，恰能使其高度重点的一阶与二阶附加玩具之和与所考虑结构柱段控制截面中的真实一阶与二阶附加弯矩之和相等，则该长度l0既为所考虑柱段的计算长度。因此，计算长度l0实质上是一个等效长度。在这种情况下，柱计算长度取值是根据长度计算规律和其他国家规范的取值方法集体商定的。（二阶效应资料p13）

78请从第一条到第二条裂缝形成的机理说明有哪些因素影响裂缝间距（参考《混凝土结构设计规范》中受弯构件裂缝间距计算公式P283~284）

答：在临近开裂前，混凝土和钢筋的应变值相等，无相对滑移。当构件的最薄弱截面上出现首批裂缝 后，混凝土退出工作，全部拉力由钢筋承担，应力突然增大，裂缝两侧的局部发生相对滑移。此时，钢筋和混凝土的应力沿轴线发生变化。在二者的截面产生相应的黏结应力分布。离第一条裂缝一段距离之外，混凝土的应力仍维持 。相应的，钢筋应力和粘结应力也都和裂缝出现之前相同。这一长度称为粘结长度或应力传递长度，可根据平衡条件确定。若钢筋和混凝土之间的平均粘结应力取 ，则 ，其中 为截面配筋率。在裂缝两侧各 范围内，混凝土的应力 。一般不会出现裂缝。而在此粘结长度范围之外的各截面都可能出现第二条裂缝，同样也发生的薄弱截面。第二条裂缝出现后，钢筋和混凝土的应力，以及粘结应力沿轴线的变化与第一条裂缝出现时相似。如果相邻裂缝的间距 ，其间混凝土的拉应力必然为 ，一般不出现裂缝，可见裂缝间距离的最小值时 ，最大时2 。由此可知，混凝土裂缝间距主要取决于混凝土的抗拉强度、钢筋的配筋率与直径，以及二者间的平均粘结应力。（《钢筋混凝土原理》p229）

79受力裂缝宽度的计算公式按什么思路建立起来的？（参考《混凝土结构设计规范》中受弯构件裂缝间距计算公式P283～284）

答：裂缝宽度应该时裂缝间距范围内钢筋和混凝土的受拉伸长差。二者的应变（应力）沿轴线分布不均匀，若平均应变分别为 和 ，则平均的裂缝宽度 。取 ，（ 、 为裂缝截面上的钢筋应力、应变。）。取 为 的15%，取混凝土伸长对裂缝宽度影响系数 ，取短期裂缝宽度扩大系数 ，长期作用影响的扩大系数 6。故得规范100页公式（8.1.2-1）(8.1.2-2)(8.1.2-3)(8.1.2-4)。

80请说明沿构件纵向当已经出现多条裂缝后纵向受拉钢筋的应力在裂缝截面和裂缝之间的各个截面中有什么不同？什么是钢筋应力的不均匀系数 ， 为什么随着梁受荷的增大而逐渐变大，并最终趋近于1.0？

答：波浪状变化，裂缝之间的钢筋应力稍小于裂缝截面应力。
不均匀系数反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响。
裂缝出现后， 〈 ，这说明受拉混凝土是参加工作的，随荷载增加，使 与 间的差距逐渐减小，也就是说，随荷载的增加，裂缝间受拉混凝土是逐渐推出工作的。可知， ，当 = 时，则ψ=1，表明此时裂缝的受拉混凝土全部推出工作，当然这是不可能的。

81如何你计算出来的裂缝过宽时，你有什么办法可以让它变小？为什么？

答：首先见效钢筋直径增加根数，然后可将三级钢筋改为二级，最后的办法是增加钢筋用量。理由看下公式就知道了撒。

82请看一下规范规定的正截面裂缝的三个控制等级（规范P12～13）和它们的具体控制方法（规范P99）

答：自己去看看吧

83请简要说明一下裂缝宽度限值是怎么确定的。

答：

84规范裂缝宽度计算公式计算出的裂缝宽度具有什么统计含义？

答：实际上相当于构件等弯区段所出的裂缝宽度统计结果的95%的分位值。

85.请用一根跨度相等的两跨连续梁说明当自重和活荷载都是均布时的弯矩包络图。
答:

86．请用同一个例子说明为什么在中间支座可以按比弯矩包络图的最大负弯矩小一些的负弯矩计算支座所需要的负弯矩钢筋，而跨中截面仍按弯矩包络图的跨中正弯矩计算跨中正弯矩钢筋。这样配筋的梁如果受两跨满布的全部自重和全部活荷载作用，请问哪个截面将首先屈服（受拉钢筋屈服）？该截面屈服后，后续荷载的作用下梁的计算模型（计算简图）将发生什么变化？所有荷载作用在梁上后，跨中截面的正弯矩会超过该截面的抗弯能力吗？超不过抗弯能力与什么有关？

答:此种配筋方法考虑了连续梁中的内力重分布（孙会郎）。这样配筋的梁受两跨满布的全部自重和全部活荷载作用时中间支座截面将首先屈。该截面屈服后，后续荷载的作用下梁的计算模型（计算简图）将变成两跨简支梁（三校合编《混凝土结构》上册303页）。所有荷载作用在梁上后，跨中截面的正弯矩不会超过该截面的抗弯能力，主要是由于调幅后不存在活荷载的不利布置，挖掘了构件的潜力。

87．有一根两端固定的单跨梁，如下图：
如果在支座截面用 的负弯矩来确定截面的负弯矩钢筋,跨中截面也用 的正弯矩来确定截面的正弯矩钢筋.请问这根梁按上一问题的思路能承担得起满布的g+q吗?( 为梁的跨度)

答:能。

88.请说明这种在超静定结构中某些截面少配些钢筋,另一些截面相应多配一些钢筋,结构仍能承担原有结构的性能,或利用内力包络图而把某些截面有意识少配些钢筋,但也不影响结构的安全性的思路(即结构“内力重分布”的思路)对钢筋混凝土结构有什么意义?

答：（1）挖掘了构件的承载潜力，可以取得一定的经济效益。（2）按弹性方法设计，连续梁内支座截面弯矩通常较大，造成配筋拥挤、施工不便。考虑内力重分布的设计方法，可以降低支座截面弯矩的设计值，减少配筋量，改善施工条件（三校合编《混凝土结构》上册304页）。

89.在利用结构的内力重分布的性能时,为什么要对少配了钢筋截面的受拉钢筋屈服后的塑性转动能力提出要求?请结合前面的第60个问题再想一遍什么情况下截面的屈服后塑性转动能力大?什么时候塑性转动能力小?

答：因为如果截面受拉钢筋屈服后的塑性转动能力较小，以致完成充分的内力重分布过程所需要的转角超过塑性铰的转动能力，则在尚未完成预期的破坏机构以前，早出现的塑性铰将因受压区混凝土达到极限压应变而过早破坏。塑性铰的转动能力主要取决于纵筋的配筋率、钢材品种和混凝土的极限压应变。纵筋的配筋率越低、钢材的性能越好、混凝土的极限压应变越大，则塑性铰的转动能力越好。反之则不好（三校合编《混凝土结构》上册304页）。

90.在利用结构的内力重分布性能时,对少配了钢筋的截面的正截面裂缝宽度会不会有不利影响?请结合前面的第78问的裂缝宽度计算公式想一想,少配了钢筋是否会影响裂缝宽度?

答：由第78问的裂缝宽度计算公式可知少配纵筋对正截面裂缝宽度将会有不利影响，裂缝宽度将有所增大（孙会郎）。

91.在一栋房屋的砌体结构或钢筋混凝土墙面上最易出现温度裂缝的部位在哪里?

答：顶层两端出现八字缝，底层两端出现倒八字缝。

92.为什么说温度和混凝土收缩引起的应力都是约束应力?请以下面两端完全固定的梁来说明为什么混凝土会在构件中产生拉应力.构件中加了通常纵向钢筋,而且钢筋一直伸到约束支座中去(锚固牢固)时,纵向钢筋对约束力有没有影响(请用严密的力学概念来分析这个问题,不要想当然!)

答：

93请以一个多跨排架结构为例，说明当屋盖因升温而伸长，或因为降温而缩短时，将在各根柱和各屋盖梁（排架水平系杆）中产生什么样的温度内力。什么地方温度内力大？什么地方温度内力小？
答：

94此次修订《混凝土结构设计规范？增强了板中的分布钢筋，增加了板中温度配筋的条文，增加了对梁纵向构造钢筋和“简支支座”上部构造纵筋的规定，增大了墙的分布钢筋以及增加了板与周边梁和墙相连处的上部负弯矩筋的规定（见规范p126第10.1.7条和第127页10.1.8条和第10.1.9条,第131页第10.2.6条,第135页第10.2.16条,第144页的第10.5.9条和这些条的条文说明.）请把这些修订的理由再认真考虑一遍,理解清楚。

答：自己去看看规范撒

95请考虑一下导致混凝土收缩加大有哪些原因？

答：影响混凝土收缩变形的主要因素：
水泥的品种和用量：
早强水泥比普通水泥的收缩大；混凝土中的水泥用量和水灰比越大，收缩量越大
骨料的性质、粒径和含量：
骨料含量大，弹性模量值高者，收缩量小；粒径大者，对水泥浆体收缩的约束大，且达到相同稠度所需的用水量小，收缩量也小。
养护条件：
养护不完善，存放期的干燥环境加大收缩
使用期的环境条件：
构件周围所处的温度高，湿度低，都增大水分的蒸发，收缩量大
构件的形状和尺寸：
混凝土中水分的蒸发必须经由结构的表面。故结构的体积和表面积之比，或线性构件的截面积和截面周界长度之比增大，水分蒸发量减小，表面碳化层面积也小，收缩量减小。
其他因素：
配制混凝土时的各种添加剂、构件的配筋率、混凝土的受力状态等在不同程度上影响收缩量。

96结构构件中增加了上述温度钢筋或加强了上述构造钢筋能防止出现裂缝吗？如果不能，哪能起什么作用？

答：对开裂强度提高不多。增加裂缝根数，减少裂缝宽度。

97为什么修订后的规范强调板内温度钢筋的端部可靠锚固？

答：

98修订后规范对墙内水平分布钢筋配筋率的规定已经到位了吗？为什么？

答：没有到位。因为还没达到工程经验所得出的保证墙体不开裂的配筋率水平。

99请注意规范第144页的第10.5.12条对墙内水平分布筋在横、纵墙接头处的构造规定，并考虑一下之所以需要这样做的理由。

答：

100在以下两种情况下请说明柱右边纵筋是应按搭接思路处理还是应按锚固思路处理？

答：前者应该按锚固思路处理，因为梁柱节点处柱的弯矩最大。
而后者则应按搭接思路处理，因为搭接接头原则上在最小弯矩处。

101请全面考虑一下，你认为混凝土结构（特别是超静定结构）的非线性、非弹性性质主要表现在哪些方面，这些性质会给结构设计带来什么影响？

答：混凝土的非线性，非弹性随应力提高而明显，应力特别大时非弹性明显；
钢筋没有屈服前时理想弹性的，屈服后塑性伸长，非弹性明显；
混凝土抗拉强度低，抗压强度高，受拉区开裂，裂缝发展，也时非弹性，非线性的一个表现；
粘接应力非弹性，越到后期非弹性越明显
在设计中利用非弹性非线性产生的内力重分布。