鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)_鋼筋混凝土構(gòu)件的變形裂縫和耐久性PPT學(xué)習(xí)課件

1、內(nèi)容提要 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 2.變形驗(yàn)算 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (1)控制撓度的4個(gè)理由 A.撓度過(guò)大會(huì)損壞使用功能 屋面積水滲漏 影響精 密儀器 正常使 用 影響吊 車(chē)正常 行走 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (1)控制撓度的4個(gè)理由 B.撓度過(guò)大會(huì)破壞非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 裝修脫落 裝修脫落 墻體開(kāi)裂 墻體壓碎 墻體 開(kāi)裂 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (1)控制撓度的4個(gè)理由 C.撓度過(guò)大會(huì)引起用戶不安 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (1)控制撓度的4個(gè)理由 D.撓度過(guò)大會(huì)改變支承條件、產(chǎn)生穩(wěn)定、裂縫和振動(dòng)等問(wèn)題 支承面積及作用位置 發(fā)生改變

2、危及墻體穩(wěn)定墻體產(chǎn)生沿樓板的水平裂縫 在可變荷載下發(fā)生顫 動(dòng)、動(dòng)力效應(yīng)及共振 破壞 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (2)限制裂縫寬度的2個(gè)理由 A.有損外觀，引起不安 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (2)限制裂縫寬度的2個(gè)理由 B.引起鋼筋銹蝕，影響耐久性 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (3)受彎構(gòu)件撓度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 343 鋼筋混凝土受 彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按 荷載的準(zhǔn)永久組合，預(yù) 應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的 最大撓度應(yīng)按荷載的標(biāo) 準(zhǔn)組合，并均應(yīng)考慮荷 載長(zhǎng)期作用的影響進(jìn)行 計(jì)算，其計(jì)算值不應(yīng)超 過(guò)表343規(guī)定的撓 度限值。 注：1 表中l(wèi)0為構(gòu)件的計(jì)算跨度；計(jì)

3、算懸臂構(gòu)件的撓度限值時(shí)，其計(jì)算跨度l0按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的2倍取用； 2 表中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值適用于使用上對(duì)撓度有較高要求的構(gòu)件； 3 如果構(gòu)件制作時(shí)預(yù)先起拱，且使用上也允許，則在驗(yàn)算撓度時(shí)，可將計(jì)算所得的撓度值減去起拱值；對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土 構(gòu)件，尚可減去預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值； 4 構(gòu)件制作時(shí)的起拱值和預(yù)加力所產(chǎn)生的反拱值，不宜超過(guò)構(gòu)件在相應(yīng)荷載組合作用下的計(jì)算撓度值。 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 345 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和本規(guī)范第352條規(guī)定的環(huán)境類(lèi)別，按表345的規(guī)定選用不同的裂 縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值lim

4、。 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 注：1 對(duì)處于年平均相對(duì)濕度小于60地區(qū)一類(lèi)環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值可采用括號(hào)內(nèi)的數(shù) 值； 2 在一類(lèi)環(huán)境下，對(duì)鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗(yàn)算的吊車(chē)梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.20mm； 對(duì)鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.30mm； 3 在一類(lèi)環(huán)境下，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、托架及雙向板體系，應(yīng)按二級(jí)裂縫控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算；對(duì)一類(lèi)環(huán)境 下的預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁、托梁、單向板，應(yīng)按表中二a級(jí)環(huán)境的要求進(jìn)行驗(yàn)算；在一類(lèi)和二a類(lèi)環(huán)境下需作 疲勞驗(yàn)算的預(yù)應(yīng)力混

5、凝土吊車(chē)梁，應(yīng)按裂縫控制等級(jí)不低于二級(jí)的構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算； 4 表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)和最大裂縫寬度限值僅適用于正截面的驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力混凝土 構(gòu)件的斜截面裂縫控制驗(yàn)算應(yīng)符合本規(guī)范第7章的有關(guān)規(guī)定； 5 對(duì)于煙囪、筒倉(cāng)和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu)，其裂縫控制要求應(yīng)符合專(zhuān)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定； 6 對(duì)于處于四、五類(lèi)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專(zhuān)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定； 7 表中的最大裂縫寬度限值為用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度。 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 352 混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類(lèi)別應(yīng)按表352的要求劃

6、分。 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 352 混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類(lèi)別應(yīng)按表352的要求劃分。 1. 變形和裂縫的計(jì)算要求 (4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的規(guī)范限值 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 352 混凝土結(jié)構(gòu)暴露的環(huán)境類(lèi)別應(yīng)按表352的要求劃分。 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs a. 彎曲剛度Bs的定義 由材料力學(xué)知，截面曲率?、剛度EI和彎矩M 有以下關(guān)系： EI M 對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，為考慮材料的特性，用 Bs代替上式EI得： M B B M s s 或 其中的Bs即為鋼

7、筋混凝土構(gòu)件的短期剛度， 表示單位曲率的彎矩。 b. 截面曲率?的計(jì)算 由平截面假定及幾何關(guān)系易知： dx c dx s 0 h dx cs dx 0 hdx cs 于是得截面曲率為： 0 hdx cs 鋼筋平均應(yīng)變 砼平均應(yīng)變 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs c. 鋼筋與混凝土平均應(yīng)變計(jì)算 鋼筋平均應(yīng)變： s s ss E 砼平均應(yīng)變： c c c c c cccc EE ：砼的彈性系數(shù) 勻系數(shù)：鋼筋、砼的應(yīng)變不均、 ：鋼筋、砼的峰值應(yīng)變、 c cs 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs d. 混凝土應(yīng)力計(jì)算 對(duì)拉筋取矩有： 2 0 2

8、0 00 0 0 bh M bh hbh hCM M c c As e. 鋼筋應(yīng)力計(jì)算 對(duì)壓區(qū)取矩有： 0 0 0 hA M hAM M s s ss c f. 曲率表達(dá)式 0 hAE M E ss s s s 2 0 bhE M E c c c c cc 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs f. 曲率表達(dá)式 2 00 3 0 2 0 0 hAE M bh A E E M bhEhAE h ss s c sc c c ss cs 2 0 2 0 1 hAE M hAE M ss E ss E g. 短期剛度表達(dá)式 E ss s hEAM B 2 0 2.變形驗(yàn)算 (1

9、)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs h. 內(nèi)力臂系數(shù)計(jì)算 試驗(yàn)表明，對(duì)常用荷載、材料強(qiáng)度和配筋率的矩 形截面，0.830.93，一般取 =0.87。也可按 下式計(jì)算： 0 0 21 4.0 1 bh A E E bh hbb s c s E ff f E f ， i. 拉筋不均勻系數(shù)計(jì)算 s s s ss s s 1 定義表達(dá)式 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式 1 4.0 , 65.0 1.1 67.01.1 5.08.0 11.1 0 0 sste tk cx ssss tkcxffcr s cr f hh hAM hfhbbbhM M M 于是有 ，近似取 其中 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A

10、.短期截面彎曲剛度Bs i. 拉筋不均勻系數(shù)計(jì)算 00 87.0 5.0 01.0 hAMhAM hbbbhA AA ssssss ffte teste 其中 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs j. 平均應(yīng)變綜合系數(shù)確定 0 0 2.0 5.31 6 2.0 hh bh hbb f ff f f EE 其中 由試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得 k. 短期剛度最終式 15.1 87.0 5.31 6 2.015.1 2 0 2 0 其中 f E ss E ss s hEA hEA B 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 B.長(zhǎng)期截面彎曲剛度Bl a. 長(zhǎng)期荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件剛 度隨

11、時(shí)間降低的原因 （1）壓區(qū)混凝土的俆變； （2）混凝土的收縮； （3）粘結(jié)滑移俆變、裂縫間受拉混凝土的松 馳。 其中，收縮、俆變是主因，與壓區(qū)配筋率、 加載時(shí)混凝土的齡期、使用環(huán)境的溫、濕度 有關(guān)。 b. 荷載短期效應(yīng)組合的分解 作用在構(gòu)件上的實(shí)際荷載中僅有一部份為長(zhǎng) 期作用，故可將標(biāo)準(zhǔn)組合分解為長(zhǎng)期和短期 兩部份： lsls MMMM c. 長(zhǎng)期剛度計(jì)算 長(zhǎng)期效應(yīng)Ml的短期曲率為?1= Ml/Bs 長(zhǎng)期效應(yīng)Ml的長(zhǎng)期曲率為?1= Ml/Bs 短期效應(yīng)(Ms-Ml)的短期曲率為 ?2= (Ms-Ml)/Bs 標(biāo)準(zhǔn)組合Ms的總曲率為 ?= ?1+ ?2 = Ml/Bs+ (Ms-Ml)/Bs =

12、 Ms+(-1)Ml/Bs 則長(zhǎng)期剛度為 Bl= Ms/ ?= Ms Bs/ Ms+(-1)Ml 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 C.長(zhǎng)期剛度Bl的規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010- 2010 722 矩形、T形、倒T形和I形截面受彎構(gòu) 件考慮荷載長(zhǎng)期作用影響的剛度B可按下列規(guī) 定計(jì)算： 725 考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)“可按下 列規(guī)定取用： 1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件 對(duì)翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面，應(yīng)增加20。 2 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取2.0。 2.變形驗(yàn)算 (2)受彎構(gòu)件的撓度 A.最小剛度原則 由剛度計(jì)算式可知，剛度不僅與截面尺寸有 關(guān)，還與彎矩大小有關(guān)。為簡(jiǎn)

13、化計(jì)算，實(shí)用 上在同一符號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)（正彎矩或負(fù)彎 矩），可取用最大彎矩截面的最小剛度來(lái)計(jì) 算梁的撓度，這一計(jì)算原則稱(chēng)為最小剛度原 則。 B.最小剛度原則的合理性 按最小原則計(jì)算的支座截面撓度值偏大（如 右圖下圖陰影），但由此撓度計(jì)算僅考慮彎 曲變形，不考慮斜裂縫開(kāi)展和剪切變形，這 又使得計(jì)算值偏小，二者抵消，約與實(shí)測(cè)值 接近。 C.規(guī)范對(duì)剛 度取值和撓 度計(jì)算的規(guī) 定 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 規(guī)范GB 50010- 2010 721 鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的撓度可按 照結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，且不應(yīng)超過(guò)本規(guī)范表343規(guī)定的 限值。 在等截面構(gòu)件中，可假定各同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等， 并取用該區(qū)段

14、內(nèi)最大彎矩處的剛度。當(dāng)計(jì)算跨度內(nèi)的支座 截面剛度不大于跨中截面剛度的2倍或不小于跨中截面剛度 的12時(shí)，該跨也可按等剛度構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，其構(gòu)件剛度 可取跨中最大彎矩截面的剛度。 2.變形驗(yàn)算 (2)受彎構(gòu)件的撓度 D.撓度計(jì)算例題 已知：空心板截面如圖所示。l0=3.66m，Mk=4998.6Nm，Mq=2866.5Nm，C20，HPB235，9?8，As=452， f=l0/200。 求：撓度驗(yàn)算。 例9.1 解：按等面積、等慣矩、同形心的原則將圓孔換算成矩形孔，由 12644 3 11 4 11 2 hbd hb d ，得 12.667687.087.0 16.697691.091.0 1

15、1 dh db 2.變形驗(yàn)算 (2)受彎構(gòu)件的撓度 D.撓度計(jì)算例題 例9.1 于是換算工形截面尺寸為： 21212.027 2 66120 2 307 04.307 16.698860 8 0 1 1 f ff f hh hh hh b bbb ，取 取 基本參數(shù)：C20，ftk=1.57，Ec=2.55104，HPB235，Es=2105， 取as=15，則h0=h-as=120-15=105。 843.7 1055.2 102 473.0 1210132.0 54.165.0 1.1 65.0 1.1 0132.0 273078901203075.0 452 5.0 121 105452

16、87.0 4998600 87.0 4 5 0 c s E skte tk ff s te s k sk E E f hbbbh A hA M 2.變形驗(yàn)算 (2)受彎構(gòu)件的撓度 D.撓度計(jì)算例題 例9.1 36.0 105307 21307860 014.0 105307 452 0 0 bh hbb bh A ff f s 11 11 11 25 2 0 1011.6 6.4998125.2866 1062.96.4998 1 20 1062.9 36.05.31 014.0843.76 2.0473.015.1 105452102 5.31 6 2.015.1 kq sk f E ss

17、s MM BM B hAE B ，故因 2.變形驗(yàn)算 (2)受彎構(gòu)件的撓度 D.撓度計(jì)算例題 例9.1 ，可以3.18 200 3660 200 4.11 1011.648 366049986005 48 5 0 11 2 2 0 l f B lM f k 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (1)平均裂縫間距 A. 粘結(jié)滑移理論 a.裂縫的開(kāi)展機(jī)理 l開(kāi)裂前，鋼筋和砼拉應(yīng)力均勻分布； l砼達(dá)到極限拉應(yīng)變時(shí)將出現(xiàn)第一條（批）裂縫； l開(kāi)裂處砼應(yīng)力為0，鋼筋應(yīng)力突然增大，形成峰值； l鋼筋應(yīng)力的變化產(chǎn)生粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移，離裂縫 一定距離處，粘結(jié)應(yīng)力和相對(duì)滑移逐漸減小到0； l在軸力略增大后，離第一條裂縫兩側(cè)各

18、lcr,min處， 又具備開(kāi)裂的條件， lcr,min稱(chēng)為裂縫最小間距或應(yīng)力 傳遞長(zhǎng)度； l裂縫出齊時(shí)，基本等距分布，增大荷載，裂縫寬度 增大，不再出現(xiàn)新裂縫。 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (1)平均裂縫間距 出現(xiàn)第一批（兩條）裂縫時(shí)，其間距為l。當(dāng) l2lcr,min時(shí)，粘結(jié)應(yīng)力的積累不足以使砼的拉應(yīng)力達(dá) 到抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂，故在此兩裂縫間不可能產(chǎn)生新的 裂縫，可認(rèn)為裂縫的最大間距為2lcr,min，平均裂縫 寬度lcr介于lcr,min和 2lcr,min之間，即可取lcr1.5 lcr,min，實(shí)際為lcr(0.671.33) lcr,min。A. 粘結(jié)滑移理論 a.裂縫的開(kāi)展機(jī)理 3. 裂縫寬度

19、驗(yàn)算 (1)平均裂縫間距 由平衡條件有： A. 粘結(jié)滑移理論 b.平均裂縫寬度的推導(dǎo) df l dnudnA u Af u Af l AA AfN ANN AN ulAA m t cr s m st m ct cr cs ctc sccrs scrs crmssss 4 4 min, 2 min, 2 1 min,21 得 ， 再注意到 得 注意到 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (1)平均裂縫間距 A. 粘結(jié)滑移理論 b.平均裂縫寬度的推導(dǎo) 表示。用一常數(shù) 接近常數(shù)，故上式 凝土，試驗(yàn)表明，對(duì)不同的混 于是得平均裂縫間距為 ，取當(dāng)有不同直徑的鋼筋時(shí) k f f d k df ll uAd m t m t

20、 m t crcr s 4 5.1 4 4 5.15.1 4 min, 上式表明，平均裂縫寬度lcr與d/成線性關(guān)系，與實(shí) 驗(yàn)不符（如很大時(shí)， lcr不趨于0而是趨于一常數(shù)）， 故上式不全面。 B. 無(wú)滑移理論 a.保護(hù)層厚度是影響裂縫寬度和間距的主要 變量 l構(gòu)件表面某點(diǎn)的裂縫寬度與該點(diǎn)到最近鋼筋的距離 成正比； l當(dāng)保護(hù)層厚度從30mm減小到15mm時(shí)，裂縫平均間 距減小了約30%。 b.鋼筋的有效約束區(qū) 離鋼筋越近裂縫寬度越小是因?yàn)殇摻顚?duì)砼的回彈有約 束作用，能起此約束作用的范圍稱(chēng)為鋼筋的有效約束 區(qū)或有效埋置區(qū)。 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (1)平均裂縫間距 C. 規(guī)范平均裂縫間距表達(dá)式 規(guī)

21、范綜合考慮了以上粘結(jié)滑移與無(wú)滑移理論，取平 均裂縫間距為以下形式： tecr dKcKl 21 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)并考慮鋼筋表面特征后，最終?。?teeqscr dcl08.09.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010第712條 （其它） bhA te （軸拉） 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (2)平均裂縫寬度 平均裂縫寬度為平均裂縫間距內(nèi)鋼筋伸長(zhǎng)量 與砼伸長(zhǎng)量之差，即 s cr crs crcrcrsm l llw 1 試驗(yàn)表明： 15.0 s cr 注意到： ssss E 最終得裂縫的平均寬度為： cr s s crsm l E lw 85.085.0 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (3)最大裂縫寬度 實(shí)

22、際裂縫寬度與計(jì)算平均裂縫寬度是不等的，規(guī)范采 用統(tǒng)計(jì)并具有95%保證率的方法來(lái)考慮此影響。如對(duì) 受彎和偏壓構(gòu)件，具有95%保證率的實(shí)測(cè)最大裂縫寬 度與計(jì)算平均裂縫寬度的比值是1.49，偏拉為1.9，軸 拉為1.11.9。 A. 裂縫實(shí)際不均勻性的影響 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (3)最大裂縫寬度 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，長(zhǎng)期裂縫寬度與短期裂縫寬度 之比的平均值為1.66，考慮到長(zhǎng)期荷載在總荷 載中只占一定比例，計(jì)算中取此影響系數(shù)為1.5。 B. 荷載長(zhǎng)期作用的影 響 C. 受力特征系數(shù)終值 受力特征彎曲、偏壓偏拉軸拉 受力特征系 數(shù)cr 0.851.491.5= 1.9 0.851.91.5= 2.4 0.8

23、51.11.9 1.5=2.4 D. 最大裂縫寬度的規(guī)范式 te eq s s s cr cr s s cr d c E l E w 08.09.1 max 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2010第712條 普通構(gòu)件用準(zhǔn)永久組合， 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件用標(biāo)準(zhǔn)組合。 注意與02規(guī)范的不同。 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (3)最大裂縫寬度 E. 鋼筋應(yīng)力的計(jì)算 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2010 714 在荷載準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合下，鋼筋混 凝土構(gòu)件受拉區(qū)縱向普通鋼筋的應(yīng)力或預(yù)應(yīng)力混凝 土構(gòu)件受拉區(qū)縱向鋼筋的等效應(yīng)力也可按下列公式 計(jì)算： 1 鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)縱向普通鋼筋的應(yīng)力 l0/h14

24、時(shí)，取=1 截面重心到拉筋合 力點(diǎn)距離 注意與02 規(guī)范的不 同 3. 裂縫寬度驗(yàn)算 (4)最大裂縫寬度計(jì)算例題 例 9.2 已知：軸拉構(gòu)件bh=200160，c=25， HRB400，616，C40，Nq=138kN， wlim=0.2mm。 求：驗(yàn)算最大裂縫寬度。 解：軸拉，cr=2.7，C40，ftk=2.4，HRB400， Es=2105。 172804138000 6370251.016 0251.0 160200 804 8042014 4 16 4 4 4 22 sqs teeq s te s AN d bh A d A ，可以2.0169.0 63708.0259.1 102

25、172 74.07.2 08.09.1 74.0 1720251.0 4.2.165.0 1.1 65.0 1.1 lim 5 max w d c E w f te eq s s cr ste tk 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (1)耐久性的概念及主要影響因素 A.耐久性的定義 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T 50476-2008 2. 1. 4 結(jié)構(gòu)耐久性 structure durability 在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。 215 結(jié)構(gòu)使用年限 structure service life 結(jié)構(gòu)各種性能均能滿足使用要求的年限。

26、 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50153-2008 215 設(shè)計(jì)使用年限design working life 設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按預(yù)定目的使用的年限。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (1)耐久性的概念及主要影響因素 A.耐久性的定義 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50153-2008 A12 房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。 A.1.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，應(yīng)按表A.13采用。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (1)耐久性的概念及主要影響因素 B.影響耐久性的主要因素 a.內(nèi)部因素 混凝土強(qiáng)度 混凝土密實(shí)性 水泥用量 氯離子含量 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (1)耐久性的概念

27、及主要影響因素 B.影響耐久性的主要因素 a.內(nèi)部因素 堿含量 外 加 劑 含 量 保 護(hù) 層 厚 度 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (1)耐久性的概念及主要影響因素 B.影響耐久性的主要因素 b.外部因素 溫度 濕 度 二氧化碳含量 腐 蝕 介 質(zhì) 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 A.影響耐久性的主要綜合因素 a.混凝土的碳化b.鋼筋的銹蝕 混凝土的碳化是指大氣中的CO2與混凝土中的Ca(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，使混凝土堿性下降的現(xiàn)象?；炷恋?碳化又稱(chēng)混凝土的中性化。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 B.減小混凝土碳化的主要措施 a.合理設(shè)計(jì)混凝土配合比，規(guī)定水泥用

28、量最低限值和水灰比的 最高限值，合理采用摻和料； b.提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性； c.規(guī)定鋼筋保護(hù)層最小厚度； d.采用覆蓋面層（水泥砂漿或涂料等）。 C.防止鋼筋銹蝕的主要措施 a.降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的密實(shí)度； b.要有足夠的混凝土保護(hù)層厚度； c.嚴(yán)格控制氯離子的含量； d.采用覆蓋層，防止CO2、O2、氯離子滲入。 兩類(lèi)措 施基本 相同 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T 50476-2008 431 一般環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普 通鋼筋的保護(hù)層最小厚度與相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、 最大水

29、膠比應(yīng)符合表431的要求 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 431 一般環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普 通鋼筋的保護(hù)層最小厚度與相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、 最大水膠比應(yīng)符合表431的要求 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 431 一般環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普 通鋼筋的保護(hù)層最小厚度與相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、 最大水膠比應(yīng)符合表431的要求 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C

30、.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 353 設(shè)計(jì)使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu)， 其混凝土材料宜符合表353的規(guī)定。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 821 構(gòu)件中普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)滿足下列要求。 1 構(gòu)件中受力鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋的公稱(chēng)直徑d； 2 設(shè)計(jì)使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu)，最外層鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)符合表821的規(guī)定；設(shè)計(jì)使用年限為 100年的混凝土結(jié)構(gòu)，最外層鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于表821中數(shù)值的1.4倍。 注：1 混凝土強(qiáng)度

31、等級(jí)不大于C25 時(shí)，表中保護(hù)層厚度數(shù)值應(yīng)增加 5mm； 2 鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜設(shè)置混凝土墊 層，基礎(chǔ)中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚 度應(yīng)從墊層頂面算起，且不應(yīng)小于 40mm。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (2)提高耐久性的措施 C.提高耐久性的若干規(guī)范規(guī)定 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 354 混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件尚應(yīng)采取下列耐久性技術(shù)措施： 1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)根據(jù)具體情況采取表面防護(hù)、孔道灌漿、加大混凝土保護(hù)層厚度等措施，外露的錨 固端應(yīng)采取封錨和混凝土表面處理等有效措施； 2 有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求； 3 嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，結(jié)

32、構(gòu)混凝土應(yīng)滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級(jí)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求； 4 處于二、三類(lèi)環(huán)境中的懸臂構(gòu)件宜采用懸臂梁板的結(jié)構(gòu)形式，或在其上表面增設(shè)防護(hù)層； 5 處于二、三類(lèi)環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其表面的預(yù)埋件、吊鉤、連接件等金屬部件應(yīng)采取可靠的防銹措施，對(duì)于后張預(yù)應(yīng) 力混凝土外露金屬錨具，其防護(hù)要求見(jiàn)本規(guī)范第10313條； 6 處在三類(lèi)環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可采用阻銹劑、環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋或其他具有耐腐蝕性能的鋼筋、采取陰極保護(hù) 措施或采用可更換的構(gòu)件等措施。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (3) 耐久性設(shè)計(jì)的環(huán)境類(lèi)別 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 3. 2. 1結(jié)構(gòu)所處環(huán)境按其對(duì)鋼筋

33、和棍凝土材料的腐蝕機(jī)理可分為5類(lèi)，并應(yīng)按表321確定. 注：一般環(huán)境系指無(wú)凍融，氧化物和其他化學(xué)腐蝕物質(zhì)作用. 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (4) 耐久性設(shè)計(jì)的環(huán)境作用等級(jí) 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 322 環(huán)境對(duì)配筋混凝土結(jié)構(gòu)的作用程度應(yīng)采用環(huán)境作用等級(jí)表達(dá)，并應(yīng)符合表32. 2的規(guī)定。 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (5) 耐久性設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 311 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類(lèi)別及作用等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)于氯化物環(huán)境下的重要混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)按本規(guī)范附錄A的規(guī)定采用定量方法進(jìn)行

34、輔助性校核。 31. 2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、環(huán)境類(lèi)別及其作用等級(jí)： 2 有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造; 3 混凝土結(jié)構(gòu)材料的耐久性質(zhì)量要求; 4 鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度; 5 混凝土裂縫控制要求; 6 防水、排水等構(gòu)造措施; 7 嚴(yán)重環(huán)境作用下合理采取防腐蝕附加措施或多重防護(hù)策， 8 耐久性所需的施工養(yǎng)護(hù)制度與保護(hù)層厚度的施工質(zhì)量驗(yàn)收要求； 9 結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)，修理與檢測(cè)要求， 4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 (5) 耐久性設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2010 351 混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類(lèi)別進(jìn)行耐久

35、性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容： 1 確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類(lèi)別； 2 提出對(duì)混凝土材料的耐久性基本要求； 3 確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度； 4 不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)措施； 5 提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)與維護(hù)要求。 注：對(duì)臨時(shí)性的混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐久性要求。 作業(yè) 補(bǔ)充1： 裂縫寬度計(jì)算 補(bǔ)充2： 撓度計(jì)算 本章結(jié)束本章結(jié)束! ! 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs h. 內(nèi)力臂系數(shù)計(jì)算 試驗(yàn)表明，對(duì)常用荷載、材料強(qiáng)度和配筋率的矩 形截面，0.830.93，一般取 =0.87。也可按 下式計(jì)算： 0 0 21 4.0 1 bh A E E bh hb

36、b s c s E ff f E f ， i. 拉筋不均勻系數(shù)計(jì)算 s s s ss s s 1 定義表達(dá)式 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式 1 4.0 , 65.0 1.1 67.01.1 5.08.0 11.1 0 0 sste tk cx ssss tkcxffcr s cr f hh hAM hfhbbbhM M M 于是有 ，近似取 其中 2.變形驗(yàn)算 (1)受彎構(gòu)件的剛度 A.短期截面彎曲剛度Bs h. 內(nèi)力臂系數(shù)計(jì)算 試驗(yàn)表明，對(duì)常用荷載、材料強(qiáng)度和配筋率的矩 形截面，0.830.93，一般取 =0.87。也可按 下式計(jì)算： 0 0 21 4.0 1 bh A E E bh hbb s c s E ff f E f ， i. 拉筋不均勻系數(shù)計(jì)算 s s s ss s s 1 定義表達(dá)式 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式 1