水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)課件第八章

1、第八章第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算極限狀態(tài)驗(yàn)算第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.1 概 述 第八章第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 第第節(jié)節(jié) 概概 述述 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩類：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩類：承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài): :結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適應(yīng)承載的過(guò)大變形。應(yīng)承載的過(guò)大變形。v超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性安全性要求。要求。v對(duì)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行該極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。對(duì)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行該極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。v采用采用荷載

2、設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值及及材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。v荷載效應(yīng)采用荷載效應(yīng)采用基本組合基本組合及及偶然組合偶然組合。 （二）正常使用極限狀態(tài)（二）正常使用極限狀態(tài) 超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的適用性適用性和和耐久性耐久性要求。要求。v產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響正常使用和外觀；產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響正常使用和外觀； （不安全感、不能正常使用等）（不安全感、不能正常使用等）v產(chǎn)生過(guò)寬的裂縫，對(duì)耐久性有影響或者產(chǎn)生人們心理上不能接產(chǎn)生過(guò)寬的裂縫，對(duì)耐久性有影響或者產(chǎn)生人們心理上不能接受的感覺(jué)；受的感覺(jué)； （鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）v產(chǎn)生

3、過(guò)大的振動(dòng)影響使用。產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)影響使用。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足承載能力的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用；然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足承載能力的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用；然后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.1 概 述 三正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式三正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的可靠度要求較低，正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的可靠度要求較低，一般要求一般要求=1.0=1.0 2.02.0。材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度采用采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計(jì)值，即材標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計(jì)值，即材料分項(xiàng)系數(shù)取為料分項(xiàng)系

4、數(shù)取為1.01.0。荷載荷載采用采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計(jì)值，標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計(jì)值，即荷載即荷載分分項(xiàng)系數(shù)項(xiàng)系數(shù)G及及Q取為取為1.01.0。結(jié)構(gòu)系數(shù)結(jié)構(gòu)系數(shù)d及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)及設(shè)計(jì)狀況系數(shù)也均取為也均取為1.01.0。 按荷載效應(yīng)的短期組合及長(zhǎng)期組合分別驗(yàn)算。按荷載效應(yīng)的短期組合及長(zhǎng)期組合分別驗(yàn)算。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.1 概 述 （一）短期組合（一）短期組合0Ss(Gk，Qk，fk，ak)c1（二）長(zhǎng)期組合（二）長(zhǎng)期組合0Sl(Gk，Qk，fk，ak)c2 c1、c2結(jié)構(gòu)的功能限值（裂縫寬度或撓度）；結(jié)構(gòu)的功能限值（裂縫寬度或撓度）；Ss( )、Sl( )短期組合及長(zhǎng)期組合時(shí)的

5、功能函數(shù)；短期組合及長(zhǎng)期組合時(shí)的功能函數(shù)； fk材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值；材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值； 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的長(zhǎng)期組合系數(shù)，參可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的長(zhǎng)期組合系數(shù)，參 照有關(guān)荷載規(guī)范規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)取照有關(guān)荷載規(guī)范規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)取用。用。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.1 概 述第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.1 概 述正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能：結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。的某項(xiàng)規(guī)定限值。v正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算可能成為設(shè)計(jì)中控制情況。正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算可能成為設(shè)計(jì)中控制情況。v一般只對(duì)持久狀況進(jìn)行驗(yàn)算。一般只對(duì)持久狀況進(jìn)

6、行驗(yàn)算。v驗(yàn)算內(nèi)容：抗裂驗(yàn)算、裂縫寬度驗(yàn)算及變形驗(yàn)算。驗(yàn)算內(nèi)容：抗裂驗(yàn)算、裂縫寬度驗(yàn)算及變形驗(yàn)算。抗裂驗(yàn)算范圍：承受水壓的軸拉、小偏拉及發(fā)生裂縫后抗裂驗(yàn)算范圍：承受水壓的軸拉、小偏拉及發(fā)生裂縫后引起嚴(yán)重滲漏構(gòu)件。引起嚴(yán)重滲漏構(gòu)件。裂縫寬度驗(yàn)算范圍：一般鋼筋砼構(gòu)件。裂縫寬度驗(yàn)算范圍：一般鋼筋砼構(gòu)件。變形驗(yàn)算范圍：嚴(yán)格限制變形的構(gòu)件。變形驗(yàn)算范圍：嚴(yán)格限制變形的構(gòu)件。v最大裂縫寬度容許值根據(jù)環(huán)境類別及長(zhǎng)、短期組合確定。最大裂縫寬度容許值根據(jù)環(huán)境類別及長(zhǎng)、短期組合確定。v變形容許值根據(jù)構(gòu)件類型及長(zhǎng)、短期組合確定。變形容許值根據(jù)構(gòu)件類型及長(zhǎng)、短期組合確定。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2

7、 抗裂驗(yàn)算 第二節(jié)第二節(jié) 抗裂驗(yàn)算抗裂驗(yàn)算一一. .軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件鋼筋與混凝土變形協(xié)調(diào)，即將開(kāi)裂時(shí)鋼筋與混凝土變形協(xié)調(diào)，即將開(kāi)裂時(shí)， c=ft ； s= sES = tmaxEs =Es ft / Ec = E ft0)(AfAAfAfAfAAfNtsEctstEctssctcr第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算 Ns、Nl由由荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)按荷載效應(yīng)短期組合短期組合及及長(zhǎng)期組合長(zhǎng)期組合計(jì)算的軸向力；計(jì)算的軸向力； ftk砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； ct砼拉應(yīng)力限制系數(shù)，砼拉應(yīng)力限制系數(shù)， 短期組合，短期組合，ct=0.85；長(zhǎng)

8、期組合，；長(zhǎng)期組合，ct=0.70； Ao換算截面面積，換算截面面積，Ao=Ac + EAs， E= Es /Ec；As為鋼筋截面面積；為鋼筋截面面積；Ac為砼截面為砼截面面積。面積。為滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)要求，引進(jìn)為滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)要求，引進(jìn)拉應(yīng)力限制系數(shù)拉應(yīng)力限制系數(shù)ct， ft 改用改用ftk :0AfNtkcts0AfNtkctl靠增加鋼筋提高抗裂能力是不經(jīng)濟(jì)，不合理的?？吭黾愉摻钐岣呖沽涯芰κ遣唤?jīng)濟(jì)，不合理的。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算二二. .受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件v受彎構(gòu)件正截面即將開(kāi)裂時(shí)，應(yīng)力處于第受彎構(gòu)件正截面即將開(kāi)裂時(shí)，應(yīng)力處于第I階段末。階段末。v受拉

9、區(qū)近似假定為梯形，塑化區(qū)占受拉區(qū)高度的一半。受拉區(qū)近似假定為梯形，塑化區(qū)占受拉區(qū)高度的一半。v利用平截面假定，根據(jù)力和力矩的平衡，求出利用平截面假定，根據(jù)力和力矩的平衡，求出Mcr。 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算v更方便的是在更方便的是在保持保持Mcr相等相等的條件下，將受拉區(qū)梯形的條件下，將受拉區(qū)梯形應(yīng)力圖折換成直線分布應(yīng)力圖。應(yīng)力圖折換成直線分布應(yīng)力圖。v受拉邊緣應(yīng)力為受拉邊緣應(yīng)力為mft 。m為截面抵抗矩的為截面抵抗矩的塑性系數(shù)塑性系數(shù)。v換算后可直接用彈性體的材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算。換算后可直接用彈性體的材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)

10、驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算Ao=Ac + EAs + EAs 0000yhIWWfMtmcrv把鋼筋換算為同位置的砼截面面積把鋼筋換算為同位置的砼截面面積EAs和和EAs：W0換算截面換算截面A0對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩；對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩； y0換算截面重心軸至受壓邊緣的距離；換算截面重心軸至受壓邊緣的距離； I0換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩。換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算Ms，、，、Ml由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合及長(zhǎng)期由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)短期組合及長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值。組合計(jì)算的彎矩值。 v為滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，引用拉應(yīng)力限制系數(shù)

11、為滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，引用拉應(yīng)力限制系數(shù)ct，荷載和材料強(qiáng)度均取用標(biāo)準(zhǔn)值。荷載和材料強(qiáng)度均取用標(biāo)準(zhǔn)值。0WfMtkctms0WfMtkctml第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算m是受拉區(qū)為梯形的應(yīng)力圖形，按抗裂彎矩相等是受拉區(qū)為梯形的應(yīng)力圖形，按抗裂彎矩相等的原則，折算成直線應(yīng)力圖形時(shí)，相應(yīng)受拉邊緣應(yīng)的原則，折算成直線應(yīng)力圖形時(shí)，相應(yīng)受拉邊緣應(yīng)力比值。力比值。m值與假定的受拉區(qū)應(yīng)力圖形有關(guān)，各種截面的值與假定的受拉區(qū)應(yīng)力圖形有關(guān)，各種截面的m值見(jiàn)附錄五表值見(jiàn)附錄五表4。 m值還與截面高度值還與截面高度h配筋率和受力狀態(tài)有關(guān)。配筋率和受力狀態(tài)有關(guān)。m值隨值隨h值的增大而

12、減小。值的增大而減小。乘以考慮截面高度影響的修正系數(shù)乘以考慮截面高度影響的修正系數(shù) ，其，其值不大于值不大于1.1。h以以mm計(jì)，當(dāng)計(jì)，當(dāng)h3000mm，取，取h=3000mm。h3007 . 0 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算sEsEffffAAhbbhbbbhA)()(02020030303000)()(3)(3)(3)(33ayAyhAhyhbbyhbhybbybIsEsEffffffsEsEffffsEsEfffffAAhbbhbbbhaAhAhhhbbhbbbhy)()()2()(2)(200022雙筋工字形換算截面特征值雙筋工字形換算截面特征值第八章 鋼筋

13、砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算三三. .偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件把鋼筋換算為砼截面面積，將應(yīng)力折換成直線分布，引把鋼筋換算為砼截面面積，將應(yīng)力折換成直線分布，引入入偏拉偏拉，采用迭加原理，用材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，采用迭加原理，用材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算 ：tkfctssANWM偏拉00tkfctllANWM偏拉00第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算v隨應(yīng)變梯度加大，塑性影響系數(shù)加大。隨應(yīng)變梯度加大，塑性影響系數(shù)加大。v軸拉構(gòu)件應(yīng)變梯度為零，軸拉構(gòu)件應(yīng)變梯度為零， 軸拉軸拉1。v偏拉偏拉隨平均拉應(yīng)力隨平均拉應(yīng)力的大小，按線性規(guī)律在的大小，按線性規(guī)律在1與與m之間變

14、化。之間變化。v=0時(shí)時(shí)(受彎受彎)，偏拉偏拉m；=ft時(shí)時(shí)(軸拉軸拉)，偏拉偏拉1。tkctmmtkctmmfAf01() 1(sN）偏拉tkctmmfA01(lN）偏拉第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算tkfctmsmsANWM0000000WAeWAfNmtkctmseO軸向拉力的偏心距，軸向拉力的偏心距，ssNMe 0llNMe0短期組合短期組合 ，長(zhǎng)期組合，長(zhǎng)期組合tkfctmlmlANWM0000000WAeWAfNmtkctml第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.2 抗裂驗(yàn)算四四. .偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件偏壓偏壓大于大于m，為簡(jiǎn)化計(jì)算并偏于安全取

15、，為簡(jiǎn)化計(jì)算并偏于安全取偏壓偏壓m：tk0s0sfANWMctmtk0l0lfANWMctm第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算第三節(jié)第三節(jié) 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算 一、裂縫的成因及對(duì)策一、裂縫的成因及對(duì)策砼結(jié)構(gòu)中存在砼結(jié)構(gòu)中存在拉應(yīng)力拉應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的必要條件。是產(chǎn)生裂縫的必要條件。主拉應(yīng)力達(dá)到砼抗拉強(qiáng)度時(shí)，不立即產(chǎn)生裂縫；主拉應(yīng)力達(dá)到砼抗拉強(qiáng)度時(shí)，不立即產(chǎn)生裂縫；當(dāng)拉應(yīng)變達(dá)到當(dāng)拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變極限拉應(yīng)變 tu 時(shí)才出現(xiàn)裂縫。時(shí)才出現(xiàn)裂縫。裂縫分裂縫分荷載和非荷載因素荷載和非荷載因素引起的兩類引起的兩類 。非荷載因素如溫度變化、砼收縮、基礎(chǔ)不均

16、勻沉非荷載因素如溫度變化、砼收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降、塑性坍落、冰凍、鋼筋銹蝕及堿一骨料化學(xué)反降、塑性坍落、冰凍、鋼筋銹蝕及堿一骨料化學(xué)反應(yīng)等都能引起裂縫。應(yīng)等都能引起裂縫。水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，大部分裂縫由非荷載因素引水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，大部分裂縫由非荷載因素引起起。 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算 (一一)荷載作用引起的裂縫荷載作用引起的裂縫v裂縫寬度計(jì)算限于由彎裂縫寬度計(jì)算限于由彎矩、軸心拉力、偏心拉矩、軸心拉力、偏心拉( (壓壓) )力等引起的力等引起的垂直裂縫（正垂直裂縫（正截面裂縫）截面裂縫）。v剪力或扭矩引起的剪力或扭矩引起的斜裂斜裂縫縫計(jì)算沒(méi)有在規(guī)范中

17、反映。計(jì)算沒(méi)有在規(guī)范中反映。v其他原因引起裂縫沒(méi)有其他原因引起裂縫沒(méi)有簡(jiǎn)便方法計(jì)算。簡(jiǎn)便方法計(jì)算。v對(duì)策：對(duì)策：合理配筋，控制合理配筋，控制鋼筋應(yīng)力不過(guò)高，鋼筋直鋼筋應(yīng)力不過(guò)高，鋼筋直徑不過(guò)粗。徑不過(guò)粗。(a) 豎向荷載下的裂縫彎曲裂縫剪切裂縫(c) 板在豎向荷載下的裂縫板底裂縫第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算 (二二)非荷載因素引起的裂縫非荷載因素引起的裂縫 1溫度變化引起的裂縫溫度變化引起的裂縫v 溫度變化產(chǎn)生變形即熱脹冷縮。溫度變化產(chǎn)生變形即熱脹冷縮。變形受到約束，就產(chǎn)生裂縫。變形受到約束，就產(chǎn)生裂縫。v對(duì)策：對(duì)策：設(shè)伸縮縫，減小約束，允許設(shè)伸縮縫，減小

18、約束，允許自由變形。自由變形。v大體積砼，大體積砼，內(nèi)部溫度大，外周溫度內(nèi)部溫度大，外周溫度低低，內(nèi)外溫差大，引起溫度裂縫。，內(nèi)外溫差大，引起溫度裂縫。v減小溫度差：減小溫度差：分層分塊澆筑，采用分層分塊澆筑，采用低熱水泥，埋置塊石，預(yù)冷骨料，預(yù)低熱水泥，埋置塊石，預(yù)冷骨料，預(yù)埋冷卻水管等。埋冷卻水管等。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算2砼收縮引起的裂縫砼收縮引起的裂縫v砼在空氣中結(jié)硬產(chǎn)生收縮變形，產(chǎn)生收縮裂縫。砼在空氣中結(jié)硬產(chǎn)生收縮變形，產(chǎn)生收縮裂縫。v對(duì)策：對(duì)策：設(shè)伸縮縫，降低水灰比，配筋率不過(guò)高，設(shè)設(shè)伸縮縫，降低水灰比，配筋率不過(guò)高，設(shè)置構(gòu)造鋼筋使收縮裂

19、縫分布均勻，加強(qiáng)潮濕養(yǎng)護(hù)。置構(gòu)造鋼筋使收縮裂縫分布均勻，加強(qiáng)潮濕養(yǎng)護(hù)。 3基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫v對(duì)策：對(duì)策：構(gòu)造措施及設(shè)沉降縫等。構(gòu)造措施及設(shè)沉降縫等。4砼塑性坍落引起的裂縫砼塑性坍落引起的裂縫v對(duì)策：對(duì)策：控制水灰比，采用適量減水劑，不漏振，不控制水灰比，采用適量減水劑，不漏振，不過(guò)振，避免泌水現(xiàn)象，在砼終凝前抹面壓光。過(guò)振，避免泌水現(xiàn)象，在砼終凝前抹面壓光。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算5冰凍引起的裂縫冰凍引起的裂縫v水在結(jié)冰時(shí)體積增加，孔道中水結(jié)冰會(huì)使砼脹裂。水在結(jié)冰時(shí)體積增加，孔道中水結(jié)冰會(huì)使砼脹裂。 6鋼筋銹蝕引起的裂縫

20、鋼筋銹蝕引起的裂縫v鋼筋銹蝕是電化學(xué)反應(yīng)，鋼筋生銹體積膨脹，產(chǎn)生順筋鋼筋銹蝕是電化學(xué)反應(yīng)，鋼筋生銹體積膨脹，產(chǎn)生順筋裂縫，導(dǎo)致砼保護(hù)層剝落，影響結(jié)構(gòu)耐久性。裂縫，導(dǎo)致砼保護(hù)層剝落，影響結(jié)構(gòu)耐久性。v對(duì)策：對(duì)策：提高砼的密實(shí)度和抗?jié)B性，適當(dāng)?shù)丶哟蟊Ｗo(hù)層厚提高砼的密實(shí)度和抗?jié)B性，適當(dāng)?shù)丶哟蟊Ｗo(hù)層厚度。度。7堿一骨料化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫堿一骨料化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫v砼孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨料砼孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨料(含活性含活性SiO2)化學(xué)化學(xué)反應(yīng)生成堿一硅酸凝膠，遇水膨脹，使砼脹裂。反應(yīng)生成堿一硅酸凝膠，遇水膨脹，使砼脹裂。v對(duì)策：對(duì)策：限制活性骨料含量，高砼的密實(shí)度和采用較低的限制活

21、性骨料含量，高砼的密實(shí)度和采用較低的水灰比。水灰比。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算(a) 砼開(kāi)裂砼開(kāi)裂(b) 水、水、CO2侵入侵入鋼筋銹蝕過(guò)程鋼筋銹蝕過(guò)程第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算(c) 開(kāi)始銹蝕開(kāi)始銹蝕(d) 鋼筋體積膨脹鋼筋體積膨脹鋼筋銹蝕過(guò)程鋼筋銹蝕過(guò)程二、受力裂縫的開(kāi)展寬度計(jì)算理論概述二、受力裂縫的開(kāi)展寬度計(jì)算理論概述建立能包括各種因素的計(jì)算公式十分困難。建立能包括各種因素的計(jì)算公式十分困難。數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)對(duì)大量試驗(yàn)資料的分析，通過(guò)對(duì)大量試驗(yàn)資料的分析，選出影響裂縫寬度的主要參數(shù)，進(jìn)

22、行數(shù)理統(tǒng)計(jì)后得出。選出影響裂縫寬度的主要參數(shù)，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)后得出。半理論半經(jīng)驗(yàn)公式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式為我國(guó)為我國(guó)規(guī)范規(guī)范采用，從力學(xué)模采用，從力學(xué)模型出發(fā)推導(dǎo)出理論計(jì)算公式，用試驗(yàn)資料確定公式中型出發(fā)推導(dǎo)出理論計(jì)算公式，用試驗(yàn)資料確定公式中系數(shù)。理論又可分為三類系數(shù)。理論又可分為三類粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論無(wú)滑移理論無(wú)滑移理論綜合理論綜合理論 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論裂縫開(kāi)展是由于鋼筋和砼之間不再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)裂縫開(kāi)展是由于鋼筋和砼之間不再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對(duì)滑

23、移造成的。相對(duì)滑移造成的。在一個(gè)裂縫區(qū)段在一個(gè)裂縫區(qū)段(裂縫間距裂縫間距l(xiāng)cr)內(nèi)，內(nèi)，鋼筋與砼伸長(zhǎng)之差是鋼筋與砼伸長(zhǎng)之差是裂縫開(kāi)展寬度裂縫開(kāi)展寬度，lcr越大，越大，越大。越大。lcr取決于鋼筋與砼之間的粘結(jié)力大小及分布。取決于鋼筋與砼之間的粘結(jié)力大小及分布。影響裂縫寬度的因素除鋼筋應(yīng)力影響裂縫寬度的因素除鋼筋應(yīng)力s外，主要是鋼筋直徑外，主要是鋼筋直徑d與配筋率與配筋率的比值。的比值。砼表面的裂縫寬度與內(nèi)部鋼筋表面處是一樣的。砼表面的裂縫寬度與內(nèi)部鋼筋表面處是一樣的。crcmcrsmmll第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算無(wú)粘結(jié)滑移理論無(wú)粘結(jié)滑移理論假定裂縫開(kāi)

24、展后，砼截面在局部范圍內(nèi)不再保持為平假定裂縫開(kāi)展后，砼截面在局部范圍內(nèi)不再保持為平面，面，鋼筋與砼之間的粘結(jié)力不破壞，鋼筋與砼之間的粘結(jié)力不破壞，相對(duì)滑移忽略不計(jì)相對(duì)滑移忽略不計(jì)表面裂縫寬度是受從鋼筋到構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度控制表面裂縫寬度是受從鋼筋到構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度控制的，與保護(hù)層厚度的，與保護(hù)層厚度c大小有關(guān)。大小有關(guān)。綜合理論綜合理論建立在前兩種理論基礎(chǔ)上，既考慮保護(hù)層厚度建立在前兩種理論基礎(chǔ)上，既考慮保護(hù)層厚度c的影的影響，也考慮鋼筋可能出現(xiàn)的滑移。響，也考慮鋼筋可能出現(xiàn)的滑移。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算(一一)裂縫開(kāi)展前后的應(yīng)力狀態(tài)裂縫開(kāi)展前后的

25、應(yīng)力狀態(tài)根據(jù)粘結(jié)滑移理論對(duì)純彎區(qū)段根據(jù)粘結(jié)滑移理論對(duì)純彎區(qū)段的裂縫加以討論。的裂縫加以討論。v 裂縫出現(xiàn)前，裂縫出現(xiàn)前，拉區(qū)鋼筋與砼拉區(qū)鋼筋與砼共同受力。沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向，共同受力。沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向，各截面受力相同。各截面受力相同。v砼拉應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，砼拉應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，最弱截面出現(xiàn)第一條裂縫。最弱截面出現(xiàn)第一條裂縫。v裂縫截面砼不再承受拉力，裂縫截面砼不再承受拉力，轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)。裂縫截面鋼筋轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)。裂縫截面鋼筋應(yīng)力突增，鋼筋應(yīng)變突變。應(yīng)力突增，鋼筋應(yīng)變突變。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算v受粘結(jié)作用影響，受粘結(jié)作用影響，砼不能自由回砼不能自由回

26、縮到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)。距裂縫越遠(yuǎn)，砼縮到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)。距裂縫越遠(yuǎn)，砼承擔(dān)的拉應(yīng)力越大，鋼筋拉應(yīng)力越承擔(dān)的拉應(yīng)力越大，鋼筋拉應(yīng)力越小。小。v距裂縫截面有足夠的長(zhǎng)度距裂縫截面有足夠的長(zhǎng)度 時(shí)，砼時(shí)，砼拉應(yīng)力拉應(yīng)力 c增大到增大到ft，將出現(xiàn)新的裂將出現(xiàn)新的裂縫?？p。v荷載增加，應(yīng)力大于砼實(shí)際抗拉荷載增加，應(yīng)力大于砼實(shí)際抗拉強(qiáng)度的地方又出現(xiàn)第二條裂縫。強(qiáng)度的地方又出現(xiàn)第二條裂縫。v裂縫出現(xiàn)后，沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向，裂縫出現(xiàn)后，沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向，鋼筋與砼的應(yīng)力隨裂縫位置變化，鋼筋與砼的應(yīng)力隨裂縫位置變化，中和軸隨裂縫位置呈波浪形起伏。中和軸隨裂縫位置呈波浪形起伏。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)

27、展寬度的驗(yàn)算v由于砼質(zhì)量不均，裂縫間距有疏有密。由于砼質(zhì)量不均，裂縫間距有疏有密。v最大間距可為平均間距的最大間距可為平均間距的1.32倍。倍。v荷載超過(guò)開(kāi)裂荷載荷載超過(guò)開(kāi)裂荷載50以上時(shí)，裂縫間距才趨于穩(wěn)定。以上時(shí)，裂縫間距才趨于穩(wěn)定。v裂縫開(kāi)展寬度有大有小，實(shí)際設(shè)計(jì)考慮的是最大寬度。裂縫開(kāi)展寬度有大有小，實(shí)際設(shè)計(jì)考慮的是最大寬度。 (二二)平均裂縫寬度平均裂縫寬度m v荷載達(dá)到抗裂彎矩荷載達(dá)到抗裂彎矩Mcr時(shí)，出現(xiàn)第一條裂縫。時(shí)，出現(xiàn)第一條裂縫。v裂縫截面砼拉應(yīng)力為零，鋼筋應(yīng)力突增裂縫截面砼拉應(yīng)力為零，鋼筋應(yīng)力突增。v應(yīng)力達(dá)到應(yīng)力達(dá)到ft處，發(fā)生第二條裂縫。處，發(fā)生第二條裂縫。v把問(wèn)題理想

28、化，裂縫是等間距的，同時(shí)發(fā)生的。把問(wèn)題理想化，裂縫是等間距的，同時(shí)發(fā)生的。v荷載增加只加大裂縫寬度，不產(chǎn)生新的裂縫。荷載增加只加大裂縫寬度，不產(chǎn)生新的裂縫。v各條裂縫寬度，在同一荷載下相等。各條裂縫寬度，在同一荷載下相等。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算鋼筋重心處裂縫寬度鋼筋重心處裂縫寬度m等于等于兩條相鄰裂縫之間鋼筋與砼兩條相鄰裂縫之間鋼筋與砼伸長(zhǎng)之差：伸長(zhǎng)之差：crcmcrsmmllcrsmmlsm、cm分別為裂縫間鋼筋及砼的平均應(yīng)變；分別為裂縫間鋼筋及砼的平均應(yīng)變； lcr裂縫間距。裂縫間距。砼的拉伸變形極小，略去不計(jì)：砼的拉伸變形極小，略去不計(jì)：第八章

29、 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算v裂縫截面鋼筋應(yīng)變裂縫截面鋼筋應(yīng)變s最大，非裂縫截面鋼筋應(yīng)變減小，最大，非裂縫截面鋼筋應(yīng)變減小，鋼筋的平均應(yīng)變鋼筋的平均應(yīng)變sm比裂縫截面鋼筋應(yīng)變比裂縫截面鋼筋應(yīng)變s小。小。v用受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)用受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)表示裂縫間因砼承受拉表示裂縫間因砼承受拉力對(duì)鋼筋應(yīng)變的影響，力對(duì)鋼筋應(yīng)變的影響，=sm/s。裂縫寬度主要取決于裂縫截面鋼筋應(yīng)力裂縫寬度主要取決于裂縫截面鋼筋應(yīng)力s，裂縫間距，裂縫間距l(xiāng)cr和鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)和鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)也是兩個(gè)重要的參數(shù)。也是兩個(gè)重要的參數(shù)。crssmlE第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)

30、驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算1 s值值ssAN軸拉構(gòu)件軸拉構(gòu)件2 lcr 值值uAflmtetcrmlcr范圍內(nèi)縱向受拉鋼筋范圍內(nèi)縱向受拉鋼筋與砼的平均粘結(jié)應(yīng)力；與砼的平均粘結(jié)應(yīng)力； u縱向受拉鋼筋截面總縱向受拉鋼筋截面總周長(zhǎng)，周長(zhǎng)，u=nd，n和和d為鋼筋的根為鋼筋的根數(shù)和直徑。數(shù)和直徑。脫離體兩端拉力差由粘結(jié)力平衡：脫離體兩端拉力差由粘結(jié)力平衡： Ate有效受拉砼截面面積有效受拉砼截面面積 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算tecrdKcKl21temtcrdfl4tecrdKlv粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論推求出的推求出的 lcr與鋼筋直徑與鋼筋直徑d及有

31、效配筋率及有效配筋率teAsAte有關(guān)。有關(guān)。v無(wú)滑移理論無(wú)滑移理論認(rèn)為保護(hù)層厚度認(rèn)為保護(hù)層厚度c是影響構(gòu)件表面裂縫寬度的是影響構(gòu)件表面裂縫寬度的主要因素。主要因素。v綜合理論綜合理論既考慮既考慮c的影響，也考慮的影響，也考慮d及及te的影響。的影響。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算3值值v=sm/s，反映裂縫間受拉砼參與工作的程度。，反映裂縫間受拉砼參與工作的程度。v1。越小，砼參與承受拉力的程度越大；越小，砼參與承受拉力的程度越大； 越大，砼承受拉力的程度越小，越大，砼承受拉力的程度越小， 1， 砼脫離工作。砼脫離工作。v影響影響的因素除鋼筋應(yīng)力外，還與砼

32、抗拉強(qiáng)度、配筋率、的因素除鋼筋應(yīng)力外，還與砼抗拉強(qiáng)度、配筋率、鋼筋與砼的粘結(jié)性能、荷載作用的時(shí)間和性質(zhì)等有關(guān)。鋼筋與砼的粘結(jié)性能、荷載作用的時(shí)間和性質(zhì)等有關(guān)。v準(zhǔn)確計(jì)算十分復(fù)雜，根據(jù)試驗(yàn)資料給出半理論半經(jīng)驗(yàn)計(jì)準(zhǔn)確計(jì)算十分復(fù)雜，根據(jù)試驗(yàn)資料給出半理論半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式算公式:testf 1.0試驗(yàn)常數(shù)。試驗(yàn)常數(shù)。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算(三三)最大裂縫寬度最大裂縫寬度maxv砼質(zhì)量不均勻，裂縫間距有疏有密，寬度有大有小。砼質(zhì)量不均勻，裂縫間距有疏有密，寬度有大有小。v用最大寬度衡量是否超過(guò)允許值。用最大寬度衡量是否超過(guò)允許值。v荷載長(zhǎng)期作用下裂縫寬度有所增長(zhǎng)

33、。荷載長(zhǎng)期作用下裂縫寬度有所增長(zhǎng)。v包括長(zhǎng)期荷載影響在內(nèi)的最大裂縫寬度取平均寬度之兩倍：包括長(zhǎng)期荷載影響在內(nèi)的最大裂縫寬度取平均寬度之兩倍：crssmlE22max三、三、水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的裂縫寬度驗(yàn)算公式的裂縫寬度驗(yàn)算公式 矩形、矩形、T形及工形截面的鋼筋砼受拉、受彎和偏心受壓構(gòu)形及工形截面的鋼筋砼受拉、受彎和偏心受壓構(gòu)件，按荷載效應(yīng)的短期組合件，按荷載效應(yīng)的短期組合(并考慮部分荷載的長(zhǎng)期作用的并考慮部分荷載的長(zhǎng)期作用的影響影響)及長(zhǎng)期組合的最大裂縫寬度：及長(zhǎng)期組合的最大裂縫寬度：第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算)1 .03(321max

34、tesssdcE1構(gòu)件受力特征系數(shù)；構(gòu)件受力特征系數(shù)；(受彎和偏壓受彎和偏壓11.0，偏拉，偏拉1=1.15，軸拉，軸拉11.3)2鋼筋表面形狀系數(shù)；鋼筋表面形狀系數(shù)；(變形鋼筋變形鋼筋21.0，光面鋼筋，光面鋼筋21.4)3荷載長(zhǎng)期作用影響系數(shù)；荷載長(zhǎng)期作用影響系數(shù)；(短期組合短期組合31.5，長(zhǎng)期組合，長(zhǎng)期組合3=1.6)；)1 .03(321maxtessldcE第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算 Ate有效受拉砼截面面積；有效受拉砼截面面積；(受彎、偏拉及大偏壓：受彎、偏拉及大偏壓：Ate 2ab，a為為As重心至截面受拉重心至截面受拉邊緣的距離，邊緣的

35、距離，b為矩形截面的寬度，為矩形截面的寬度，有受拉翼緣的倒有受拉翼緣的倒T形及工形截面，形及工形截面，b為受拉翼緣寬度；為受拉翼緣寬度；全截面受拉的偏拉：全截面受拉的偏拉：取拉應(yīng)力較大一側(cè)鋼筋的相應(yīng)有效受取拉應(yīng)力較大一側(cè)鋼筋的相應(yīng)有效受拉砼截面面積；拉砼截面面積；軸拉：軸拉：取取2als，ls為沿截面周邊配置的受拉鋼筋重心連線的為沿截面周邊配置的受拉鋼筋重心連線的總長(zhǎng)度總長(zhǎng)度)； 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算c最外排縱向受拉筋外緣至拉區(qū)底邊的距離最外排縱向受拉筋外緣至拉區(qū)底邊的距離(mm)，c20mm，c20mm；c65mm，c65mm；d受拉鋼筋直徑受拉

36、鋼筋直徑(mm)，用不同直徑時(shí)，改用換算直徑用不同直徑時(shí)，改用換算直徑4Asu, u為鋼筋總周長(zhǎng)；為鋼筋總周長(zhǎng)；te縱向受拉鋼筋的有效配筋率，縱向受拉鋼筋的有效配筋率，teAsAte，te 0.03，te =0.03； As拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；(受彎、偏拉及大偏壓：受彎、偏拉及大偏壓：取拉區(qū)縱筋面積，取拉區(qū)縱筋面積， 全截面受拉的偏拉：全截面受拉的偏拉：取拉應(yīng)力大一側(cè)的鋼筋面積，取拉應(yīng)力大一側(cè)的鋼筋面積， 軸拉：軸拉：取全部縱筋面積取全部縱筋面積)ss、sl短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的縱向受拉筋應(yīng)力。短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的縱向受拉筋應(yīng)力。 偏壓構(gòu)件當(dāng)偏壓構(gòu)件當(dāng)e0h00.55時(shí)，

37、裂縫寬度小，不必驗(yàn)算。時(shí)，裂縫寬度小，不必驗(yàn)算。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算縱向受拉鋼筋應(yīng)力縱向受拉鋼筋應(yīng)力（一）軸拉構(gòu)件（一）軸拉構(gòu)件ssssANNs、Nl由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的軸向拉力值。由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的軸向拉力值。 （二）受彎構(gòu)件（二）受彎構(gòu)件ssssAhM087. 0Ms、Ml由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及 長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值。長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值。slslANslslAhM087. 0影響裂縫寬度的主要因素是影響裂縫寬度的主要因素是鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力。鋼筋的。鋼筋的直徑、外形、直徑、外形、 砼砼保護(hù)層厚度及

38、配筋率保護(hù)層厚度及配筋率也是較重要的因素。砼強(qiáng)度對(duì)裂縫寬也是較重要的因素。砼強(qiáng)度對(duì)裂縫寬度無(wú)顯著影響。度無(wú)顯著影響。普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，不宜采用高強(qiáng)鋼筋不宜采用高強(qiáng)鋼筋。采用采用細(xì)而密、變形細(xì)而密、變形鋼筋，可使裂縫間距及裂縫寬度減小。鋼筋，可使裂縫間距及裂縫寬度減小。砼保護(hù)層越厚，表面裂縫寬度越大，鋼筋不易銹蝕。砼保護(hù)層越厚，表面裂縫寬度越大，鋼筋不易銹蝕。解決荷載裂縫問(wèn)題的最有效方法是采用解決荷載裂縫問(wèn)題的最有效方法是采用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼預(yù)應(yīng)力鋼筋砼。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.3 裂縫開(kāi)展寬度的驗(yàn)算設(shè)計(jì)時(shí)要求：設(shè)計(jì)時(shí)要求： maxv最大裂縫寬度允許值最大裂縫寬

39、度允許值見(jiàn)附錄五表見(jiàn)附錄五表1。v取值主要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和使用者心理。取值主要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性和使用者心理。v當(dāng)不滿足上述要求？當(dāng)不滿足上述要求？ 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算第四節(jié)第四節(jié) 變變 形形 驗(yàn)驗(yàn) 算算材料力學(xué)材料力學(xué)勻質(zhì)彈性材料梁，撓度計(jì)算公式勻質(zhì)彈性材料梁，撓度計(jì)算公式l0、EI梁的計(jì)算跨度和截面抗彎剛度。梁的計(jì)算跨度和截面抗彎剛度。EIMlSf20fEIMlEIqlf244853845均布：EIMlEIPlf23121481集中：抗彎剛度抗彎剛度EI 體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力，勻質(zhì)彈體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力，勻質(zhì)彈性材料性材料

40、EI為常數(shù)，為常數(shù)，M- f關(guān)系為直線。關(guān)系為直線。（兩端剛接）（兩端剛接）水平力水平力- -側(cè)移：側(cè)移：d312hEIV（集中荷載）（集中荷載）荷載荷載- -撓度：撓度：48f3lEIP彎矩彎矩- -曲率曲率：fEIM應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變：應(yīng)變：E剛度是反映力與變形之間的關(guān)系：剛度是反映力與變形之間的關(guān)系：第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算(1)裂縫出現(xiàn)前，裂縫出現(xiàn)前， M- f接近直線。接近直線。(2)出現(xiàn)裂縫后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)裂縫后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)A。砼塑性發(fā)展，變形模量降低；截面開(kāi)裂，抗彎剛度降低。砼塑

41、性發(fā)展，變形模量降低；截面開(kāi)裂，抗彎剛度降低。(3)鋼筋屈服，出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)鋼筋屈服，出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)C，截面剛度急劇降低。，截面剛度急劇降低。由于砼開(kāi)裂、彈塑性應(yīng)力由于砼開(kāi)裂、彈塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和鋼筋屈服等影響，應(yīng)變關(guān)系和鋼筋屈服等影響，鋼筋砼鋼筋砼適筋梁適筋梁的的M- f 關(guān)系不再是直線關(guān)系不再是直線。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算v鋼筋砼梁，鋼筋砼梁，用抗彎剛度用抗彎剛度B代替代替EI，B隨隨M增大而減小。增大而減小。v剛度剛度B確定后可用材料力學(xué)公式計(jì)算梁的撓度。確定后可用材料力學(xué)公式計(jì)算梁的撓度。v水工規(guī)范對(duì)鋼筋砼梁抗彎剛度采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法。水工規(guī)

42、范對(duì)鋼筋砼梁抗彎剛度采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法。 一、受彎構(gòu)件的短期剛度一、受彎構(gòu)件的短期剛度Bs (一一)不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件v實(shí)際撓度比按彈性體算得的數(shù)值大。實(shí)際撓度比按彈性體算得的數(shù)值大。v砼受拉發(fā)生塑性，實(shí)際彈模降低，截面未削弱，砼受拉發(fā)生塑性，實(shí)際彈模降低，截面未削弱，I值不受影響。值不受影響。v將剛度將剛度EI修正可反映不出現(xiàn)裂縫的鋼筋砼梁工作情況。修正可反映不出現(xiàn)裂縫的鋼筋砼梁工作情況。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算剛度剛度EI用用Bs值代替：值代替：Bs不出現(xiàn)裂縫的鋼筋砼受彎構(gòu)件的短期剛度；不出現(xiàn)裂縫的鋼筋砼受彎構(gòu)件的短期剛度；Ec砼的彈模；砼

43、的彈模； I0換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩；換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩；0.85考慮砼出現(xiàn)塑性時(shí)彈模降低的系數(shù)?？紤]砼出現(xiàn)塑性時(shí)彈模降低的系數(shù)。085. 0IEBcs第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算(二二)出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 短期剛度以材料力學(xué)梁的撓度公式為基礎(chǔ)，根據(jù)試驗(yàn)，以短期剛度以材料力學(xué)梁的撓度公式為基礎(chǔ)，根據(jù)試驗(yàn)，以E為主要參數(shù)進(jìn)行回歸分析為主要參數(shù)進(jìn)行回歸分析 ，Bs與與E為線性關(guān)系。為線性關(guān)系。矩形、矩形、T形及工形截面構(gòu)件的短期剛度：形及工形截面構(gòu)件的短期剛度：30)12. 055. 01)(28. 0025. 0(bhEBcffEs縱向拉筋

44、的配筋率；縱向拉筋的配筋率； f受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值； f受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值。受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值。0bhh)bb(fff 0bhh)bb(fff 第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算二、受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度二、受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度Blv長(zhǎng)期荷載下，壓區(qū)砼徐變使撓度隨時(shí)間增大。長(zhǎng)期荷載下，壓區(qū)砼徐變使撓度隨時(shí)間增大。v砼收縮引起梁剛度降低，撓度增大。砼收縮引起梁剛度降低，撓度增大。v拉區(qū)鋼筋較多而壓區(qū)很少或未配，壓區(qū)砼自由收縮，梁拉區(qū)鋼筋較多而壓區(qū)很少或未配，壓區(qū)砼自由收縮，梁上部縮短。拉區(qū)砼收縮受鋼筋

45、約束，砼受拉，可出現(xiàn)裂縫。上部縮短。拉區(qū)砼收縮受鋼筋約束，砼受拉，可出現(xiàn)裂縫。v影響砼徐變和收縮的因素如影響砼徐變和收縮的因素如受壓鋼筋的配筋率，加荷齡受壓鋼筋的配筋率，加荷齡期，荷載的大小及持續(xù)時(shí)間期，荷載的大小及持續(xù)時(shí)間等對(duì)長(zhǎng)期撓度的增長(zhǎng)有影響。等對(duì)長(zhǎng)期撓度的增長(zhǎng)有影響。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)梁撓度影響的方法考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)梁撓度影響的方法考慮砼徐變及收縮的影響計(jì)算長(zhǎng)期剛度，或考慮砼徐變及收縮的影響計(jì)算長(zhǎng)期剛度，或直接計(jì)算荷載長(zhǎng)期作用產(chǎn)生的撓度增長(zhǎng)和自由直接計(jì)算荷載長(zhǎng)期作用產(chǎn)生的撓度增長(zhǎng)和自由收縮引起的翹曲；收縮引起的翹曲；試驗(yàn)結(jié)

46、果確定荷載長(zhǎng)期作用的撓度增大系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果確定荷載長(zhǎng)期作用的撓度增大系數(shù)，采用采用值計(jì)算長(zhǎng)期剛度。值計(jì)算長(zhǎng)期剛度。 值為荷載長(zhǎng)期作用的撓度與即時(shí)產(chǎn)生的撓度值為荷載長(zhǎng)期作用的撓度與即時(shí)產(chǎn)生的撓度的比值。的比值。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算規(guī)范采用第規(guī)范采用第種方法。種方法。值按下式計(jì)算值按下式計(jì)算 4 .00 .2、為受壓筋和受拉筋的配筋率。為受壓筋和受拉筋的配筋率。 (As/bho，As/bho) 0，=2.0；，1.6； 為中間值，為中間值，按直線內(nèi)插。按直線內(nèi)插。翼緣位于拉區(qū)的倒翼緣位于拉區(qū)的倒T形截面，撓度增大系數(shù)形截面，撓度增大系數(shù)乘以乘以1.2。第八章 鋼筋砼構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 8.4 變 形 驗(yàn) 算 Bs短期剛度；短期剛度； Ms、Ml由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值；由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按短期及長(zhǎng)期組合計(jì)算的彎矩值； 考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)?？紤]荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)。矩形、矩形、T形及工形截面受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度形及工形截面受彎構(gòu)件的長(zhǎng)期剛度Bl (1)短期組合短