工學(xué)第五章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算

1、1water and waste water engineering structure 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院道 路 橋 梁 工 程 系方詩(shī)圣 汪權(quán) 朱亞林2鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性考慮構(gòu)件變形、裂縫和耐久性的重要性考慮構(gòu)件變形、裂縫和耐久性的重要性鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫寬度的驗(yàn)算方法鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫寬度的驗(yàn)算方法屬于屬于 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算3結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)的功能:

2、安全性安全性 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 適用性適用性 影響正常使用，如吊車、精密儀器影響正常使用，如吊車、精密儀器 對(duì)其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響對(duì)其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響 振動(dòng)、變形過(guò)大振動(dòng)、變形過(guò)大 對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：門窗開(kāi)關(guān)，隔墻開(kāi)裂等對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：門窗開(kāi)關(guān)，隔墻開(kāi)裂等 心理承受：不安全感，振動(dòng)噪聲心理承受：不安全感，振動(dòng)噪聲 耐久性耐久性 裂縫過(guò)寬：鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載力降低，影響使用壽裂縫過(guò)寬：鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載力降低，影響使用壽 命外觀感覺(jué)命外觀感覺(jué)正常使用正常使用極限狀態(tài)極限狀態(tài)4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：（一）（一）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)

3、件達(dá)到最大承載力或不適應(yīng)承結(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。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

4、，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受的感覺(jué)；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)；（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。v采用采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值及及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。v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。5 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)

5、構(gòu)的全使用；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。適用性及耐久性。6 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：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。性能的某項(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)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?？沽羊?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

6、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。7給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb500692002 5.3 節(jié)節(jié) 規(guī)定規(guī)定5.3.1 對(duì)正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)分別按作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合或長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合進(jìn)行驗(yàn)算，并應(yīng)保證滿足變形、抗裂度、裂縫開(kāi)展寬度、應(yīng)力等計(jì)算值不超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定限值。 5.3.2 對(duì)混凝土

7、貯水或水質(zhì)凈化處理等構(gòu)筑物，當(dāng)在組合作用下，構(gòu)件截面處于軸心受拉或小偏心受拉(全面處于受拉)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)按不出現(xiàn)裂縫控制；并應(yīng)取作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行驗(yàn)算。 5.3.3 對(duì)鋼筋混凝土貯水或水質(zhì)凈化處理等構(gòu)筑物，當(dāng)在組合作用下，構(gòu)件截面處于受彎或大偏心受壓、受拉狀態(tài)時(shí)，應(yīng)按限制裂縫寬度控制；并應(yīng)取作用長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合進(jìn)行驗(yàn)算。 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)設(shè)計(jì)表達(dá)式8構(gòu)件截面受力狀態(tài)驗(yàn)算要求作用組合軸心受拉或小偏心受拉(全面處于受拉)應(yīng)按不出現(xiàn)裂縫控制作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合受彎或大偏心受壓、大偏心受拉狀態(tài)按限制裂縫寬度控制作用長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合抗裂度、裂縫開(kāi)展寬度驗(yàn)算的規(guī)定

8、歸納如下95.3.4 5.3.4 鋼筋混凝土構(gòu)筑物構(gòu)件的最大裂縫寬度限值，鋼筋混凝土構(gòu)筑物構(gòu)件的最大裂縫寬度限值，應(yīng)符合表應(yīng)符合表5.3.45.3.4的規(guī)定。的規(guī)定。105.3.5 電機(jī)層樓面的支承梁應(yīng)按作用的電機(jī)層樓面的支承梁應(yīng)按作用的長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合組合進(jìn)行變形計(jì)算，其允許撓度應(yīng)符合下式要求進(jìn)行變形計(jì)算，其允許撓度應(yīng)符合下式要求: 式中wv 支承梁的計(jì)算撓度(mm)； l0 支承梁的計(jì)算跨度(mm)。 7500lwv 11正常使用極限狀態(tài)下，正常使用極限狀態(tài)下，作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合ss s 作用長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合作用長(zhǎng)期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合sd d

9、 njjkqjckqmiikgisqcqcgcs2111 1. 標(biāo)準(zhǔn)組合ss對(duì)水塔等構(gòu)筑物，當(dāng)計(jì)入風(fēng)荷載時(shí)可取 c = 0.6； 當(dāng)不計(jì)入風(fēng)荷載時(shí)，應(yīng)為 njjkqjmiikgisqcgcs112.準(zhǔn)永久組合sd njjkqjqjmiikgidqcgcs11 qj第 j 個(gè)可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)；12過(guò)大裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響過(guò)大裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響引起鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，降低結(jié)構(gòu)引起鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，降低結(jié)構(gòu) 的耐久性，損壞結(jié)構(gòu)的外觀，引的耐久性，損壞結(jié)構(gòu)的外觀，引起使用者的不安起使用者的不安裂縫控制裂縫控制達(dá)到正常使用極限狀態(tài)界限時(shí)臨界裂縫寬度的限值達(dá)到正常使用極限狀態(tài)界限時(shí)臨界裂縫寬度的限值 裂縫寬度的

10、計(jì)算裂縫寬度的計(jì)算產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因荷載作用；荷載作用； 混凝土的組成成分；混凝土的組成成分； 溫度變化；溫度變化； 混凝土的收縮和徐變；混凝土的收縮和徐變； 基礎(chǔ)的不均勻沉降；基礎(chǔ)的不均勻沉降； 鋼筋的銹蝕鋼筋的銹蝕裂縫形態(tài)裂縫形態(tài)正裂縫；斜裂縫；粘結(jié)裂縫正裂縫；斜裂縫；粘結(jié)裂縫13圖圖51裂縫形態(tài)裂縫形態(tài)145.0 5.0 抗裂驗(yàn)算抗裂驗(yàn)算（教材（教材pp146pp146第七章第一節(jié)）第七章第一節(jié)）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 =（ft / 0 .5ec ）es = 2 e

11、ft02(2)crtcsstcetstcestnf aaf af afaaf a圖圖52 軸心受拉構(gòu)件抗裂計(jì)算簡(jiǎn)圖軸心受拉構(gòu)件抗裂計(jì)算簡(jiǎn)圖15 nk構(gòu)件在荷載效應(yīng)構(gòu)件在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的標(biāo)準(zhǔn)組合下的計(jì)算軸計(jì)算軸向力；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)， 可取可取ct=0.87; ao換算截面面積，換算截面面積，ao=ac + 2eas， 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

12、ftk :0kscttknnf a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。16二二. .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 ia。v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。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。 圖圖52a圖圖52b17v更方便的是在保持更方便的是在保持mcr相等的條件下，將受拉區(qū)梯形應(yīng)力相等的條件下，將受拉區(qū)梯形應(yīng)力圖折換成直線分布應(yīng)力圖。圖折換成直線分布應(yīng)

13、力圖。v受拉邊緣應(yīng)力為受拉邊緣應(yīng)力為mft 。m為截面抵抗矩的塑性系數(shù)。為截面抵抗矩的塑性系數(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。圖圖52c18ao=ac + eas + eas 0000yhiwwfmtmcr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。19mk構(gòu)件在荷載效應(yīng)構(gòu)件在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的標(biāo)準(zhǔn)

14、組合下的計(jì)算計(jì)算的彎矩值。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)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)ctct，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。0kmcttkmf w 20m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)附錄值見(jiàn)附錄4表表4-5。 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)

15、。m值隨值隨h值的增大而減小。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 21seseffffaahbbhbbbha)()(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22三三. .偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件把

16、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 ：00kkctmnwa偏拉tkf23v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(

17、ln）偏拉24000001()kmkkctmmnenwawatkf00000mcttkkmfa wne aw eo軸向拉力的偏心距，軸向拉力的偏心距，0kkmen標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合截面抵抗矩塑性系數(shù)，對(duì)矩形截面為1.75。給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 m改為25裂縫的成因及對(duì)策裂縫的成因及對(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

18、類 。非荷載因素如溫度變化、砼收縮、基礎(chǔ)不均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。 26 (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)范中反映。計(jì)算沒(méi)有在規(guī)

19、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27 (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

20、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。282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

21、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。295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：

22、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性骨料含量，高砼的密實(shí)度和采用較低的水灰比。水灰比。30(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31(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

23、筋銹蝕過(guò)程32裂縫出現(xiàn)及開(kāi)展的過(guò)程裂縫出現(xiàn)及開(kāi)展的過(guò)程 5.1.1 裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展 時(shí)，鋼筋與混凝土粘結(jié)無(wú)時(shí)，鋼筋與混凝土粘結(jié)無(wú) 破壞，純彎段各截面拉破壞，純彎段各截面拉 應(yīng)變均勻分布；應(yīng)變均勻分布； 時(shí)，在薄弱處，出現(xiàn)第一批裂縫時(shí)，在薄弱處，出現(xiàn)第一批裂縫; 時(shí)，出現(xiàn)第二批裂縫，裂縫之間混凝土應(yīng)力時(shí)，出現(xiàn)第二批裂縫，裂縫之間混凝土應(yīng)力達(dá)到達(dá)到 ，裂縫間距在，裂縫間距在l2l之間，之間，“裂縫出現(xiàn)階裂縫出現(xiàn)階段段”； 繼續(xù)增加，裂縫開(kāi)展。繼續(xù)增加，裂縫開(kāi)展。crm mcrmmcrmmmtkf33343536粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度鋼筋表面積大小鋼筋表面積大小配筋率配筋率裂

24、縫寬度影響因素裂縫寬度影響因素傳遞長(zhǎng)度傳遞長(zhǎng)度l裂縫寬度裂縫寬度受拉區(qū)混凝土的滑移徐變和拉應(yīng)力的松弛受拉區(qū)混凝土的滑移徐變和拉應(yīng)力的松弛混凝土的收縮混凝土的收縮鋼筋直徑變化鋼筋直徑變化裂縫寬度指的是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上裂縫寬度指的是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上混凝土的裂縫寬度混凝土的裂縫寬度 5.1.1 裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展裂縫進(jìn)一步開(kāi)展、加寬裂縫進(jìn)一步開(kāi)展、加寬37 5.1.2 平均裂縫間距平均裂縫間距 軸心受拉構(gòu)件粘結(jié)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度軸心受拉構(gòu)件粘結(jié)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度tktemfalutkm1mtete31.58f ddllk 由平衡條件由平衡條件tetkss

25、ssafaa 21 ulaamssss 21testetetedaaddddaua 4444 38 5.1.2 平均裂縫間距平均裂縫間距平均裂縫間距平均裂縫間距l(xiāng)m與與 的關(guān)系的關(guān)系m1tedlk 上式表明，當(dāng)配筋率相同時(shí)，鋼筋直上式表明，當(dāng)配筋率相同時(shí)，鋼筋直徑越細(xì)，裂縫間距越小，裂縫寬度也越徑越細(xì)，裂縫間距越小，裂縫寬度也越小，即裂縫的分布與開(kāi)展細(xì)而密。小，即裂縫的分布與開(kāi)展細(xì)而密。 但上式中，當(dāng)?shù)鲜街?，?dāng) 趨于零時(shí)，裂縫趨于零時(shí)，裂縫間距也趨于零，這與實(shí)際不符。間距也趨于零，這與實(shí)際不符。 試驗(yàn)表明，當(dāng)試驗(yàn)表明，當(dāng) 很大時(shí)，裂縫間很大時(shí)，裂縫間距趨于某一常數(shù)，該數(shù)與混凝土保護(hù)層距趨于某

26、一常數(shù)，該數(shù)與混凝土保護(hù)層厚度下厚度下 c 以及鋼筋有效約束區(qū)有關(guān)。為以及鋼筋有效約束區(qū)有關(guān)。為此，對(duì)上式進(jìn)行如下修正：此，對(duì)上式進(jìn)行如下修正：m21tedlk ckte/dte/dte/d39 2 平均裂縫間距平均裂縫間距 對(duì)于常用的帶肋鋼筋，對(duì)于常用的帶肋鋼筋，規(guī)范規(guī)范給出的平均裂縫間給出的平均裂縫間距距l(xiāng)m的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為mte1.0(1.90.08)dlcmte1.1(1.90.08)dlc軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件受彎、偏拉、偏壓構(gòu)件受彎、偏拉、偏壓構(gòu)件40 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度平均裂縫寬度的計(jì)算公式為平均裂縫寬度的計(jì)算公式為 平均裂縫寬度計(jì)算圖式平均裂縫寬度計(jì)算圖式c

27、tmmsm mctm msm msmskcsm mcsk mcms(1) wlllllle 裂縫截面處縱向鋼筋的拉應(yīng)力裂縫截面處縱向鋼筋的拉應(yīng)力縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)裂縫間混凝土自身伸長(zhǎng)對(duì)裂縫裂縫間混凝土自身伸長(zhǎng)對(duì)裂縫 寬度的影響系數(shù)，為簡(jiǎn)化，一寬度的影響系數(shù)，為簡(jiǎn)化，一般取般取0.85skc式中：式中：41裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力sk均可按裂縫截面處力的平衡條件求得均可按裂縫截面處力的平衡條件求得sk軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件ksksna按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的軸向拉力按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的軸向拉力受拉鋼筋總截面面積受拉鋼筋總截面面積knsa式中式中 3

28、 平均裂縫寬度平均裂縫寬度42sk受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的截面彎矩按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的截面彎矩截面有效高度截面有效高度內(nèi)力臂系數(shù)，可近似取為內(nèi)力臂系數(shù)，可近似取為0.87ksks0mahkm0h式中式中受彎構(gòu)件裂縫截面處的應(yīng)力受彎構(gòu)件裂縫截面處的應(yīng)力 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力43偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件式中式中大、小偏心受拉構(gòu)件鋼筋應(yīng)力計(jì)算圖式大、小偏心受拉構(gòu)件鋼筋應(yīng)力計(jì)算圖式ksks0()sn ea ha0cseeya軸向拉力作用點(diǎn)至受壓區(qū)或受拉較小邊縱軸向拉力作用點(diǎn)至受壓區(qū)或受拉較小邊縱 向鋼筋合力點(diǎn)的距離向鋼筋合力點(diǎn)的距離截

29、面重心至受壓或較小受拉邊緣的距離截面重心至受壓或較小受拉邊緣的距離ecy裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力sk 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度44偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件鋼筋應(yīng)力計(jì)算圖式偏心受壓構(gòu)件鋼筋應(yīng)力計(jì)算圖式裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力sk 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度45 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力sk偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件式中式中ksks()nezzas 0seey20s0011()4000lehh 20f00.870.12(1)hzhefff0()bb hbh 按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的軸向壓力值按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的

30、軸向壓力值nk至受拉鋼筋至受拉鋼筋as合力點(diǎn)的距離合力點(diǎn)的距離縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離使用階段的軸向壓力偏心距增大系數(shù)，當(dāng)使用階段的軸向壓力偏心距增大系數(shù)，當(dāng)l0h14時(shí)，取時(shí)，取1.0。受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值knezsf 46縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)純彎區(qū)段內(nèi)鋼筋應(yīng)變分布純彎區(qū)段內(nèi)鋼筋應(yīng)變分布 系數(shù)系數(shù) 的物理意義就是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的的物理意義就是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度影響程度的影響因素的影響因素u 裂縫間拉區(qū)混凝

31、土裂縫間拉區(qū)混凝土參與工作的程度參與工作的程度u 鋼筋的數(shù)量鋼筋的數(shù)量u 鋼筋的粘結(jié)性能鋼筋的粘結(jié)性能u 鋼筋的布置鋼筋的布置 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度47 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)純彎區(qū)段內(nèi)鋼筋應(yīng)變分布純彎區(qū)段內(nèi)鋼筋應(yīng)變分布tktesk1.10.65f 0.2時(shí)，取時(shí)，取 0.2，當(dāng)，當(dāng) 1 時(shí)取時(shí)取 1，對(duì)直接承受重復(fù)荷載，對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件取的構(gòu)件取 148 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù) 有效受拉混凝土面積有效受拉混凝土面積steteaa受彎、偏拉、偏壓構(gòu)件受彎、偏拉、偏壓構(gòu)件teff0

32、.5abhbb h軸拉構(gòu)件軸拉構(gòu)件ate 有效受拉混凝土截面面積有效受拉混凝土截面面積ate=bh (取全截面)49 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度的計(jì)算最大裂縫寬度的計(jì)算裂縫寬度統(tǒng)計(jì)裂縫寬度統(tǒng)計(jì)影響建筑觀感和結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素是裂縫的最大開(kāi)展寬度影響建筑觀感和結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素是裂縫的最大開(kāi)展寬度設(shè)計(jì)中控制的裂縫寬度是某一協(xié)議概率設(shè)計(jì)中控制的裂縫寬度是某一協(xié)議概率(5)下的相對(duì)最大裂縫寬度下的相對(duì)最大裂縫寬度50 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度的計(jì)算最大裂縫寬度的計(jì)算eqskmaxcrste(1.90.08)dwce 混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范混凝

33、土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：式中：式中： 構(gòu)件受力特征系數(shù)，軸拉構(gòu)件構(gòu)件受力特征系數(shù)，軸拉構(gòu)件 2.7， 偏拉構(gòu)件偏拉構(gòu)件 2.4，受彎和偏壓構(gòu)件，受彎和偏壓構(gòu)件 2.1 最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離(mm)縱向受拉鋼筋的等效直徑縱向受拉鋼筋的等效直徑(mm)crcdeqcrcrcr5152535455 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度限值最大裂縫寬度限值主要考慮兩方面的理由：主要考慮兩方面的理由：過(guò)大的裂縫會(huì)引起混凝土中鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，降低過(guò)大的裂縫會(huì)引起混凝土中鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性；結(jié)構(gòu)的耐久性；過(guò)大的裂

34、縫會(huì)損壞結(jié)構(gòu)外觀，引起使用者的不安。過(guò)大的裂縫會(huì)損壞結(jié)構(gòu)外觀，引起使用者的不安。 一般認(rèn)為裂縫寬度控制在一般認(rèn)為裂縫寬度控制在0.30mm以內(nèi)是合適以內(nèi)是合適的的56 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度驗(yàn)算最大裂縫寬度驗(yàn)算 wmax wlim式中式中wlim為為規(guī)范規(guī)范規(guī)定的最大裂縫寬度限值規(guī)定的最大裂縫寬度限值注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：（1）適用范圍：）適用范圍：20mmc65mm（2）規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定： 0.01時(shí)，取時(shí)，取 =0.01，以限制計(jì)算最大裂縫寬度，以限制計(jì)算最大裂縫寬度 的應(yīng)用范圍的應(yīng)用范圍（3）直接承受吊車荷載但不需作疲勞驗(yàn)算的受彎構(gòu)件，因吊車荷載滿載的）

35、直接承受吊車荷載但不需作疲勞驗(yàn)算的受彎構(gòu)件，因吊車荷載滿載的可能性較小，且已取可能性較小，且已取1，所以可將計(jì)算求得的最大裂縫寬度乘以，所以可將計(jì)算求得的最大裂縫寬度乘以0.85（4）e0/h00.55的偏壓構(gòu)件，試驗(yàn)表明最大裂縫寬度小于允許值，因此可的偏壓構(gòu)件，試驗(yàn)表明最大裂縫寬度小于允許值，因此可不予驗(yàn)算。不予驗(yàn)算。etet57 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算最大裂縫寬度及其驗(yàn)算不滿足最大裂縫寬度要求時(shí)采取的措施不滿足最大裂縫寬度要求時(shí)采取的措施施加預(yù)應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力減小鋼筋直徑減小鋼筋直徑適當(dāng)增加配筋率適當(dāng)增加配筋率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

36、直徑、外形、直徑、外形、 砼砼保護(hù)層保護(hù)層厚度及配筋率厚度及配筋率也是較重要的因素。砼強(qiáng)度對(duì)裂縫寬度無(wú)顯著影響。也是較重要的因素。砼強(qiáng)度對(duì)裂縫寬度無(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。58撓度驗(yàn)算公式撓度驗(yàn)算公式f flimflim為受彎構(gòu)件的撓度限值為受彎構(gòu)件的撓度限

37、值主要從以下幾個(gè)方面考慮：主要從以下幾個(gè)方面考慮：保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)7500lfflim 59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。eimlsf20f eimleiqlf244853845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)

38、了截面抵抗彎曲變形的能力，勻質(zhì)彈性材料性材料ei為常數(shù)，為常數(shù)，m- f關(guān)系為直線。關(guān)系為直線。60（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：6162 1 混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度 f 為為20mlfei 當(dāng)梁的截面形狀、尺寸和材料確定時(shí)，其截面彎曲剛度當(dāng)梁的截面形狀、尺寸和材料確定時(shí)，其截面彎曲剛度ei

39、 是一個(gè)常是一個(gè)常數(shù)，既與彎矩?zé)o關(guān)，也不受時(shí)間影響。數(shù)，既與彎矩?zé)o關(guān)，也不受時(shí)間影響?；炷潦軓潣?gòu)件的跨中撓度混凝土受彎構(gòu)件的跨中撓度 f 為為20mlfb b 仍稱為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均勻的非彈性仍稱為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均勻的非彈性材料，其變形模量材料，其變形模量 ec 隨截面應(yīng)力增大而減小，而裂縫截面的慣性矩隨截面應(yīng)力增大而減小，而裂縫截面的慣性矩 ic 也隨裂縫開(kāi)展而顯著降低，加之混凝土材料具有比較明顯的徐變、也隨裂縫開(kāi)展而顯著降低，加之混凝土材料具有比較明顯的徐變、收縮等收縮等“時(shí)隨時(shí)隨”特性，需要考慮長(zhǎng)期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝特性，需要考慮長(zhǎng)

40、期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝土構(gòu)件的彎曲剛度土構(gòu)件的彎曲剛度 b 要較確定勻質(zhì)材料梁要較確定勻質(zhì)材料梁 ei 復(fù)雜得多。復(fù)雜得多。63 1 混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的m關(guān)系曲線關(guān)系曲線受諸多因素影響，目前尚難以給出明確受諸多因素影響，目前尚難以給出明確的解析表達(dá)式。的解析表達(dá)式。適筋梁適筋梁m關(guān)系曲線關(guān)系曲線解決辦法是通過(guò)一定的理論分析與試驗(yàn)解決辦法是通過(guò)一定的理論分析與試驗(yàn)研究，首先確定構(gòu)件在短期荷載作用下研究，首先確定構(gòu)件在短期荷載作用下的剛度的剛度bs，然后考慮長(zhǎng)期荷載的影響，然后考慮長(zhǎng)期荷載的影響，以計(jì)算構(gòu)件正常使

41、用階段的撓度。以計(jì)算構(gòu)件正常使用階段的撓度。對(duì)要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，也可近似地對(duì)要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，也可近似地把混凝土開(kāi)裂前的把混凝土開(kāi)裂前的m曲線視為直線，曲線視為直線，它的斜率就是截面彎曲剛度，取為它的斜率就是截面彎曲剛度，取為0.85ecic。64 2 短期剛度短期剛度bs平均曲率平均曲率根據(jù)平均應(yīng)變符合平截面的假定，可得平均曲率為根據(jù)平均應(yīng)變符合平截面的假定，可得平均曲率為smcm01rhf平均曲率半徑平均曲率半徑縱向受拉鋼筋重心處的平均拉應(yīng)變和受壓區(qū)邊緣縱向受拉鋼筋重心處的平均拉應(yīng)變和受壓區(qū)邊緣混凝土的平均壓應(yīng)變混凝土的平均壓應(yīng)變截面的有效高度截面的有效高度rsmcm、0h65梁純

42、彎段內(nèi)各截面應(yīng)變及裂縫分布梁純彎段內(nèi)各截面應(yīng)變及裂縫分布66 2 短期剛度短期剛度bs平均應(yīng)變平均應(yīng)變smcm、skksmsksss0mee a hckckcmcckcc2cc0ckmeebh e 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的裂縫截面處受壓區(qū)邊緣混凝土按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的裂縫截面處受壓區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)力的壓應(yīng)力受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)，又稱截面彈塑性抵抗受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)，又稱截面彈塑性抵抗矩系數(shù)矩系數(shù)kck200fmbh c0f/ ck67 2 短期剛度短期剛度bs短期剛度短期剛度bs的計(jì)算公式的計(jì)算公式k0kssmcm23s0s0c11m hmba h ebh

43、ef22ss0ss0ssse0ce ahe ahbe abh e 2ss0sef61.150.21 3.5e ahb seceeeef60.20.871 3.5 且 公公式適用于矩形、式適用于矩形、t形、形、倒倒t形和形和i形截面受彎構(gòu)件，形截面受彎構(gòu)件，計(jì)算的平均曲率與試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算的平均曲率與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。符合較好。68 3 受彎構(gòu)件剛度受彎構(gòu)件剛度b（1）受壓區(qū)混凝土發(fā)生徐變）受壓區(qū)混凝土發(fā)生徐變（2） 裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛、混凝土和鋼筋的滑移徐變，使裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛、混凝土和鋼筋的滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出工作受拉混凝土不斷退出工作（3） 裂縫不斷向上發(fā)展，使其上

44、部原來(lái)受拉的混凝土脫離工作，使裂縫不斷向上發(fā)展，使其上部原來(lái)受拉的混凝土脫離工作，使內(nèi)力臂減小內(nèi)力臂減?。?）由于受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的收縮不一致，使梁發(fā)生翹曲，亦）由于受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的收縮不一致，使梁發(fā)生翹曲，亦將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低（5）所有影響混凝土徐變和收縮的因素都將影響剛度的降低，使構(gòu)）所有影響混凝土徐變和收縮的因素都將影響剛度的降低，使構(gòu)件撓度增大件撓度增大荷載長(zhǎng)期作用下剛度降低的原因：荷載長(zhǎng)期作用下剛度降低的原因：69 3 受彎構(gòu)件剛度受彎構(gòu)件剛度bksqk(1)mbbmm按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合

45、計(jì)算的彎矩，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大彎矩值大彎矩值按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的按荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大彎矩值最大彎矩值荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的短期剛度考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)kmqmsb2.00.4 /4 .00 .206 .10 .20 時(shí)時(shí)，時(shí)時(shí)，時(shí)時(shí)，對(duì)對(duì)撓撓度度增增大大的的影影響響系系數(shù)數(shù)考考慮慮荷荷載載的的準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久組組合合70 4 最小剛度原則與撓度驗(yàn)算最小剛度原則與撓度驗(yàn)算 最小剛度原則就是在同一符號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩最小剛度原則就是在同

46、一符號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩mmax 處的處的截面剛度截面剛度bmin作為該區(qū)段的剛度作為該區(qū)段的剛度b以計(jì)算構(gòu)件的撓度。以計(jì)算構(gòu)件的撓度。一方面按一方面按bmin計(jì)算的撓度值偏大，另一方面，不考慮剪切變形的計(jì)算的撓度值偏大，另一方面，不考慮剪切變形的影響，對(duì)出現(xiàn)斜裂縫的情況，剪跨內(nèi)鋼筋應(yīng)力大于按正截面的計(jì)算影響，對(duì)出現(xiàn)斜裂縫的情況，剪跨內(nèi)鋼筋應(yīng)力大于按正截面的計(jì)算值，這些均導(dǎo)致?lián)隙扔?jì)算值偏小。上述兩方面的影響大致可以互相值，這些均導(dǎo)致?lián)隙扔?jì)算值偏小。上述兩方面的影響大致可以互相抵消，對(duì)國(guó)內(nèi)外約抵消，對(duì)國(guó)內(nèi)外約350根試驗(yàn)梁驗(yàn)算結(jié)果，計(jì)算值與試驗(yàn)值符合較好。根試驗(yàn)梁驗(yàn)算結(jié)果，計(jì)算值與試驗(yàn)值符合較好

47、。因此，采用因此，采用“最小剛度原則最小剛度原則”是可以滿足工程要求的。是可以滿足工程要求的。714 4 最小剛度原則與撓度驗(yàn)算最小剛度原則與撓度驗(yàn)算沿梁長(zhǎng)的剛度和曲率分布沿梁長(zhǎng)的剛度和曲率分布72 由于彎矩沿梁長(zhǎng)是變化的，由于彎矩沿梁長(zhǎng)是變化的，抗彎剛度沿梁長(zhǎng)也是變化抗彎剛度沿梁長(zhǎng)也是變化的的。但按變剛度梁來(lái)計(jì)算。但按變剛度梁來(lái)計(jì)算撓度變形很麻煩。撓度變形很麻煩。 規(guī)范規(guī)范為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，取為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，取同號(hào)彎矩區(qū)段的最大彎矩同號(hào)彎矩區(qū)段的最大彎矩截面處的最小剛度截面處的最小剛度bmin，按等剛度梁來(lái)計(jì)算。按等剛度梁來(lái)計(jì)算。計(jì)算計(jì)算bl，簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)支梁取跨中截取跨中截面的剛度，即面的剛度，即按跨中

48、截按跨中截面??；面?。粦冶哿簯冶哿喊粗ё匕粗ё孛嫒?；面??；等截面連續(xù)構(gòu)件等截面連續(xù)構(gòu)件，取跨中和支座截面剛度的取跨中和支座截面剛度的平均值。平均值?！白钚偠仍瓌t最小剛度原則”73v一端簡(jiǎn)支一端固定梁一端簡(jiǎn)支一端固定梁成成為變剛度為變剛度bs1和和bs2的梁，需的梁，需確定反彎點(diǎn)的位置，采用確定反彎點(diǎn)的位置，采用分段積分的方法求該梁的分段積分的方法求該梁的撓度，計(jì)算復(fù)雜，不便于撓度，計(jì)算復(fù)雜，不便于設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。v為方便計(jì)算，取跨中和為方便計(jì)算，取跨中和支座截面剛度的均值作為支座截面剛度的均值作為該梁的剛度，視為等剛度該梁的剛度，視為等剛度梁，用材料力學(xué)公式求出梁，用材料力學(xué)公式求出梁的撓度

49、。梁的撓度。74 4 最小剛度原則與撓度驗(yàn)算最小剛度原則與撓度驗(yàn)算規(guī)范規(guī)范規(guī)定鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度應(yīng)滿足規(guī)定鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度應(yīng)滿足 flim受彎構(gòu)件的撓度限值受彎構(gòu)件的撓度限值 f 根據(jù)最小剛度原則采用的剛度計(jì)算的撓度，當(dāng)跨間為根據(jù)最小剛度原則采用的剛度計(jì)算的撓度，當(dāng)跨間為同號(hào)彎矩時(shí)同號(hào)彎矩時(shí)2k 0m lfb7500lfflim 75f為撓度允許值為撓度允許值。主要從以下幾個(gè)方面考慮：。主要從以下幾個(gè)方面考慮：1、保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求。過(guò)大的變形將影響甚至喪失。過(guò)大的變形將影響甚至喪失結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用功能，如支承精密儀器設(shè)備的梁板結(jié)構(gòu)撓結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用功能，如支承

50、精密儀器設(shè)備的梁板結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大，難以使儀器保持水平；屋面結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大會(huì)造度過(guò)大，難以使儀器保持水平；屋面結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大會(huì)造成積水產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過(guò)大變形會(huì)妨礙吊車成積水產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過(guò)大變形會(huì)妨礙吊車和車輛的正常運(yùn)行等。和車輛的正常運(yùn)行等。2、防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。支承在磚墻上的梁端產(chǎn)。支承在磚墻上的梁端產(chǎn)生過(guò)大轉(zhuǎn)角，使支承面積減小、支承反力偏心增大，引生過(guò)大轉(zhuǎn)角，使支承面積減小、支承反力偏心增大，引起墻體開(kāi)裂。起墻體開(kāi)裂。3、防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。結(jié)構(gòu)變形過(guò)大會(huì)使門。結(jié)構(gòu)變形過(guò)大會(huì)使門窗等不能正常開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致隔

51、墻、天花板的開(kāi)裂或損壞。窗等不能正常開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致隔墻、天花板的開(kāi)裂或損壞。4、保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)。過(guò)大振動(dòng)、變。過(guò)大振動(dòng)、變形會(huì)引起使用者的不適或不安全感。形會(huì)引起使用者的不適或不安全感。76 5 提高受彎構(gòu)件剛度的措施提高受彎構(gòu)件剛度的措施 增大構(gòu)件截面有效高度增大構(gòu)件截面有效高度是提高構(gòu)件截面剛度最有效的措施是提高構(gòu)件截面剛度最有效的措施 當(dāng)截面高度及其他條件不變時(shí)，如有受拉翼緣或受壓翼緣，則當(dāng)截面高度及其他條件不變時(shí)，如有受拉翼緣或受壓翼緣，則 bs有有所增大所增大 增大受拉筋的配筋率，增大受拉筋的配筋率，bs 略有增大略有增大 當(dāng)設(shè)計(jì)中構(gòu)

52、件的截面高度受到限制時(shí)，可考慮增加受拉鋼筋配筋率、當(dāng)設(shè)計(jì)中構(gòu)件的截面高度受到限制時(shí)，可考慮增加受拉鋼筋配筋率、采用雙筋截面等措施采用雙筋截面等措施 采用高性能混凝土、對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力等都是提高混凝土構(gòu)件剛度采用高性能混凝土、對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力等都是提高混凝土構(gòu)件剛度的有效措施的有效措施v撓度不滿足，增加截面尺寸、提高砼強(qiáng)度等級(jí)、增加配筋撓度不滿足，增加截面尺寸、提高砼強(qiáng)度等級(jí)、增加配筋量及選用合理的截面量及選用合理的截面(如如t形或工形等形或工形等)都可提高構(gòu)件的剛度。都可提高構(gòu)件的剛度。771 一般說(shuō)明一般說(shuō)明 結(jié)構(gòu)的耐久性指一個(gè)構(gòu)件、一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)或一幢建筑物在結(jié)構(gòu)的耐久性指一個(gè)構(gòu)件、一個(gè)結(jié)構(gòu)

53、系統(tǒng)或一幢建筑物在一定時(shí)期內(nèi)維持其適用性的能力，亦即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用年限一定時(shí)期內(nèi)維持其適用性的能力，亦即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，應(yīng)當(dāng)能夠承受所有可能的荷載和環(huán)境作用，而不應(yīng)發(fā)生過(guò)內(nèi)，應(yīng)當(dāng)能夠承受所有可能的荷載和環(huán)境作用，而不應(yīng)發(fā)生過(guò)度的腐蝕、損壞和破壞。度的腐蝕、損壞和破壞。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性主要由兩方面決定：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性主要由兩方面決定：混凝土、鋼筋材料本身特性混凝土、鋼筋材料本身特性所處使用環(huán)境所處使用環(huán)境78 2 影響結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素影響結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素內(nèi)部因素內(nèi)部因素外部因素外部因素其他因素其他因素混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度、混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度、 水泥用量、水灰比、氯離水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量、子及堿含量、外加劑用量、保護(hù)層厚度等保護(hù)層厚度等環(huán)境條件，主要包括溫度、環(huán)境條件，主要包括溫度、濕度、濕度、co2含量、含量、侵蝕劑介質(zhì)等侵蝕劑介質(zhì)等設(shè)計(jì)構(gòu)造上的缺陷、設(shè)計(jì)構(gòu)造上的缺陷、施工質(zhì)量差、施工質(zhì)量差、使用中維修不當(dāng)?shù)仁褂弥芯S修不