第八章變形、裂縫及延性、耐久性ppt課件

1、8 8 變形、裂縫及延性、耐久性變形、裂縫及延性、耐久性8.1.1 8.1.1 截面彎曲剛度的定義截面彎曲剛度的定義結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力后將在截面上產(chǎn)生內(nèi)力，并使截結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力后將在截面上產(chǎn)生內(nèi)力，并使截面產(chǎn)生變形。截面上的材料抵抗內(nèi)力的能力就是截面面產(chǎn)生變形。截面上的材料抵抗內(nèi)力的能力就是截面承載力；抵抗變形的能力就是截面剛度。對于承受彎承載力；抵抗變形的能力就是截面剛度。對于承受彎矩矩M M的截面來說，抵抗截面轉(zhuǎn)動的能力，就是截面彎曲的截面來說，抵抗截面轉(zhuǎn)動的能力，就是截面彎曲剛度。截面的轉(zhuǎn)動是以截面曲率剛度。截面的轉(zhuǎn)動是以截面曲率來度量的，因此截來度量的，因此截面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)

2、生單位曲率需要施加的彎矩面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)生單位曲率需要施加的彎矩值。值。留意，這里研究的是截面彎曲剛度，而不是桿件的彎留意，這里研究的是截面彎曲剛度，而不是桿件的彎曲線剛度曲線剛度 。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形0/iEI l為了便于工程應(yīng)用，對截面彎曲剛度的確定，采用以為了便于工程應(yīng)用，對截面彎曲剛度的確定，采用以下兩種簡化方法：下兩種簡化方法：1 1、混凝土未裂時的截面彎曲剛度、混凝土未裂時的截面彎曲剛度2 2、正常使用階段的截面彎曲剛度、正常使用階段的截面彎曲剛度1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形1 1、混凝土未裂時的截面彎曲剛度、混凝土未裂時的截

3、面彎曲剛度在混凝土開裂前的第在混凝土開裂前的第階段，可近似地把階段，可近似地把 關(guān)系關(guān)系曲線看成是直線，它的斜率就是截面彎曲剛度?？紤]曲線看成是直線，它的斜率就是截面彎曲剛度?？紤]到受拉區(qū)混凝土的塑性，故把混凝土的彈性模量降低到受拉區(qū)混凝土的塑性，故把混凝土的彈性模量降低1515，即取截面彎曲剛度，即取截面彎曲剛度1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形M00.85cBE I混凝土的彈性模量混凝土的彈性模量換算截面的截面慣性矩?fù)Q算截面的截面慣性矩?fù)Q算截面是指把截面上的鋼筋換算成混凝土后的純混換算截面是指把截面上的鋼筋換算成混凝土后的純混凝土截面。換算方法是把鋼筋截面面積乘以鋼筋彈性凝土

4、截面。換算方法是把鋼筋截面面積乘以鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值模量與混凝土彈性模量的比值 ，把鋼筋換，把鋼筋換算成混凝土后，其重心應(yīng)仍在鋼筋原來的重心處。算成混凝土后，其重心應(yīng)仍在鋼筋原來的重心處。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形/EscEE2、正常使用階段的截面彎曲剛度、正常使用階段的截面彎曲剛度鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗算是按正常使用極限狀鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗算是按正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行的，正常使用時它是帶裂縫工作的，即態(tài)的要求進(jìn)行的，正常使用時它是帶裂縫工作的，即處于第處于第階段，這時階段，這時 不能簡化成直線，所以截不能簡化成直線，所以截面彎曲剛度應(yīng)該比

5、面彎曲剛度應(yīng)該比 小，而且是隨彎矩的增大小，而且是隨彎矩的增大而變小的，是變化的值。而變小的，是變化的值。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形M00.85cE I鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正常使用時正截面承受的大致是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正常使用時正截面承受的大致是其受彎承載力的其受彎承載力的50%70%。截面彎曲剛度就是彎矩由零增加到截面彎曲剛度就是彎矩由零增加到0.5Mu0.7Mu過程過程中，截面彎曲剛度的總平均值。中，截面彎曲剛度的總平均值。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形8.1.2 短期截面彎曲剛度短期截面彎曲剛度截面彎曲剛度不僅隨彎矩或者說荷載的增大而減截面彎曲剛度不

6、僅隨彎矩或者說荷載的增大而減小，而且還將隨荷載作用時間的增長而減小。這里先小，而且還將隨荷載作用時間的增長而減小。這里先講不考慮時間因素的短期截面彎曲剛度，記作講不考慮時間因素的短期截面彎曲剛度，記作Bs。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形短期截面彎曲剛度的基本表達(dá)式短期截面彎曲剛度的基本表達(dá)式根據(jù)平截面假定，可得純彎區(qū)段的平均曲率根據(jù)平截面假定，可得純彎區(qū)段的平均曲率1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形01smcmrh與平均中和軸相對與平均中和軸相對應(yīng)的平均曲率半徑應(yīng)的平均曲率半徑分別為縱向受拉鋼筋重心分別為縱向受拉鋼筋重心處的平均拉應(yīng)變和受壓區(qū)處的平均拉應(yīng)變和受壓

7、區(qū)邊緣混凝土的平均壓應(yīng)變邊緣混凝土的平均壓應(yīng)變截面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)生單位曲率需要施加的彎截面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)生單位曲率需要施加的彎矩值。因此，短期截面彎曲剛度矩值。因此，短期截面彎曲剛度1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形0kkssmcmMM hB彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值01.15ksmssMA h E201.15kcmcMbh E裂縫間縱向受拉鋼筋裂縫間縱向受拉鋼筋的應(yīng)變不均勻系數(shù)的應(yīng)變不均勻系數(shù)受壓區(qū)邊緣混凝土平受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)均應(yīng)變綜合系數(shù)彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值：彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值：撓度驗算時要用荷載標(biāo)準(zhǔn)值，由荷載標(biāo)準(zhǔn)值在截?fù)隙闰炈銜r要用荷載標(biāo)準(zhǔn)值，由

8、荷載標(biāo)準(zhǔn)值在截面上產(chǎn)生的彎矩稱為彎矩的標(biāo)準(zhǔn)值，為了區(qū)別于彎矩面上產(chǎn)生的彎矩稱為彎矩的標(biāo)準(zhǔn)值，為了區(qū)別于彎矩設(shè)計值設(shè)計值M，故添加下標(biāo)；，故添加下標(biāo)；荷載有多種，例如結(jié)構(gòu)自重的永久荷載、樓面活荷載有多種，例如結(jié)構(gòu)自重的永久荷載、樓面活荷載等，把每一種荷載標(biāo)準(zhǔn)值在同一截面上產(chǎn)生的彎荷載等，把每一種荷載標(biāo)準(zhǔn)值在同一截面上產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值組合起來就是彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值。矩標(biāo)準(zhǔn)值組合起來就是彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合值。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變可以由裂縫截面處縱向受拉縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變可以由裂縫截面處縱向

9、受拉鋼筋的應(yīng)變來表達(dá)鋼筋的應(yīng)變來表達(dá)沿梁長，各正截面上受拉鋼的拉應(yīng)變和受壓區(qū)混凝土沿梁長，各正截面上受拉鋼的拉應(yīng)變和受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變都是不均勻分布的，裂縫截面處最大。的壓應(yīng)變都是不均勻分布的，裂縫截面處最大。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形smsk縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變裂縫截面處縱向受拉鋼裂縫截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)變筋的應(yīng)變圖示了沿一根試驗梁的梁長，實測的縱向受拉鋼筋的圖示了沿一根試驗梁的梁長，實測的縱向受拉鋼筋的應(yīng)變分布圖。由圖可見，在純彎端應(yīng)變分布圖。由圖可見，在純彎端A-A內(nèi)，鋼筋應(yīng)變內(nèi)，鋼筋應(yīng)變是不均勻的，裂縫截面處最大，離開裂縫截面就逐漸是不

10、均勻的，裂縫截面處最大，離開裂縫截面就逐漸減小，這是由于裂縫間的受拉混凝土參加工作，承擔(dān)減小，這是由于裂縫間的受拉混凝土參加工作，承擔(dān)了部分拉力。了部分拉力。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)反映了受拉鋼筋裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)反映了受拉鋼筋應(yīng)變的不均勻性，其物理意義就是表明了裂縫間受拉應(yīng)變的不均勻性，其物理意義就是表明了裂縫間受拉混凝土參加工作，對減小變形和裂縫寬度的貢獻(xiàn)。其混凝土參加工作，對減小變形和裂縫寬度的貢獻(xiàn)。其值愈小，說明裂縫間受拉混凝土幫助縱向受拉鋼筋承值愈小，說明裂縫間受拉混凝土幫助縱向受拉鋼筋承擔(dān)拉力的程度愈大，使擔(dān)拉力

11、的程度愈大，使 降低得愈多，對增大截面彎降低得愈多，對增大截面彎曲剛度、減小變形和裂縫寬度的貢獻(xiàn)愈大。曲剛度、減小變形和裂縫寬度的貢獻(xiàn)愈大。當(dāng)當(dāng) 時，表明此時裂縫間受拉混凝土全部退出工時，表明此時裂縫間受拉混凝土全部退出工作。作。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形smsmsk影響裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)的因素影響裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)的因素有效受拉混凝土截面面積有效受拉混凝土截面面積按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率率 （ ）因為參加工作的受拉混凝土主要是指鋼筋周圍的那部因為參加工作的受拉混凝土主要是指

12、鋼筋周圍的那部分有效范圍內(nèi)的受拉混凝土面積。當(dāng)按有效受拉混凝分有效范圍內(nèi)的受拉混凝土面積。當(dāng)按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率較小時，說明土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率較小時，說明參加受拉的混凝土相對面積大些，對縱向受拉鋼筋應(yīng)參加受拉的混凝土相對面積大些，對縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度也相應(yīng)大些，因而縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度也相應(yīng)大些，因而縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)就小些。變不均勻系數(shù)就小些。截面尺寸的影響，隨截面高度的增大，裂縫間縱向受截面尺寸的影響，隨截面高度的增大，裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)增大。拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)增大。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混

13、凝土構(gòu)件的變形teA/testeAA0.01te有效受拉混凝土截面面積有效受拉混凝土截面面積軸心受拉構(gòu)件，有效受拉混凝土截面面積即為構(gòu)件的軸心受拉構(gòu)件，有效受拉混凝土截面面積即為構(gòu)件的截面面積。截面面積。受彎構(gòu)件及偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件）受彎構(gòu)件及偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件）1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形teA0.5()teffAbhbb h裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)計算公式裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)計算公式當(dāng)當(dāng) 時，取時，取 ；當(dāng)；當(dāng) 時，取時，取 ；對直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取對直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取 。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形1.1

14、0.65tktesqf 與計算最大裂縫寬度時相同，即與計算最大裂縫寬度時相同，即按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉普通鋼筋應(yīng)力凝土構(gòu)件縱向受拉普通鋼筋應(yīng)力00.87qsqsMh A按荷載準(zhǔn)永久組合按荷載準(zhǔn)永久組合計算的截面彎矩計算的截面彎矩0.20.21.01.01.0短期截面彎曲剛度計算公式短期截面彎曲剛度計算公式適用于矩形、適用于矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面受彎構(gòu)件。形截面受彎構(gòu)件。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形2061.150.21 3.5sssEfE A hB sEcEE0()/()fffbb hbh00.2fhh 短期

15、截面彎曲剛度短期截面彎曲剛度綜上可知，短期截面彎曲剛度綜上可知，短期截面彎曲剛度Bs是受彎構(gòu)件的純彎區(qū)是受彎構(gòu)件的純彎區(qū)段在承受段在承受0的正截面受彎承載力的正截面受彎承載力Mu的第的第階段區(qū)段內(nèi)，考慮了裂縫間受拉混凝土的工作，即階段區(qū)段內(nèi)，考慮了裂縫間受拉混凝土的工作，即縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，也考慮了受壓區(qū)邊緣縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，也考慮了受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變的不均勻性，從而用純彎區(qū)段的平均曲混凝土壓應(yīng)變的不均勻性，從而用純彎區(qū)段的平均曲率來求得率來求得Bs的。的。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形8.1.3 受彎構(gòu)件的截面彎曲剛度受彎構(gòu)件的截面彎曲剛度B在荷載長

16、期作用下，構(gòu)件截面彎曲剛度將會降低，致在荷載長期作用下，構(gòu)件截面彎曲剛度將會降低，致使構(gòu)件的撓度增大。在實際工程中，總是有部分荷載使構(gòu)件的撓度增大。在實際工程中，總是有部分荷載長期作用在構(gòu)件上，因此計算撓度時必須采用按荷載長期作用在構(gòu)件上，因此計算撓度時必須采用按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載效應(yīng)的長期作用影響的剛效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載效應(yīng)的長期作用影響的剛度度B。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形1.荷載長期作用下剛度降低的原因荷載長期作用下剛度降低的原因在荷載長期作用下，受壓混凝土將發(fā)生徐變，即荷載在荷載長期作用下，受壓混凝土將發(fā)生徐變，即荷載不增加而變形卻隨時間增長。在配筋

17、率不高的梁中，不增加而變形卻隨時間增長。在配筋率不高的梁中，由于裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋由于裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋的徐變滑移，使受拉混凝土不斷退出工作，因而受拉的徐變滑移，使受拉混凝土不斷退出工作，因而受拉鋼筋平均應(yīng)變和平均應(yīng)力亦將隨時間而增大。鋼筋平均應(yīng)變和平均應(yīng)力亦將隨時間而增大。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形同時，由于裂縫不斷向上發(fā)展，使其上部原來受拉的同時，由于裂縫不斷向上發(fā)展，使其上部原來受拉的混凝土脫離工作，以及由于受壓混凝土的塑性發(fā)展，混凝土脫離工作，以及由于受壓混凝土的塑性發(fā)展，使內(nèi)力臂減小，也將引起鋼筋應(yīng)變和應(yīng)力的增大。

18、以使內(nèi)力臂減小，也將引起鋼筋應(yīng)變和應(yīng)力的增大。以上這些情況都會導(dǎo)致曲率增大、剛度降低。此外，由上這些情況都會導(dǎo)致曲率增大、剛度降低。此外，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?？傊?，凡是曲，亦將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低?？傊彩怯绊懟炷列熳兒褪湛s的因素都將導(dǎo)致剛度的降低，影響混凝土徐變和收縮的因素都將導(dǎo)致剛度的降低，使構(gòu)件撓度增大。使構(gòu)件撓度增大。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形2.截面彎曲剛度截面彎曲剛度彎矩的準(zhǔn)永久組合值彎矩的準(zhǔn)永久組合值Mq在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，荷載的值不隨時間

19、變化，稱為在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，荷載的值不隨時間變化，稱為永久荷載或恒荷載，例如結(jié)構(gòu)的自身重力等。永久荷載或恒荷載，例如結(jié)構(gòu)的自身重力等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，荷載的值隨時間而變化，稱為在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，荷載的值隨時間而變化，稱為可變荷載或活荷載，例如樓面活荷載等。可變荷載或活荷載，例如樓面活荷載等。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形不過，活荷載中也會有一部分荷載值是隨時間變化不不過，活荷載中也會有一部分荷載值是隨時間變化不大的，這部分荷載稱為準(zhǔn)永久荷載，例如住宅家中的大的，這部分荷載稱為準(zhǔn)永久荷載，例如住宅家中的家具等。而書庫等建筑物的樓面活荷載中，準(zhǔn)永久荷家具等。而書庫等建筑物

20、的樓面活荷載中，準(zhǔn)永久荷載值占的比例將達(dá)到載值占的比例將達(dá)到80%。作用在結(jié)構(gòu)上的荷載往往有多種，例如作用在樓面梁作用在結(jié)構(gòu)上的荷載往往有多種，例如作用在樓面梁上的荷載有結(jié)構(gòu)自重永久荷載和樓面活荷載。由上的荷載有結(jié)構(gòu)自重永久荷載和樓面活荷載。由永久荷載產(chǎn)生的彎矩與由活荷載中的準(zhǔn)永久荷載產(chǎn)生永久荷載產(chǎn)生的彎矩與由活荷載中的準(zhǔn)永久荷載產(chǎn)生的彎矩組合起來，就稱為彎矩的準(zhǔn)永久組合。的彎矩組合起來，就稱為彎矩的準(zhǔn)永久組合。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形受彎構(gòu)件撓度驗算時采用的截面彎曲剛度受彎構(gòu)件撓度驗算時采用的截面彎曲剛度B，是在它，是在它的短期剛度的短期剛度Bs的基礎(chǔ)上，用彎矩的準(zhǔn)永

21、久組合值的基礎(chǔ)上，用彎矩的準(zhǔn)永久組合值Mq對對撓度增大的影響系數(shù)撓度增大的影響系數(shù)來考慮荷載長期作用部分的影響。來考慮荷載長期作用部分的影響。因此，僅需對在因此，僅需對在Mq作用下的那部分長期撓度乘以作用下的那部分長期撓度乘以，而在而在MkMq作用下產(chǎn)生的短期撓度部分是不必作用下產(chǎn)生的短期撓度部分是不必增大的。增大的。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形截面剛度截面剛度B的計算公式的計算公式該式即為彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的該式即為彎矩的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的剛度，實質(zhì)上是考慮荷載長期作用部分使剛度降低的剛度，實質(zhì)上是考慮荷載長期作用部分使剛度降低的因素后，對

22、短期剛度因素后，對短期剛度Bs的修正。的修正。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形(1)ksqkMBBMM2.00.4考慮荷載長期作用對撓考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數(shù)度增大的影響系數(shù)8.1.4 最小剛度原則與撓度驗算最小剛度原則與撓度驗算1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形沿梁長的剛度與曲率分布沿梁長的剛度與曲率分布“最小剛度原則就是在簡支梁全跨長范圍內(nèi)，可都按最小剛度原則就是在簡支梁全跨長范圍內(nèi)，可都按彎矩最大處的截面彎曲剛度，亦即按最小的截面彎曲彎矩最大處的截面彎曲剛度，亦即按最小的截面彎曲剛度，用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式剛度，用材料力學(xué)方法中

23、不考慮剪切變形影響的公式來計算撓度。當(dāng)構(gòu)件上存在正、負(fù)彎矩時，可分別取來計算撓度。當(dāng)構(gòu)件上存在正、負(fù)彎矩時，可分別取同號彎矩區(qū)段內(nèi)同號彎矩區(qū)段內(nèi)Mmax處截面的最小剛度計算撓處截面的最小剛度計算撓度。度。當(dāng)用當(dāng)用Bmin代替勻質(zhì)彈性材料梁截面彎曲剛度代替勻質(zhì)彈性材料梁截面彎曲剛度EI后，梁后，梁的撓度計算就十分簡便。的撓度計算就十分簡便。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形按按要求，撓度驗算應(yīng)滿足要求，撓度驗算應(yīng)滿足1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形limff撓度限值，查表撓度限值，查表20kM lfSB與荷載形式、支承條與荷載形式、支承條件有關(guān)的撓度系數(shù)件有關(guān)的撓度

24、系數(shù)計算跨度計算跨度對于連續(xù)梁的跨中撓度，當(dāng)為等截面且對于連續(xù)梁的跨中撓度，當(dāng)為等截面且計算跨度內(nèi)的支座截面彎曲剛度不大于計算跨度內(nèi)的支座截面彎曲剛度不大于跨中截面彎曲剛度的兩倍或不小于跨中跨中截面彎曲剛度的兩倍或不小于跨中截面彎曲剛度的二分之一時，也可按跨截面彎曲剛度的二分之一時，也可按跨中最大彎矩截面的截面彎曲剛度計算。中最大彎矩截面的截面彎曲剛度計算。8.1.5 對撓度驗算的討論對撓度驗算的討論1.與截面承載力計算的區(qū)別與截面承載力計算的區(qū)別（1極限狀態(tài)不同極限狀態(tài)不同截面承載力計算是為了結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足承載力極截面承載力計算是為了結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足承載力極限狀態(tài)要求的；撓度、裂縫寬度

25、驗算則是為了滿足正限狀態(tài)要求的；撓度、裂縫寬度驗算則是為了滿足正常使用極限狀態(tài)的。常使用極限狀態(tài)的。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形（2要求不同要求不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)對生命財產(chǎn)的危害結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)對生命財產(chǎn)的危害程度比不滿足承載能力極限狀態(tài)的要小，因此對滿足程度比不滿足承載能力極限狀態(tài)的要小，因此對滿足正常使用極限狀態(tài)的要求可以放寬些。正常使用極限狀態(tài)的要求可以放寬些。（3受力階段不同受力階段不同截面承載力以破壞階段為計算的依據(jù)；第截面承載力以破壞階段為計算的依據(jù)；第階段是構(gòu)階段是構(gòu)件正常使用時的受力狀態(tài)，它是撓度、裂縫寬度驗算件正常使用時的受力

26、狀態(tài)，它是撓度、裂縫寬度驗算的依據(jù)。的依據(jù)。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形2.配筋率對承載力和撓度的影響配筋率對承載力和撓度的影響3.跨高比跨高比4.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形限值混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形限值（保證建筑的使用功能要求。（保證建筑的使用功能要求。（防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響（防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響（防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。（防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。（保證人們的感覺在可接受程度之內(nèi)。（保證人們的感覺在可接受程度之內(nèi)。1 1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形0/lh裂縫有多種，這里講的是軸心受拉、受彎、偏心受力裂縫有多種，這里講的是軸心受拉、受彎、偏心受力

27、等構(gòu)件的計算軸向相垂直的垂直裂縫，即正截面裂縫。等構(gòu)件的計算軸向相垂直的垂直裂縫，即正截面裂縫。與撓度驗算時一樣，裂縫寬度驗算也采用荷載準(zhǔn)永久與撓度驗算時一樣，裂縫寬度驗算也采用荷載準(zhǔn)永久組合和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。組合和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。2 2 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算8.2.1 裂縫的機(jī)理裂縫的機(jī)理1.裂縫的出現(xiàn)裂縫的出現(xiàn)混凝土一開裂，張緊的混凝土就像剪斷了的橡皮筋那混凝土一開裂，張緊的混凝土就像剪斷了的橡皮筋那樣向裂縫兩側(cè)回縮，但這種回縮是不自由的，它受到樣向裂縫兩側(cè)回縮，但這種回縮是不自由的，它受到鋼筋的約束，直到被阻止。鋼筋的約束，直到被阻止。2.裂縫的起

28、出裂縫的起出隨著彎矩的增大，裂縫將逐條出現(xiàn)，當(dāng)截面彎矩達(dá)到隨著彎矩的增大，裂縫將逐條出現(xiàn)，當(dāng)截面彎矩達(dá)到0.5Mu0.7Mu時，裂縫將基本時，裂縫將基本“出齊出齊”，即裂縫的分布，即裂縫的分布處于穩(wěn)定狀態(tài)。處于穩(wěn)定狀態(tài)。2 2 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算3.裂縫間距裂縫間距假設(shè)材料勻質(zhì)，則兩條相鄰裂縫的最大間距應(yīng)為假設(shè)材料勻質(zhì)，則兩條相鄰裂縫的最大間距應(yīng)為 。比比 稍大一點時，就會在其中央再出現(xiàn)一條新裂縫，稍大一點時，就會在其中央再出現(xiàn)一條新裂縫，使裂縫間距變?yōu)闋?。因此，從理論上講，裂縫間距在使裂縫間距變?yōu)闋?。因此，從理論上講，裂縫間距在 之間，其平均裂縫間距為之

29、間，其平均裂縫間距為 。在此，在此， 即為粘結(jié)應(yīng)力作用長度，也可稱傳遞長度。即為粘結(jié)應(yīng)力作用長度，也可稱傳遞長度。2 2 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算2l2l1 2l1.5ll4.裂縫寬度裂縫寬度我國我國定義的裂縫開展寬度是指定義的裂縫開展寬度是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面混凝土的裂縫寬度。受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面混凝土的裂縫寬度。裂縫的寬度就等于裂縫間鋼筋的伸長減去混凝土的伸裂縫的寬度就等于裂縫間鋼筋的伸長減去混凝土的伸長?？梢姡芽p間距小，裂縫寬度就小，即裂縫密而長?？梢?，裂縫間距小，裂縫寬度就小，即裂縫密而細(xì)，這是工程中所希望的。細(xì)，這是工程中所希望的。

30、2 2 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算8.2.2 最大裂縫寬度及其驗算最大裂縫寬度及其驗算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范把鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混把鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級分為個等級。一級和二級凝土構(gòu)件的裂縫控制等級分為個等級。一級和二級指的是要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；三級裂指的是要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；三級裂縫控制等級時，鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度可按縫控制等級時，鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度可按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的效應(yīng)計算，最荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的效應(yīng)計算，最大裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定：大裂縫

31、寬度應(yīng)符合下列規(guī)定：2 2 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗算maxlimwwmax(1.90.08)sqeqcrsstedwcmmE 最大裂縫寬度限值，查表最大裂縫寬度限值，查表外觀外觀耐久性耐久性8.3.1 延性的概念延性的概念構(gòu)造、構(gòu)件或截面的延性是指從屈服到破壞的變形能構(gòu)造、構(gòu)件或截面的延性是指從屈服到破壞的變形能力。也就是說，延性是反映它們的后期變形能力的。力。也就是說，延性是反映它們的后期變形能力的。要求它們具有一定的延性，其目的在于要求它們具有一定的延性，其目的在于（1有利于吸收和耗散地震能量，滿足抗震方面要求；有利于吸收和耗散地震能量，滿足抗震方面要求；（

32、2防止發(fā)生像超筋梁那樣的脆性破壞，以確保生命防止發(fā)生像超筋梁那樣的脆性破壞，以確保生命和財產(chǎn)的安全；（和財產(chǎn)的安全；（3在超靜定結(jié)構(gòu)中，能更好地適應(yīng)在超靜定結(jié)構(gòu)中，能更好地適應(yīng)地基不均勻沉降以及溫度變化等情況；（地基不均勻沉降以及溫度變化等情況；（4使超靜定使超靜定結(jié)構(gòu)能夠充分地進(jìn)行內(nèi)力重分布，并避免配筋疏密懸結(jié)構(gòu)能夠充分地進(jìn)行內(nèi)力重分布，并避免配筋疏密懸殊，便于施工，節(jié)約鋼材。殊，便于施工，節(jié)約鋼材。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性8.3.2 影響構(gòu)件延性的因素影響構(gòu)件延性的因素（1縱向受拉鋼筋配筋率縱向受拉鋼筋配筋率 增大，延性減小。增大，延性減小。（2受壓鋼筋配筋率受壓鋼

33、筋配筋率 增大，延性增大。增大，延性增大。（3混凝土極限壓應(yīng)變混凝土極限壓應(yīng)變 增大，則延性增大。增大，則延性增大。（4混凝土強(qiáng)度等級提高，而鋼筋屈服強(qiáng)度適當(dāng)降低，混凝土強(qiáng)度等級提高，而鋼筋屈服強(qiáng)度適當(dāng)降低，也可使延性有所提高。也可使延性有所提高。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性cu延性系數(shù)延性系數(shù)延性系數(shù)越大，構(gòu)件的延性越好延性系數(shù)越大，構(gòu)件的延性越好提高截面延性的措施主要有：提高截面延性的措施主要有：（1限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于2.5%；受壓區(qū)高度；受壓區(qū)高度 ；（2規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般使其規(guī)定受壓鋼筋和

34、受拉鋼筋的最小比例，一般使其保持為保持為0.30.5；（3在彎矩較大的區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。在彎矩較大的區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。 3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性0(0.25 0.35)xh提高截面延性的措施主要有：提高截面延性的措施主要有：（1限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于2.5%；受壓區(qū)高度；受壓區(qū)高度 ；（2規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般使其規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般使其保持為保持為0.30.5；（3在彎矩較大的區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。在彎矩較大的區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。 3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性0(0.

35、25 0.35)xh8.3.3 偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性的分析偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性的分析影響偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)的兩個綜合因素影響偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)的兩個綜合因素是和受彎構(gòu)件相同的，其差別主要是偏心受壓構(gòu)件存是和受彎構(gòu)件相同的，其差別主要是偏心受壓構(gòu)件存在軸向壓力，致使受壓區(qū)的高度增大，截面曲率延性在軸向壓力，致使受壓區(qū)的高度增大，截面曲率延性系數(shù)降低較多。系數(shù)降低較多。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性試驗研究表明，軸壓比是影響偏心受壓構(gòu)件截面曲率試驗研究表明，軸壓比是影響偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)的主要因素之一，在相同混凝土極限壓應(yīng)變延性系數(shù)的主要因素

36、之一，在相同混凝土極限壓應(yīng)變值的情況下，軸壓比越大，截面受壓區(qū)高度越大，則值的情況下，軸壓比越大，截面受壓區(qū)高度越大，則截面的曲率延性系數(shù)越小。截面的曲率延性系數(shù)越小。為了防止出現(xiàn)小偏心受壓破壞形態(tài)，保證偏心受壓構(gòu)為了防止出現(xiàn)小偏心受壓破壞形態(tài)，保證偏心受壓構(gòu)件截面具有一定的延性，應(yīng)限制軸壓比。件截面具有一定的延性，應(yīng)限制軸壓比。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性偏心受壓構(gòu)件配箍率的大小，對截面曲率延性系數(shù)的偏心受壓構(gòu)件配箍率的大小，對截面曲率延性系數(shù)的影響較大。影響較大。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性配箍率對棱柱體試件應(yīng)力配箍率對棱柱體試件應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的

37、影響應(yīng)變曲線的影響試驗還表明，如采用密排的封閉箍筋或在矩形、方形試驗還表明，如采用密排的封閉箍筋或在矩形、方形箍內(nèi)附加其他形式的箍筋以及采用螺旋箍筋，都能有箍內(nèi)附加其他形式的箍筋以及采用螺旋箍筋，都能有效地提高受壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變值，從而增大截效地提高受壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變值，從而增大截面延性。面延性。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性8.3.4 框架柱的軸壓比限值框架柱的軸壓比限值框架柱的軸壓比是指考慮地震作用組合的框架柱名義框架柱的軸壓比是指考慮地震作用組合的框架柱名義壓應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值的比值，即壓應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值的比值，即或者說，軸壓比是框

38、架柱軸向壓力設(shè)計值與柱全截面或者說，軸壓比是框架柱軸向壓力設(shè)計值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積的比值。面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積的比值。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性NcNf A大偏心受壓破壞屬于延性破壞類型，小偏心受壓破壞大偏心受壓破壞屬于延性破壞類型，小偏心受壓破壞屬于脆性破壞類型。為了使得框架柱有較好的抗震性屬于脆性破壞類型。為了使得框架柱有較好的抗震性能，就要求它的破壞形態(tài)是屬于延性破壞類型的。于能，就要求它的破壞形態(tài)是屬于延性破壞類型的。于是就把界限破壞時的軸壓比作為分界線，稱為軸壓比是就把界限破壞時的軸壓比作為分界線，稱為軸壓比限值限值 ，當(dāng)

39、滿足，當(dāng)滿足 時，框架柱的破壞形態(tài)時，框架柱的破壞形態(tài)就是大偏心受壓的，即屬于延性破壞類型。就是大偏心受壓的，即屬于延性破壞類型。3 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性NNN混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足安全性、適用性和耐久性三方面的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足安全性、適用性和耐久性三方面的要求，承載力計算與變形、裂縫寬度驗算是分別為了要求，承載力計算與變形、裂縫寬度驗算是分別為了滿足安全性與適用性的要求。滿足安全性與適用性的要求?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計使用年限混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修就可滿足正內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修就可滿

40、足正常使用和安全功能要求的能力。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計常使用和安全功能要求的能力。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為使用年限為50年。年?；炷恋奶蓟颁摻钿P蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的混凝土的碳化及鋼筋銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最主要的因素。最主要的因素。4 4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性8.4.2 混凝土的碳化混凝土的碳化大氣環(huán)境中的大氣環(huán)境中的CO2引起混凝土中性化的過程稱為混凝引起混凝土中性化的過程稱為混凝土的碳化。土的碳化。碳化對混凝土本身是無害的，但碳化會破壞鋼筋表面碳化對混凝土本身是無害的，但碳化會破壞鋼筋表面的氧化膜，為鋼筋銹蝕創(chuàng)造了前提條件；同時碳化會的氧化膜，為鋼筋銹蝕創(chuàng)造了前提條件；同時碳化會加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開裂，使鋼筋容易加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開裂，使鋼筋容易銹蝕。銹蝕。碳化了使混凝土的碳化了使混凝土的pH 值降到值降到10以下，當(dāng)碳化從構(gòu)件表以下，當(dāng)碳化從構(gòu)件表面開始向內(nèi)發(fā)展，使保護(hù)層完全碳化直至鋼筋表面面開始向內(nèi)發(fā)展，使保護(hù)層完全碳化直至鋼筋表面時，氧化膜就被破壞了，這叫脫鈍。時，氧化膜就被破壞了，這叫脫鈍。4 4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土材料自身的影響不可忽視?；炷翉?qiáng)度等級愈混凝土材料自身的影響不可忽視?；炷翉?qiáng)度等級愈高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈密實，孔隙率愈低，孔徑也愈小，