第九章混凝土構(gòu)件正常使用性能

1、河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋混凝土構(gòu)件的變形和裂縫驗(yàn)算變形和裂縫驗(yàn)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 考慮構(gòu)件變形、裂縫的重要性；考慮構(gòu)件變形、裂縫的重要性；掌握掌握受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗(yàn)算方法；受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗(yàn)算方法；掌握掌握受彎構(gòu)件截面剛度計(jì)算與變形驗(yàn)算方法。受彎構(gòu)件截面剛度計(jì)算與變形驗(yàn)算方法。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院一、引言一、引言結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性的可靠性本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容具有足夠的承載力和具有足夠的承載力和變形能力變形能力安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性

2、在使用荷載下不產(chǎn)生在使用荷載下不產(chǎn)生過(guò)大的裂縫和變形過(guò)大的裂縫和變形在一定時(shí)期內(nèi)維持其安在一定時(shí)期內(nèi)維持其安全性和適用性的能力全性和適用性的能力河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的危害性危害性比不滿足比不滿足承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)的要的要小小，其相應(yīng)，其相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo)的目標(biāo)可靠指標(biāo)b b 值要小些，故稱值要小些，故稱正常使用極限狀正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算態(tài)驗(yàn)算，并在驗(yàn)算時(shí)采用，并在驗(yàn)算時(shí)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值、和、和材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)構(gòu)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)構(gòu)系數(shù) 0=1.0。一、引言一

3、、引言河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合kGkQ1kciQik2niSSSS短期荷載效應(yīng)組合短期荷載效應(yīng)組合準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合qGkqiQik1niSSS長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合1 1 概概 述述CS 一、引言一、引言河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因施工期間產(chǎn)生的裂縫和施工期間產(chǎn)生的裂縫和使用期間產(chǎn)生的裂縫使用期間產(chǎn)生的裂縫按裂縫的產(chǎn)生時(shí)間按裂縫的產(chǎn)生時(shí)間龜裂、橫向裂縫（與構(gòu)龜裂、橫向裂縫（與構(gòu)件軸線垂直）、縱向裂件軸線垂直）、縱向裂縫、斜裂縫、八字裂縫、縫、斜裂縫、八字裂縫、X形交叉裂縫等形交叉裂

4、縫等按裂縫的產(chǎn)生原因按裂縫的產(chǎn)生原因非受力因素產(chǎn)生的裂縫非受力因素產(chǎn)生的裂縫和受力因素產(chǎn)生的裂縫和受力因素產(chǎn)生的裂縫按裂縫的形態(tài)按裂縫的形態(tài)1. 分類分類河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因固體下沉，表面泌水而引起的。固體下沉，表面泌水而引起的。大風(fēng)、高溫使水分從混凝土表面大風(fēng)、高溫使水分從混凝土表面快速蒸發(fā)引起的（龜裂）?？焖僬舭l(fā)引起的（龜裂）。塑性裂縫塑性裂縫施工期間的裂縫施工期間的裂縫2. 成因成因采取的措施：采取的措施：a.a.級(jí)配良好的骨料；級(jí)配良好的骨料；b.b.控制水灰控制水灰比；比；c.c.提高施工質(zhì)量提高施工質(zhì)量河南理工大學(xué)

5、土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因混凝土的收縮受到約束后混凝土的收縮受到約束后產(chǎn)生的裂縫產(chǎn)生的裂縫約束收縮裂縫約束收縮裂縫施工期間的裂縫施工期間的裂縫2. 成因成因采取的措施：采取的措施：a.a.設(shè)置伸縮縫；設(shè)置伸縮縫；b.b.改善水泥性能；改善水泥性能；c. c. 降低水灰比；降低水灰比；d. d. 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。溫度裂縫溫度裂縫大體積混凝土中由于混凝土水化作用產(chǎn)大體積混凝土中由于混凝土水化作用產(chǎn)生的水化熱使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生溫度差。生的水化熱使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生溫度差。采取的措施：采取的措施：a.a.對(duì)混凝土分層分塊；對(duì)混凝土分層分塊；b.b.低熱水

6、泥；低熱水泥；c. c. 人工冷卻人工冷卻河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因使用期間的裂縫使用期間的裂縫-鋼筋銹蝕引起的裂縫鋼筋銹蝕引起的裂縫采取的措施：采取的措施：a.a.提高混凝提高混凝土的密實(shí)性；土的密實(shí)性；b.b.加大保護(hù)加大保護(hù)層厚度層厚度河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因使用期間的裂縫使用期間的裂縫-溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度區(qū)段溫度區(qū)段氣溫升高氣溫升高T采取的措施：設(shè)置伸縮縫采取的措施：設(shè)置伸縮縫河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院

7、二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因使用期間的裂縫使用期間的裂縫-地基不均勻沉降引起的裂縫地基不均勻沉降引起的裂縫采取的措施：采取的措施：a.a.構(gòu)構(gòu)造措施；造措施；b.b.設(shè)置沉設(shè)置沉降縫；降縫；河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因使用期間的裂縫使用期間的裂縫-外部環(huán)境引起的裂縫外部環(huán)境引起的裂縫凍融循環(huán)作用凍融循環(huán)作用堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)鹽類腐蝕鹽類腐蝕外部環(huán)境外部環(huán)境酸類腐蝕酸類腐蝕采取的措施：采取的措施：a a采用采用優(yōu)質(zhì)骨料和低堿水泥；優(yōu)質(zhì)骨料和低堿水泥；b.b.提高密實(shí)性提高密實(shí)性河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)

8、院二、裂縫的分類與成因二、裂縫的分類與成因使用期間的裂縫使用期間的裂縫-荷載引起的裂縫荷載引起的裂縫斜裂縫！斜裂縫！垂直裂垂直裂縫！縫！縱向裂縱向裂縫！縫！拉、彎、剪、扭、粘結(jié)等引起的裂縫拉、彎、剪、扭、粘結(jié)等引起的裂縫目前，只有在拉、彎狀態(tài)下混目前，只有在拉、彎狀態(tài)下混凝土橫向裂縫寬度的計(jì)算理論凝土橫向裂縫寬度的計(jì)算理論比較成熟。這也是下面所要介比較成熟。這也是下面所要介紹的主要內(nèi)容紹的主要內(nèi)容河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院裂縫的控裂縫的控制等級(jí)制等級(jí)嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫一級(jí)一級(jí)二級(jí)二級(jí)三級(jí)三級(jí)一般要求不出現(xiàn)裂縫一般要求不出現(xiàn)裂縫可以出現(xiàn)裂縫但要驗(yàn)算裂可以出

9、現(xiàn)裂縫但要驗(yàn)算裂縫的寬度縫的寬度limmaxww由由規(guī)范規(guī)范根據(jù)具體的情根據(jù)具體的情況確定況確定1、概述、概述三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院2、裂縫的出現(xiàn)和分布規(guī)律、裂縫的出現(xiàn)和分布規(guī)律三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算ac(a)(a)裂縫即將出現(xiàn)裂縫即將出現(xiàn)acb(b)(b)第一批裂縫出現(xiàn)第一批裂縫出現(xiàn)acb(c) (c) 裂縫的分布及開展裂縫的分布及開展河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院裂縫相繼出現(xiàn)，第二條裂縫總是離第一條裂縫一定距離裂縫相繼出現(xiàn)，第二條裂縫總是離第一條裂縫一定距離加載到一

10、定階段后，不再出現(xiàn)新的裂縫裂縫出齊加載到一定階段后，不再出現(xiàn)新的裂縫裂縫出齊裂縫的間距最終將穩(wěn)定在（裂縫的間距最終將穩(wěn)定在（l2 l）之間，）之間，平均間距可取平均間距可取1.5 l三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算2、裂縫的出現(xiàn)和分布規(guī)律、裂縫的出現(xiàn)和分布規(guī)律河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院wmax的計(jì)算方法的計(jì)算方法規(guī)范規(guī)范的思路：的思路：得到最大裂縫寬度得到最大裂縫寬度wmax根據(jù)裂縫出現(xiàn)機(jī)理根據(jù)裂縫出現(xiàn)機(jī)理建立理論公式，計(jì)算平均裂縫寬度建立理論公式，計(jì)算平均裂縫寬度wm按試驗(yàn)資料確定擴(kuò)大系數(shù)按試驗(yàn)資料確定擴(kuò)大系數(shù)三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂

11、縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院3 3、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skss1stkteAAf Askss1smAAultktemfAlutkmmte1te31.58 =f dlldk 三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算bhbfbfbh0.5hhfhftesteAA有效配筋率有效配筋率有效受有效受拉面積拉面積fftetehbbbhAbhA)(5 . 0受彎構(gòu)件：軸拉構(gòu)件：河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河

12、南理工大學(xué)土木工程學(xué)院m1tedlkm21tedlk ck但上式中，當(dāng)?shù)鲜街校?dāng) 趨于零時(shí)，裂縫間距也趨于零，這與趨于零時(shí)，裂縫間距也趨于零，這與實(shí)際不符。試驗(yàn)表明，當(dāng)實(shí)際不符。試驗(yàn)表明，當(dāng)很小時(shí)，裂縫間距趨于某一常很小時(shí)，裂縫間距趨于某一常數(shù)，該數(shù)與數(shù)，該數(shù)與混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度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：te/dte/d三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算當(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，裂縫寬度也越小。越小。河南理工大學(xué)土木

13、工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院對(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 m的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為mte1.1(1.90.08)dlc軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件mte1.0(1.90.08)dlc受彎、偏拉、偏壓受彎、偏拉、偏壓構(gòu)件構(gòu)件三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院)08. 09 . 1 (teeqmdclb te0.01時(shí)，取時(shí)，取 te=0.01c65時(shí)，時(shí)，取取c=65軸拉取軸拉取1.1；其；其他受力構(gòu)件他受力構(gòu)件1.0iiiiieqdndnd2光圓，取光圓，取0.7；變

14、形，取變形，取1.0三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算4. 平均裂縫寬度平均裂縫寬度wmv粘結(jié)粘結(jié)-滑移理論：滑移理論： 裂縫寬度等于裂縫裂縫寬度等于裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋和混間距范圍內(nèi)鋼筋和混凝土的變形差凝土的變形差；v 無(wú)滑移理論：無(wú)滑移理論： 構(gòu)件表面裂縫寬度構(gòu)件表面裂縫寬度主要是由鋼筋周圍的主要是由鋼筋周圍的混凝土回縮形成的混凝土回縮形成的；我國(guó)我國(guó)規(guī)范規(guī)范是建立在粘結(jié)是建立在粘結(jié)滑移理論和無(wú)滑滑移理論和無(wú)滑移理論的基礎(chǔ)上，移理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量試驗(yàn)結(jié)果得到的結(jié)合大量試驗(yàn)

15、結(jié)果得到的半理論半理論半經(jīng)驗(yàn)半經(jīng)驗(yàn)公式。公式。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算平均裂縫寬度平均裂縫寬度wm等于構(gòu)件裂縫區(qū)段內(nèi)鋼筋的平均伸長(zhǎng)與相等于構(gòu)件裂縫區(qū)段內(nèi)鋼筋的平均伸長(zhǎng)與相應(yīng)水平處混凝土平均伸長(zhǎng)的差值。應(yīng)水平處混凝土平均伸長(zhǎng)的差值。ctmmsm 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)裂縫間混凝土伸長(zhǎng)對(duì)裂縫寬度的影響系數(shù)，一般取裂縫間混凝土伸長(zhǎng)對(duì)裂縫寬度的影響系數(shù)，一般取0.85skc式

16、中：式中：河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力sk可按裂縫截面處力的平衡條件求得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式中式中三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件ksks0MAh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0.87kM0h式

17、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)力三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)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)變的影響程度向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算tktesk1.10.651f 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，對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件取接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件取1河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院b)08. 09 . 1 (maxt

18、eeqssklcdcEkw0.852 . 0, 2 . 00 . 1, 0 . 1,65. 01 . 1取取sktetkf087. 0hAMANsksksksk受彎：軸拉：三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算skmcmswlE 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院5、裂縫的最大寬度、裂縫的最大寬度由裂縫的統(tǒng)計(jì)特性，按由裂縫的統(tǒng)計(jì)特性，按95%的保證率的保證率考慮到長(zhǎng)期荷載下，混凝土徐變影響導(dǎo)致裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，考慮到長(zhǎng)期荷載下，混凝土徐變影響導(dǎo)致裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，取擴(kuò)大系數(shù)為取擴(kuò)大系數(shù)為1.5，（軸拉，偏拉），（受彎，偏壓）mmwwww9 . 166. 1maxmax)08

19、. 09 . 1 (maxteeqsscrdcEw1 . 20 . 185. 066. 15 . 14 . 20 . 185. 09 . 15 . 17 . 21 . 185. 09 . 15 . 1crcrcr受彎、偏壓：偏拉：軸拉：三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 wmaxwlim注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)：u直接承受輕、中級(jí)吊車的構(gòu)件直接承受輕、中級(jí)吊車的構(gòu)件可將計(jì)算求得的最大裂縫寬度乘以可將計(jì)算求得的最大裂縫寬度乘以0.850.85u偏壓構(gòu)件偏壓構(gòu)件當(dāng)當(dāng)e0/h00.55的，試驗(yàn)表明最大裂縫寬度小于允許值，的，試驗(yàn)表明最大裂縫寬

20、度小于允許值，因此可不予驗(yàn)算。因此可不予驗(yàn)算。u對(duì)于斜裂縫寬度，當(dāng)配置受剪承載力所需的腹筋后，使用階段對(duì)于斜裂縫寬度，當(dāng)配置受剪承載力所需的腹筋后，使用階段裂縫寬度一般小于裂縫寬度一般小于0.2mm0.2mm，可不驗(yàn)算，可不驗(yàn)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院)08. 09 . 1 (maxteeqsskcrdcEw減小鋼筋直徑、選擇帶肋鋼筋、增大鋼筋用量減小鋼筋直徑、選擇帶肋鋼筋、增大鋼筋用量減小保護(hù)層厚度減小保護(hù)層厚度增大截面尺寸增大截面尺寸提高混凝土強(qiáng)度提高混凝土強(qiáng)度在主筋與構(gòu)件表面間的保在主筋與構(gòu)件表面間的保護(hù)層內(nèi)，設(shè)

21、置鋼筋網(wǎng)片護(hù)層內(nèi)，設(shè)置鋼筋網(wǎng)片三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算三、橫向受力裂縫寬度的計(jì)算tktesk1.10.651f 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院撓度驗(yàn)算撓度驗(yàn)算條件條件fmax flim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在可接受的程度之內(nèi)保證使用者的感覺在可接受的程度之內(nèi)主要從以下幾個(gè)方面考慮：主要從以下幾個(gè)方面考慮：四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 2lEIMSf勻質(zhì)彈性材料梁的

22、勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度跨中撓度f(wàn) 為為：撓度系數(shù)：撓度系數(shù)：與荷載形式、支撐條件有關(guān)與荷載形式、支撐條件有關(guān)抗彎剛度抗彎剛度 EIMMEI EIM反映了截面彎矩與曲率之間的物理關(guān)系反映了截面彎矩與曲率之間的物理關(guān)系抗彎剛度抗彎剛度EI: : 使截面產(chǎn)生單位曲率所需要施加的彎矩使截面產(chǎn)生單位曲率所需要施加的彎矩體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度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)河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院勻質(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(wàn) 為為20MlfEI混凝土

23、受彎構(gòu)件的跨中撓度混凝土受彎構(gòu)件的跨中撓度f(wàn) 為為20MlfBB 仍稱為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均仍稱為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均勻的勻的非彈性材料非彈性材料，其變形模量，其變形模量Ec隨截面應(yīng)力增大而減小，隨截面應(yīng)力增大而減小，而裂縫截面的慣性矩而裂縫截面的慣性矩Ic也隨裂縫開展而顯著降低，加之也隨裂縫開展而顯著降低，加之混凝土材料具有比較明顯的徐變、收縮等混凝土材料具有比較明顯的徐變、收縮等“時(shí)隨時(shí)隨”特性，特性，需要考慮長(zhǎng)期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝土構(gòu)件的需要考慮長(zhǎng)期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝土構(gòu)件的彎曲剛度彎曲剛度B 要較確定勻質(zhì)材料梁要較確定勻質(zhì)材料梁E

24、I 復(fù)雜得多。復(fù)雜得多。四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度鋼筋混凝土純彎段截面抗彎剛度鋼筋混凝土純彎段截面抗彎剛度B的特點(diǎn)的特點(diǎn)：M 012IIIIII隨著彎矩增大隨著彎矩增大B不斷降低不斷降低河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院隨配筋率的增大而增大隨配筋率的增大而增大沿構(gòu)件跨度，截面抗彎剛度是變化的沿構(gòu)件跨度，截面抗彎剛度是變化的隨加載時(shí)間的增加而減小隨加載時(shí)間的增加而減小*短期荷載效應(yīng)時(shí)的撓度對(duì)應(yīng)短期剛度短期荷載效應(yīng)時(shí)的撓度對(duì)應(yīng)短期剛度Bs*長(zhǎng)期荷載效應(yīng)時(shí)的撓度對(duì)應(yīng)長(zhǎng)期

25、剛度長(zhǎng)期荷載效應(yīng)時(shí)的撓度對(duì)應(yīng)長(zhǎng)期剛度Bl(徐變、裂縫的不斷發(fā)展等等徐變、裂縫的不斷發(fā)展等等)恒恒+活活恒恒+活載中的恒載部分活載中的恒載部分四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度Bm河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度解析剛度法解析剛度法就平均應(yīng)變而言符合平截面假定就平均應(yīng)變而言符合平截面假定smcmkkshMMB0短期荷短期荷載效應(yīng)載效應(yīng)MkMk2. 短期剛度短期剛度Bs0hsmcm幾何關(guān)系：幾何關(guān)系：物理關(guān)系：物理關(guān)系：ccccccmEEssssmE河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院20kbhMc0khAM

26、sscch0sAsCh000khbhMc0hAMssk平衡關(guān)系平衡關(guān)系：四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度sskssssmEhAME0ckckcccccmEbhMEbhME2020平均應(yīng)變平均應(yīng)變河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度EsscsssmcmkkshAEEbhEhAhMMB203020011GB50010采用的就是上述公式，且有采用的就是上述公式，且有，于是：于是：EE62 . 0EsskshAEMB62 . 015. 120ssksmEhAM0ckcsccmEbhM20河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、受彎構(gòu)件的變形與剛度四、受彎構(gòu)件的變形與剛度基本概念基本概念flMl恒恒+活中活中“恒恒”fsMs活中活中“活活”+3. 荷載長(zhǎng)期作用下的剛度荷載長(zhǎng)期