第8章 變形、裂縫及延性、耐久性

1、第章變形、裂縫及延性和耐久性第章變形、裂縫及延性和耐久性教學(xué)要求：教學(xué)要求： 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三個(gè)受力階段的品性以及對(duì)正常使用對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三個(gè)受力階段的品性以及對(duì)正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算有進(jìn)一步的理解。極限狀態(tài)的驗(yàn)算有進(jìn)一步的理解。 理解正常使用階段截面彎曲剛度的定義，理解裂縫間縱理解正常使用階段截面彎曲剛度的定義，理解裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù) 的物理意義和裂縫開展的機(jī)理。的物理意義和裂縫開展的機(jī)理。 會(huì)做撓度和裂縫寬度的驗(yàn)算。會(huì)做撓度和裂縫寬度的驗(yàn)算。 理解延性和截面曲率延性系數(shù)的概念。理解延性和截面曲率延性系數(shù)的概念。 理解混凝土碳化和鋼筋銹蝕的原理，知道

2、耐久性設(shè)計(jì)的理解混凝土碳化和鋼筋銹蝕的原理，知道耐久性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和技術(shù)措施。主要內(nèi)容和技術(shù)措施。8.1 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形鋼筋混凝土構(gòu)件的變形提要n變形計(jì)算公式仍采用材料力學(xué)或結(jié)構(gòu)力學(xué)公式變形計(jì)算公式仍采用材料力學(xué)或結(jié)構(gòu)力學(xué)公式n構(gòu)件截面剛度構(gòu)件截面剛度及及構(gòu)件剛度構(gòu)件剛度需考慮鋼筋混凝土的特點(diǎn)需考慮鋼筋混凝土的特點(diǎn)n構(gòu)件截面剛度公式建立方法構(gòu)件截面剛度公式建立方法 基于平截面假定，建立平均應(yīng)變與平均曲率之間的基于平截面假定，建立平均應(yīng)變與平均曲率之間的幾何關(guān)系幾何關(guān)系； 裂縫截面內(nèi)力與應(yīng)力之間的裂縫截面內(nèi)力與應(yīng)力之間的平衡關(guān)系平衡關(guān)系； 裂縫截面應(yīng)力與平均應(yīng)變之間的裂縫截面應(yīng)力與平均應(yīng)

3、變之間的物理關(guān)系物理關(guān)系。n構(gòu)件剛度構(gòu)件剛度：采用最小剛度：采用最小剛度n 對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行變形控制的主要目的對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行變形控制的主要目的p 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p 避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞p 滿足外觀和使用者的心理要求滿足外觀和使用者的心理要求p 避免對(duì)其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利影響避免對(duì)其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利影響n 對(duì)于變形控制主要限于受彎構(gòu)件撓度，使變形的計(jì)算值不超過對(duì)于變形控制主要限于受彎構(gòu)件撓度，使變形的計(jì)算值不超過允許的限值，即允許的限值，即 f flim構(gòu)構(gòu) 件件 類類 型型撓撓 度度 限限 值值吊車梁：手動(dòng)吊車吊車梁：手動(dòng)吊車 電動(dòng)吊車電動(dòng)吊車l0

4、 / 500l0 / 600屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件：屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件： 當(dāng)當(dāng) l09m 時(shí)時(shí)l0 / 200（l0 / 250）l0 / 250（l0 / 300）l0 / 300（l0 / 400）n 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)n 鋼筋砼梁的截面彎曲剛度隨彎矩的變化特點(diǎn)鋼筋砼梁的截面彎曲剛度隨彎矩的變化特點(diǎn)EI(B)OMEIBOMuMyM2McrMM1fufyf2f1af階段階段階段階段階段階段p EI是梁的截面彎曲剛度，是梁的截面彎曲剛度，是度量截面抵抗彎曲變形能力的重要指標(biāo)；是度量截面抵抗彎曲變形能力的重要指標(biāo)；p 對(duì)勻質(zhì)彈性材料梁，對(duì)勻質(zhì)彈性材料梁，M-

5、f 或或 M-f 始終保持不變的線性關(guān)系；始終保持不變的線性關(guān)系；p 對(duì)于非勻質(zhì)的混凝土材料，為區(qū)別于彈性彎曲剛度對(duì)于非勻質(zhì)的混凝土材料，為區(qū)別于彈性彎曲剛度EI，用符號(hào)，用符號(hào) Bs 來表來表示示截面彎曲剛度截面彎曲剛度 。為了便于工程應(yīng)用，對(duì)截面彎曲剛度的確定，采用以下兩種為了便于工程應(yīng)用，對(duì)截面彎曲剛度的確定，采用以下兩種簡化方法：簡化方法：混凝土未裂時(shí)的截面彎曲剛度混凝土未裂時(shí)的截面彎曲剛度 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M-關(guān)系曲線關(guān)系曲線看成是直線，它的斜率就是截面彎曲剛度。考慮到受拉區(qū)混看成是直線，它的斜率就是截面彎曲剛度?？紤]到受拉區(qū)混凝土

6、的塑性，故把混凝土的彈性模量降低凝土的塑性，故把混凝土的彈性模量降低15，即取截面彎，即取截面彎曲剛度曲剛度B=0.85EcI0I0-換算截面的截面慣性矩?fù)Q算截面的截面慣性矩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(yàn)算是按正常使用極限狀態(tài)的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算是按正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行的，正常使用時(shí)它是帶裂縫工作的，即處于第要求進(jìn)行的，正常使用時(shí)它是帶裂縫工作的，即處于第階段，階段，這時(shí)這時(shí)M-M-不能簡化成直線，所以截面彎曲剛度應(yīng)該比不能簡化成直線，所以截面彎曲剛度應(yīng)該比0.85E0.85Ec cI I0 0 小，而且是隨彎矩的增大而變小的，

7、是變化的值。小，而且是隨彎矩的增大而變小的，是變化的值。n 開裂截面的內(nèi)力臂系數(shù)開裂截面的內(nèi)力臂系數(shù) h hp 我國我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為簡化計(jì)算，取混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為簡化計(jì)算，取 h h = 0.87= 0.87n 受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù) z zp z z 可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果由下式直接求得可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果由下式直接求得kcm20cMbh Ez=p試驗(yàn)分析表明，試驗(yàn)分析表明，z z 取值可不考慮荷載的影響，取值可不考慮荷載的影響，由下式直接求得由下式直接求得fEE5 . 3162 . 0z=n 短期剛度短期剛度Bs的計(jì)算公式的計(jì)算公式fE20sss5 .

8、 3162 . 015. 1=hAEB 在荷載長期作用下，構(gòu)件截面彎曲剛度將會(huì)降低，致使構(gòu)在荷載長期作用下，構(gòu)件截面彎曲剛度將會(huì)降低，致使構(gòu)件的撓度增大。在實(shí)際工程中，總是有部分荷載長期作用在件的撓度增大。在實(shí)際工程中，總是有部分荷載長期作用在構(gòu)件上，因此計(jì)算撓度時(shí)必須采用按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并構(gòu)件上，因此計(jì)算撓度時(shí)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度考慮荷載效應(yīng)的長期作用影響的剛度B B。 在荷載長期作用下，受壓混凝土將發(fā)生徐變，即荷載不在荷載長期作用下，受壓混凝土將發(fā)生徐變，即荷載不增加而變形卻隨時(shí)間增長。會(huì)導(dǎo)致曲率增大、剛度降低。此增加而變形卻隨時(shí)間增長。會(huì)導(dǎo)致

9、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)生翹曲，亦將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低?？傊彩怯绊懟烨?，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，使構(gòu)件撓度增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。大。n 荷載長期作用下影響撓度增長的因素荷載長期作用下影響撓度增長的因素p由于受壓區(qū)混凝土的由于受壓區(qū)混凝土的徐變徐變，壓應(yīng)變將隨時(shí)間而增長；，壓應(yīng)變將隨時(shí)間而增長；p由于由于裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋之間以及混凝土和鋼

10、筋之間滑移徐變滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出工作，因而受拉鋼筋平均應(yīng)變將隨時(shí)間而增大。使受拉混凝土不斷退出工作，因而受拉鋼筋平均應(yīng)變將隨時(shí)間而增大。n 矩形、矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按荷載的形截面預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式skqk) 1(BMMMB=n矩形、矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按荷載的準(zhǔn)形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按荷載的準(zhǔn)永久組合并考慮荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式：永久組合并考慮荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式：s/BB=n 撓度的增大系

11、數(shù)撓度的增大系數(shù) 的確定的確定p撓度增大系數(shù)值根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定撓度增大系數(shù)值根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定p對(duì)于對(duì)于單筋單筋矩形、矩形、T形和形和I形截面梁，可取形截面梁，可取 = 2.0= 2.0；p對(duì)于一般情況下的矩形、對(duì)于一般情況下的矩形、T形和形和I形截面形截面雙筋梁雙筋梁，可取，可取 = 2.0 = 2.0 0.4 0.4 / / 。（徐變是降低構(gòu)件剛度的主要因素，。（徐變是降低構(gòu)件剛度的主要因素，受壓鋼筋可受壓鋼筋可減小混凝土徐變減小混凝土徐變）p混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)翼緣在受拉區(qū)的倒混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)翼緣在受拉區(qū)的倒T形截面形截面梁，梁， 值應(yīng)增大值應(yīng)增大20%。n 對(duì)剛度計(jì)算公式

12、的理解對(duì)剛度計(jì)算公式的理解p全部荷載作用下構(gòu)件的總撓度全部荷載作用下構(gòu)件的總撓度 f 是短期撓度是短期撓度 fs 與長期撓度與長期撓度 fs 之和；之和；p全部荷載應(yīng)按荷載的全部荷載應(yīng)按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合值標(biāo)準(zhǔn)組合值確定，長期荷載應(yīng)按荷載的確定，長期荷載應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組準(zhǔn)永久組合值合值確定，則確定，則短期荷載短期荷載即為荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合值與荷載的準(zhǔn)永久組合值即為荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合值與荷載的準(zhǔn)永久組合值之差；之差；p Mk = (Mk - Mq) + Mq，(Mk - Mq)相當(dāng)于短期荷載產(chǎn)生的彎矩，相當(dāng)于短期荷載產(chǎn)生的彎矩，Mq相當(dāng)相當(dāng)于長期荷載產(chǎn)生的彎矩；于長期荷載產(chǎn)生的彎矩；p 短期撓度不必增大，

13、有短期撓度不必增大，有p故有故有222kq0q 00ss()kMMlM lM lBBB =slfff=skqk) 1(BMMMB=n 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：在等截面構(gòu)件中，可假定各規(guī)定：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)段內(nèi)最大彎矩處的同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等，并取用該區(qū)段內(nèi)最大彎矩處的剛度。即采用各同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩剛度。即采用各同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩Mmax處的最小截面處的最小截面剛度剛度Bmin作為該區(qū)段的剛度作為該區(qū)段的剛度B按等剛度梁來計(jì)算構(gòu)件的撓度，按等剛度梁來計(jì)算構(gòu)件的撓度，這就是受彎構(gòu)件撓度計(jì)算中的最小剛度原則。這就是受彎構(gòu)件撓

14、度計(jì)算中的最小剛度原則。n 簡支梁與連續(xù)梁的最小剛度截面取法簡支梁與連續(xù)梁的最小剛度截面取法 簡支梁簡支梁：取全跨內(nèi)彎矩最大處的截面剛度，作為全梁的剛度取全跨內(nèi)彎矩最大處的截面剛度，作為全梁的剛度。 連續(xù)梁連續(xù)梁：假定同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)的高度相等，取該段內(nèi)最大彎矩假定同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)的高度相等，取該段內(nèi)最大彎矩處的剛度。處的剛度。n 在撓度計(jì)算中采用最小剛度原則的可行性在撓度計(jì)算中采用最小剛度原則的可行性n 增大構(gòu)件截面高度增大構(gòu)件截面高度h是提高截面剛度的最有效措施是提高截面剛度的最有效措施n 當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸受到限制時(shí)，可考慮增加受拉鋼筋配筋率當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸受到限制時(shí)，可考慮增加受拉鋼筋配筋率

15、或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；n 對(duì)某些構(gòu)件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對(duì)長期剛度的有利對(duì)某些構(gòu)件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對(duì)長期剛度的有利影響，在構(gòu)件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋。影響，在構(gòu)件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋。n 此外，采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效此外，采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效措施。措施。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剛度（如圖截面彎曲剛度，亦即按最小的截面彎曲剛度（

16、如圖- -b b中虛線所中虛線所示），用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計(jì)算撓度示），用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計(jì)算撓度當(dāng)構(gòu)件上存在正、負(fù)彎矩時(shí)，可分別取同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)當(dāng)構(gòu)件上存在正、負(fù)彎矩時(shí)，可分別取同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)M Mmaxmax處截處截面的最小剛度計(jì)算撓度。面的最小剛度計(jì)算撓度。當(dāng)用當(dāng)用B Bminmin代替代替勻質(zhì)彈性材勻質(zhì)彈性材料梁截面彎料梁截面彎曲剛度曲剛度EIEI后，后，梁的撓度計(jì)梁的撓度計(jì)算就十分簡算就十分簡便。便。 裂縫按成因分類裂縫按成因分類荷載作用引起的裂縫荷載作用引起的裂縫 溫度變化引起的裂縫溫度變化引起的裂縫 混凝土收縮引起的裂縫混凝土收縮引起

17、的裂縫 鋼筋銹蝕引起的裂縫鋼筋銹蝕引起的裂縫 凍融循環(huán)作用等引起的裂縫凍融循環(huán)作用等引起的裂縫 堿骨料反應(yīng)引起的裂縫堿骨料反應(yīng)引起的裂縫 荷載引起荷載引起變形引起變形引起. .鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算n 裂縫控制的目的裂縫控制的目的p 使用功能的要求使用功能的要求p 建筑外觀的要求建筑外觀的要求p 耐久性的要求耐久性的要求n混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)荷載作用下正截面裂縫的控制要求對(duì)荷載作用下正截面裂縫的控制要求p 一級(jí)一級(jí): 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件n按荷載按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，

18、構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力p 二級(jí)二級(jí): 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件n按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；p 三級(jí)三級(jí): 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 對(duì)對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件，按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮，按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響長期作用影響計(jì)算時(shí)，計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。 對(duì)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合

19、并考慮長期作用影響長期作用影響計(jì)算時(shí)，計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。n 裂縫寬度計(jì)算模式裂縫寬度計(jì)算模式裂縫寬度計(jì)算模式裂縫寬度計(jì)算模式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式數(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)公式粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論 無滑移理論無滑移理論 前兩種理論的結(jié)合前兩種理論的結(jié)合 n 我國我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范提出的裂縫寬度計(jì)算公式主要提出的裂縫寬度計(jì)算公式主要以粘結(jié)滑移理論為基礎(chǔ)，同時(shí)也考慮了混凝土保護(hù)層厚度及以粘結(jié)滑移理論為基礎(chǔ)，同時(shí)也考慮了混凝土保護(hù)層厚度及鋼筋約束區(qū)的影響。鋼筋約束區(qū)的影

20、響。n 受彎構(gòu)件純彎段的垂直裂縫開展過程受彎構(gòu)件純彎段的垂直裂縫開展過程McrMcrscssMcrMcrscssaaccbbt tll2lftkss1p 裂縫即將出現(xiàn)裂縫即將出現(xiàn)aaccp 第一批裂縫出現(xiàn)與第一批裂縫出現(xiàn)與傳遞長度傳遞長度 lss2aaccMcrscssbbt tlablbcMcrssmp 第二批裂縫出現(xiàn)與第二批裂縫出現(xiàn)與裂縫開展過程裂縫開展過程n裂縫出現(xiàn)前、后應(yīng)力圖形的變化裂縫出現(xiàn)前、后應(yīng)力圖形的變化。在裂縫截面，混凝土應(yīng)力為零，鋼。在裂縫截面，混凝土應(yīng)力為零，鋼筋應(yīng)力最大；離開裂縫截面，混凝土應(yīng)力增大，鋼筋應(yīng)力減小。筋應(yīng)力最大；離開裂縫截面，混凝土應(yīng)力增大，鋼筋應(yīng)力減小。n

21、粘結(jié)應(yīng)力分布。粘結(jié)應(yīng)力分布。n理論上的理論上的最小裂縫間距最小裂縫間距為為 ，最大裂縫間距為，最大裂縫間距為 ，平均，平均裂縫間距為裂縫間距為,mincrl,max,min2crcrll=,min1.5mcrll=平均裂縫寬度計(jì)算公式n原因原因：裂縫寬度是由于鋼筋與混凝土間出現(xiàn)相對(duì)滑移，引起混凝土回：裂縫寬度是由于鋼筋與混凝土間出現(xiàn)相對(duì)滑移，引起混凝土回縮而產(chǎn)生的?？s而產(chǎn)生的。n按按粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論，平均裂縫寬度是指縱向受拉鋼筋，平均裂縫寬度是指縱向受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)重心水平處構(gòu)件側(cè)表面的裂縫寬度；表面的裂縫寬度；n平均裂縫寬度可由兩條相鄰裂縫之間平均裂縫寬度可由兩條相鄰裂縫之間

22、鋼筋的平均伸長值鋼筋的平均伸長值與相應(yīng)水平處與相應(yīng)水平處受拉混凝土的平均伸長值受拉混凝土的平均伸長值之差求得。之差求得。cmmsm mcm msmmsm1wlll=sksmsksE=skmcmswlE =MKMKlm+ lm cmlm+ lm sm平均裂縫間距n 平均裂縫間距的規(guī)律性平均裂縫間距的規(guī)律性p由于材料的不均勻性以及截面尺寸的偏差等因素影響，實(shí)際構(gòu)件中的裂由于材料的不均勻性以及截面尺寸的偏差等因素影響，實(shí)際構(gòu)件中的裂縫間距和裂縫寬度均為隨機(jī)變量，裂縫的分布也是不均勻的。但對(duì)大量縫間距和裂縫寬度均為隨機(jī)變量，裂縫的分布也是不均勻的。但對(duì)大量試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，從平均的觀點(diǎn)來看，平均

23、裂縫間距和平均裂試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，從平均的觀點(diǎn)來看，平均裂縫間距和平均裂縫寬度是有規(guī)律性的。縫寬度是有規(guī)律性的。p第一條（批）裂縫出現(xiàn)后，第一條（批）裂縫出現(xiàn)后，鋼筋通過粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳遞給混凝土，鋼筋通過粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳遞給混凝土，經(jīng)過一定的長度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強(qiáng)度經(jīng)過一定的長度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)第二條（批），出現(xiàn)第二條（批）裂縫，這一傳遞長度為理論上的臨界裂縫間裂縫，這一傳遞長度為理論上的臨界裂縫間 lcr,mincr,min，或稱最小傳遞長度。，或稱最小傳遞長度。p 最大傳遞長度最大傳遞長度 lcr,max = 2lcr,minp 平均裂縫間

24、距大約為平均裂縫間距大約為 lm= 1.5lcr,minn 平均裂縫間距的求解平均裂縫間距的求解McrMcrlmab s1aAs s1Ast tm11ssss ammAAult=t tmaxt tm11 0crssMAhh=裂縫截面裂縫截面aMcrh h1h0 s1As即將開裂截面即將開裂截面bMcr s1aAsh h2h0h h3h0120crcts asMMAhh=0ctmmMlu hth=即將出現(xiàn)裂縫截面混即將出現(xiàn)裂縫截面混凝土所能承受的彎矩凝土所能承受的彎矩 n 平均裂縫間距的求解平均裂縫間距的求解pMct的計(jì)算方法的計(jì)算方法bhfb hffh bfftkcrh h3h0.5h3ctt

25、etkMA fhh= 為了簡化計(jì)為了簡化計(jì)算，對(duì)于矩形、算，對(duì)于矩形、T形和形和I形截面，形截面，近似假定截面中近似假定截面中和軸高度和軸高度x=0.5h; 同時(shí)，還假同時(shí)，還假定截面受拉區(qū)混定截面受拉區(qū)混凝土應(yīng)力為均勻凝土應(yīng)力為均勻分布，其值等于分布，其值等于ftk。 Ate為為有效受拉有效受拉混凝土截面面積混凝土截面面積 0.5teffAbhbbh=n 平均裂縫間距的求解平均裂縫間距的求解3cttetkMA fhh=30=tetkmmA fhlu hhth0ctmmMlu hth=30=tkstemsfhAAhuAhth304tkmmtefhdlhhth=const. const.test

26、eAA=縱向受拉鋼筋相縱向受拉鋼筋相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)對(duì)粘結(jié)特征系數(shù) 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù) p 上式表明，上式表明，按照粘按照粘結(jié)滑移結(jié)滑移理論推導(dǎo)出的平均裂縫間距理論推導(dǎo)出的平均裂縫間距 lm與混凝土強(qiáng)度無關(guān)，而與與混凝土強(qiáng)度無關(guān)，而與 d/rte 成線性關(guān)系。這與試驗(yàn)成線性關(guān)系。這與試驗(yàn)結(jié)果不能很好的符合，應(yīng)予結(jié)果不能很好的符合，應(yīng)予以作如下修正。以作如下修正。1mtedlk=pn 平均裂縫間距的修正平均裂縫間距的修正1mtedlk=p公式的不足公式的不足p裂縫間距與混凝土的保護(hù)層厚度裂縫間距與混凝土的保護(hù)層厚度 c 有關(guān)有關(guān), ,試驗(yàn)表明，平均裂縫間距試驗(yàn)表明，平均裂縫間距 lm與混凝土保護(hù)層厚

27、度與混凝土保護(hù)層厚度 c 大致呈線性關(guān)系。大致呈線性關(guān)系。p當(dāng)鋼筋配置很多時(shí)，雖然鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用因鋼筋間距減小當(dāng)鋼筋配置很多時(shí)，雖然鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用因鋼筋間距減小而降低很多，但并不完全消失。因此，平均裂縫間距的計(jì)算公式應(yīng)考而降低很多，但并不完全消失。因此，平均裂縫間距的計(jì)算公式應(yīng)考慮慮混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋有效約束區(qū)混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋有效約束區(qū)的影響。的影響。p上式假定裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生平行的回縮，構(gòu)件上式假定裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生平行的回縮，構(gòu)件表面與鋼筋處的裂縫寬度相同，與實(shí)際不符。表面與鋼筋處的裂縫寬度相同，與實(shí)際不符。p當(dāng)當(dāng) d/rte趨近于零時(shí)，平均裂縫間距將趨近于

28、趨近于零時(shí)，平均裂縫間距將趨近于0,0,這也與試驗(yàn)結(jié)果不符。這也與試驗(yàn)結(jié)果不符。p修正的原因修正的原因n鋼筋對(duì)混凝土的回縮起約束作用。離鋼筋越遠(yuǎn)，約束作用越小，將構(gòu)鋼筋對(duì)混凝土的回縮起約束作用。離鋼筋越遠(yuǎn)，約束作用越小，將構(gòu)件表面件表面混凝土拉應(yīng)力提高到抗拉強(qiáng)度所需要的距離越大。混凝土拉應(yīng)力提高到抗拉強(qiáng)度所需要的距離越大。m21tedlk ck=n 平均裂縫間距的修正平均裂縫間距的修正p修正的方法修正的方法mte1.90.08dlc=mte1.90.08eqdlc=2eq=iiiiinddnd mte(1.90.08)eqdlc=n受拉縱筋直徑受拉縱筋直徑相同相同時(shí)時(shí)n受拉縱筋直徑受拉縱筋直徑

29、不同不同時(shí)時(shí)按照粘結(jié)力等效原按照粘結(jié)力等效原則確定的等效直徑則確定的等效直徑 縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)，對(duì)帶縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)，對(duì)帶肋鋼筋，取肋鋼筋，取1.0；對(duì)光面鋼筋，??；對(duì)光面鋼筋，取0.7n平均裂縫間距計(jì)算公式的一般平均裂縫間距計(jì)算公式的一般形式形式考慮構(gòu)件受力特征的系數(shù)考慮構(gòu)件受力特征的系數(shù)，對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取，對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取1.1；對(duì)其他構(gòu)件均??；對(duì)其他構(gòu)件均取1.0。 n 裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力 skp受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件ksskAsCh hh0h00kskhAMsh=k00.87sMA h=p軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件ksksNA =N NksskAs

30、p在荷載效應(yīng)在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，構(gòu)件作用下，構(gòu)件裂縫截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)力裂縫截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)力，可，可根據(jù)正常使用階段軸心受拉、受彎、偏心受拉以及偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)力根據(jù)正常使用階段軸心受拉、受彎、偏心受拉以及偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)，按裂縫截面處的平衡條件求得。狀態(tài)，按裂縫截面處的平衡條件求得。n 裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力 skp偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件00shha=若近似采用大偏心受拉構(gòu)件的截面內(nèi)力臂長度若近似采用大偏心受拉構(gòu)件的截面內(nèi)力臂長度則大、小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算公式可統(tǒng)一表達(dá)為則大、小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算公式可統(tǒng)一表達(dá)為N NksskAsyce0e

31、h0h0sa大偏拉大偏拉sskAsN Nkyce0eh0sasksA sa小偏拉小偏拉ksks0s()N eA ha=n 裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力 skp偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件N NksskAsh hse0sysezssA CcCsksk)(AzzeN=20f000.870.12(1)0.87hzhhe =)(s0syee=h0fffbb hbh=n f是受壓翼緣截面面積與腹板有是受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值效截面面積的比值n 縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)c pc 也稱裂縫間混凝土參加工作系數(shù)也稱裂縫間混凝土參加工作系數(shù)lm s ct ct

32、m1122MkMk smsmsmsksk=12smsS=s 221sskS=p由由2-2截面截面的平衡條件可得的平衡條件可得22 0kssctMAhM h=kcts2s2 0MMAhh=ct1k(1)MSM=)1 ( 1 . 1kctMM=n 縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)c )1 ( 1 . 1kctMM=21sskS=kcts2s2 0MMAhh=0kskhAMsh=kctct11kk(1)=MMMSSMMtktesk1.1 0.65f =p 考慮到混凝土質(zhì)量的不均勻性考慮到混凝土質(zhì)量的不均勻性和收縮等因素，裂縫間混凝土和收縮等因素，裂縫間混凝土參與受拉的程度可能沒有

33、計(jì)算參與受拉的程度可能沒有計(jì)算的那么大，為安全計(jì)起見，的那么大，為安全計(jì)起見，c 取取其最低值為其最低值為0.4；p 對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，考慮到應(yīng)力的反復(fù)變化可能會(huì)考慮到應(yīng)力的反復(fù)變化可能會(huì)導(dǎo)致裂縫間受拉混凝土更多地導(dǎo)致裂縫間受拉混凝土更多地退出工作，則不應(yīng)考慮受拉混退出工作，則不應(yīng)考慮受拉混凝土參與工作。凝土參與工作。p混凝土規(guī)范規(guī)定，混凝土規(guī)范規(guī)定， c 1.0時(shí)，時(shí)，取取1.0；對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，對(duì)直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，取取c =1.0。0.020.040.060.080.100.1201.02.03.0iimw wt=f(x)最大裂縫寬度n 最

34、大裂縫寬度一般是由平均裂縫寬度乘以擴(kuò)大系數(shù)得到最大裂縫寬度一般是由平均裂縫寬度乘以擴(kuò)大系數(shù)得到n 擴(kuò)大系數(shù)值擴(kuò)大系數(shù)值 t t 應(yīng)考慮的兩個(gè)方面應(yīng)考慮的兩個(gè)方面p荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的最大裂縫寬度荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的最大裂縫寬度n擴(kuò)大系數(shù)值擴(kuò)大系數(shù)值 t ts 分布基本符分布基本符合正態(tài)分布合正態(tài)分布max1 1.645mww=n n對(duì)于軸心受拉和偏心受拉對(duì)于軸心受拉和偏心受拉構(gòu)件，可求得裂縫擴(kuò)大系構(gòu)件，可求得裂縫擴(kuò)大系數(shù)系數(shù)值數(shù)系數(shù)值 t ts =1.90 =1.90 n對(duì)受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)對(duì)受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件，可求得裂縫擴(kuò)大系數(shù)件，可求得裂縫擴(kuò)大系數(shù)系數(shù)值系數(shù)值 t ts =1

35、.66=1.66 n 擴(kuò)大系數(shù)值擴(kuò)大系數(shù)值t t 應(yīng)考慮的兩個(gè)方面應(yīng)考慮的兩個(gè)方面p考慮荷載長期作用等因素影響的最大裂縫寬度考慮荷載長期作用等因素影響的最大裂縫寬度n 在荷載長期作用下，由于混凝土的在荷載長期作用下，由于混凝土的徐變徐變，使得，使得 c 值增大，從而使裂值增大，從而使裂 縫寬度隨時(shí)間而增大?？p寬度隨時(shí)間而增大。n 混凝土混凝土收縮收縮，使裂縫間混凝土長度縮短，會(huì)引起裂縫寬度的增大。，使裂縫間混凝土長度縮短，會(huì)引起裂縫寬度的增大。n 荷載長期作用下的最大裂縫寬度可由短期荷載作用下的最大裂縫寬荷載長期作用下的最大裂縫寬度可由短期荷載作用下的最大裂縫寬 度乘以裂縫擴(kuò)大系數(shù)度乘以裂縫擴(kuò)

36、大系數(shù)t t ln 考慮裂縫擴(kuò)大系數(shù)后，荷載長期作用下的最大裂縫寬度考慮裂縫擴(kuò)大系數(shù)后，荷載長期作用下的最大裂縫寬度max0.85sslmslmswwlEt tt t=n 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范規(guī)定的最大裂縫寬度計(jì)算方法規(guī)定的最大裂縫寬度計(jì)算方法eqsmaxcrsste(1.90.08)dwcE =n計(jì)算公式計(jì)算公式式中：鋼筋應(yīng)力式中：鋼筋應(yīng)力對(duì)對(duì)RC構(gòu)件，按準(zhǔn)永久組合計(jì)算；構(gòu)件，按準(zhǔn)永久組合計(jì)算； 對(duì)對(duì)PC構(gòu)件，按標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算。構(gòu)件，按標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算。eqsmaxcrsste1.90.08dwcE =n 影響裂縫寬度的主要因素影響裂縫寬度的主要因素p 縱向受拉鋼筋的應(yīng)力縱向受拉鋼筋的應(yīng)力sskp

37、 縱筋直徑縱筋直徑dp 縱向受拉鋼筋表面形狀縱向受拉鋼筋表面形狀p 縱向受拉鋼筋配筋率縱向受拉鋼筋配筋率rtep 混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度cp 荷載性質(zhì)荷載性質(zhì)p 構(gòu)件受力性質(zhì)構(gòu)件受力性質(zhì) p 混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)裂縫寬度的影響不大混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)裂縫寬度的影響不大 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性 結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面的延性是指從屈服到破壞的變形能力。結(jié)構(gòu)、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，也就是說，延性是反映它們的后期變形能力的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（）有利于吸收和耗散地震能量，滿足抗

38、震方面的要求；（）有利于吸收和耗散地震能量，滿足抗震方面的要求；（）防止發(fā)生像超筋梁那樣的脆性破壞，以確保生命和財(cái)產(chǎn)的安全；（）防止發(fā)生像超筋梁那樣的脆性破壞，以確保生命和財(cái)產(chǎn)的安全；（）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；（）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；（）使超靜定結(jié)構(gòu)能夠充分地進(jìn)行內(nèi)力重分布，并避免配筋疏密懸殊，便于施（）使超靜定結(jié)構(gòu)能夠充分地進(jìn)行內(nèi)力重分布，并避免配筋疏密懸殊，便于施工，節(jié)約鋼材。工，節(jié)約鋼材。. . .延性的概念延性的概念. . .受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù)受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù) 受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)表

39、達(dá)式受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)表達(dá)式 達(dá)到截面最大承載力時(shí)的混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變高度達(dá)到截面最大承載力時(shí)的混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變高度x xa a，可，可用承載力計(jì)算中采用的混凝土受壓區(qū)高度用承載力計(jì)算中采用的混凝土受壓區(qū)高度x x來表示，即來表示，即將式（將式（8-458-45）代入式（）代入式（8-418-41），得），得（8-45)（8-46）因此，截面曲率延性系數(shù)因此，截面曲率延性系數(shù)（8-47） 影響因素影響因素（）縱向受拉鋼筋配筋率（）縱向受拉鋼筋配筋率增大，延性系數(shù)減小。這是由增大，延性系數(shù)減小。這是由于配筋率高時(shí)，于配筋率高時(shí)，k k和和x xa a 均增大，導(dǎo)致均增大，導(dǎo)致 增大而增大

40、而 減少。減少。（）受壓鋼筋配筋率（）受壓鋼筋配筋率增大，延性系數(shù)增大。因這時(shí)增大，延性系數(shù)增大。因這時(shí)k k和和x xa a均減小，導(dǎo)致均減小，導(dǎo)致減小而減小而增大。增大。（）混凝土極限壓應(yīng)變（）混凝土極限壓應(yīng)變cucu增大，則延性系數(shù)提高。大量試增大，則延性系數(shù)提高。大量試驗(yàn)表明，采用密排箍筋能增加對(duì)受壓混凝土的約束，使極限壓驗(yàn)表明，采用密排箍筋能增加對(duì)受壓混凝土的約束，使極限壓應(yīng)變值增大，從而提高延性系數(shù)。應(yīng)變值增大，從而提高延性系數(shù)。（）混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，而鋼筋屈服強(qiáng)度適當(dāng)降低，也（）混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，而鋼筋屈服強(qiáng)度適當(dāng)降低，也可使延性系數(shù)有所提高。因?yàn)榇藭r(shí)相應(yīng)的可使延性系數(shù)有所提

41、高。因?yàn)榇藭r(shí)相應(yīng)的k k及及x xa a 均略有減小，均略有減小，使?fàn)媸範(fàn)鎐 c 比值增高，比值增高， 增大。增大。 偏心受壓構(gòu)件配箍率的大小，對(duì)截偏心受壓構(gòu)件配箍率的大小，對(duì)截面曲率延性系數(shù)的影響較大。圖面曲率延性系數(shù)的影響較大。圖- -為一組配箍率不同的混凝土棱柱體應(yīng)為一組配箍率不同的混凝土棱柱體應(yīng)力力應(yīng)變關(guān)系曲線。在圖中，配箍率以應(yīng)變關(guān)系曲線。在圖中，配箍率以含箍特征值含箍特征值 表示，可見表示，可見s s 對(duì)于對(duì)于0 0c c的提高作用不十分顯著，但對(duì)的提高作用不十分顯著，但對(duì)破壞階段的應(yīng)變影響較大。當(dāng)破壞階段的應(yīng)變影響較大。當(dāng) 較高較高時(shí)，下降段平緩，混凝土極限壓應(yīng)變值時(shí)，下降段平緩

42、，混凝土極限壓應(yīng)變值增大，使截面曲率延性系數(shù)提高。增大，使截面曲率延性系數(shù)提高。. . .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(gè)綜合因素是和受彎構(gòu)件相影響偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)的兩個(gè)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)件存在軸向壓力，致使受壓區(qū)的高度增大，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，截面曲率延性系數(shù)降低較多。截面曲率延性系數(shù)降低較多。. . .框架柱的軸壓比限值框架柱的軸壓比限值* * 框架柱的框架柱的軸壓比軸壓比N N是指考慮地震作用組合的框架柱名是指考慮地震作用組合的框架

43、柱名義壓應(yīng)力義壓應(yīng)力N/AN/A與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值c c的比值，即的比值，即大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能，就要求它的破壞形態(tài)是屬于延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。于是就把界限破壞時(shí)的軸壓比作為分界線，稱為性破壞類型的。于是就把界限破壞時(shí)的軸壓比作為分界線，稱為軸壓比限值軸壓比限值N N，當(dāng)滿足，當(dāng)滿足N N N N時(shí)，框架柱的破壞形時(shí)，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。

44、態(tài)就是大偏心受壓的，即屬于延性破壞類型。圖圖8-198-19所示為對(duì)稱配筋矩形截面柱界限所示為對(duì)稱配筋矩形截面柱界限破壞時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。破壞時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。忽略受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)力，并設(shè) ，則由力的平衡條件由于si0有拉有壓，且數(shù)值不大，故可略去 ，并設(shè)h0=0.9h，則由上式得令A(yù)為截面面積，Abh，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C50時(shí)，11.0，因此如果稱 為名義壓應(yīng)力的試驗(yàn)值，并把 稱為軸壓比限值的試驗(yàn)值 則可見，軸壓比限值的試驗(yàn)值N0等于截面界限相對(duì)受壓區(qū)高度的試驗(yàn)值b0，由截面應(yīng)變的平截面假定知式中分別為鋼筋屈服應(yīng)變和混凝土極限壓應(yīng)變的試驗(yàn)值。為了方便，可近似地用兩者設(shè)計(jì)值的比值來代替

45、試驗(yàn)值的比值即取當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C50時(shí)，10.8，則得令并稱 為柱軸壓比限值的設(shè)計(jì)值，則8.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性n耐久性耐久性(durability) 指結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)和使用條件指結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)和使用條件下，在指定的工作環(huán)境中，結(jié)構(gòu)下，在指定的工作環(huán)境中，結(jié)構(gòu)不需要進(jìn)行大修即可滿足正常使用和不需要進(jìn)行大修即可滿足正常使用和安全功能的能力安全功能的能力 （混凝土被腐蝕，鋼筋銹蝕，構(gòu)件損傷等混凝土被腐蝕，鋼筋銹蝕，構(gòu)件損傷等）。）。n混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的意義混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的意義 影響結(jié)構(gòu)的適用性和安全性；保證結(jié)構(gòu)的適

46、用性和安全性。影響結(jié)構(gòu)的適用性和安全性；保證結(jié)構(gòu)的適用性和安全性。 國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范n影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素 混凝土碳化混凝土碳化：破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋發(fā)生銹蝕；加劇混凝土：破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋發(fā)生銹蝕；加劇混凝土的收縮，導(dǎo)致混凝土的開裂。的收縮，導(dǎo)致混凝土的開裂。 鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕 混凝土的凍融破壞混凝土的凍融破壞 混凝土的堿集料反應(yīng)混凝土的堿集料反應(yīng) ：某些活性礦物與混凝土微孔中堿性溶液產(chǎn)生化某些活性礦物與混凝土微孔中堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)。堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的堿學(xué)反應(yīng)稱為堿集

47、料反應(yīng)。堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的堿硅酸鹽凝膠，吸水后硅酸鹽凝膠，吸水后會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生膨脹膨脹，體積可增大，體積可增大34倍，從而使混凝土倍，從而使混凝土開裂、剝落、強(qiáng)度降開裂、剝落、強(qiáng)度降低低，甚至導(dǎo)致破壞。，甚至導(dǎo)致破壞。 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕侵蝕性介質(zhì)的腐蝕 ：酸、堿等化學(xué)介質(zhì)對(duì)混凝土的腐蝕。引起裂縫、酸、堿等化學(xué)介質(zhì)對(duì)混凝土的腐蝕。引起裂縫、孔隙，甚至松軟破碎等?？紫叮踔了绍浧扑榈?。 混凝土材料自身的影響不可忽視?；炷翉?qiáng)度等級(jí)愈高，混凝土材料自身的影響不可忽視?；炷翉?qiáng)度等級(jí)愈高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈密實(shí)，孔隙率愈低，孔徑也愈小，碳化速度愈慢；內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈密實(shí)，孔隙率愈低，孔徑也愈小，碳化速度愈慢；水灰比大也

48、會(huì)加速碳化反應(yīng)。針對(duì)混凝土自身的影響因素，水灰比大也會(huì)加速碳化反應(yīng)。針對(duì)混凝土自身的影響因素，減小、延緩其碳化的主要措施有：減小、延緩其碳化的主要措施有：（）合理設(shè)計(jì)混凝土配合比，規(guī)定水泥用量的低（）合理設(shè)計(jì)混凝土配合比，規(guī)定水泥用量的低限值和水灰比的高限值，合理采用摻合料；限值和水灰比的高限值，合理采用摻合料；（）提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性；（）提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性；（）規(guī)定鋼筋保護(hù)層的最小厚度；（）規(guī)定鋼筋保護(hù)層的最小厚度；（）采用覆蓋面層（水泥砂漿或涂料等）。（）采用覆蓋面層（水泥砂漿或涂料等）。鋼筋的銹蝕鋼筋的銹蝕鋼筋表面氧化膜的破壞是使鋼筋銹蝕的必要條件。鋼筋表面氧化膜的破壞是使鋼筋銹蝕的必要條件。含氧水分侵入是鋼筋銹蝕的充分條件含氧水分侵入是鋼筋銹蝕的充分條件混凝土中鋼筋的銹蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕混凝土中鋼筋的銹蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕防止鋼筋銹蝕的主要措施有：防止鋼筋銹蝕的主要措施有：（）降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的