高等鋼筋混凝土結構裂縫課件

1、第七章 鋼筋混凝土構件的裂縫結構構件的可靠性具有足夠的承載力和變形能力安全性適用性耐久性在使用荷載下不產生過大的裂縫和變形在一定時期內維持其安全性和適用性的能力極限狀態(tài)設計理論承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)混凝土結構的使用性能裂縫、變形、振動 （剛度）控制裂縫控制變形和振動產生裂縫的原因 在混凝土結構中裂縫通常是由拉應力引起的。因混凝土的極限拉伸應變etu 隨混凝土品種、配合比、添加劑、養(yǎng)護條件、加載速度、截面上的應力梯度等不同會發(fā)生變化。嚴格地說，只有當混凝土的拉伸應變et 達到某處混凝土的極限拉應變etu 時才會出現裂縫。固體下沉，表面泌水而引起的。大風、高溫使水分從混凝土表面快速蒸發(fā)引

2、起的（龜裂）。塑性裂縫混凝土的收縮受到約束后產生的裂縫約束收縮裂縫施工期間的裂縫混凝土收縮或溫度變形受到約束產生的裂縫 大體積混凝土水化過程中發(fā)熱量很大，內部溫度較高，混凝土體積膨脹，內外溫差很大，內部混凝土膨脹受到外部已硬化混凝土的約束，使構件表面混凝土受拉產生裂縫。施工措施不當產生的裂縫 混凝土在澆筑、硬化過程中會產生下沉和泌水，當下沉受到阻擋時會產生內部的泌水，干燥后就會成為裂縫?；A不均勻沉降產生的裂縫 基礎不均勻下沉時會迫使墻體一起變形，在主拉應力作用下混凝土墻體也會開裂。主拉應力主拉應力基礎下沉鋼筋銹蝕產生的裂縫溫度裂縫溫度區(qū)段氣溫升高時T受力裂縫拉、彎、剪、扭、粘結等引起的裂縫斜

3、裂縫！垂直裂縫！縱向裂縫！目前，只有拉、彎狀態(tài)下混凝土橫向裂縫寬度的計算理論比較成熟鋼筋混凝土受拉試件全過程試驗重要結論ms( s)l2lsmc(c)cm*裂縫數量增加至一定數量時不再增加，但寬度不斷變化*開裂后剛度退化 由于混凝土材料的不均勻性，裂縫的出現、分布和開展具有很大的離散性，裂縫間距和寬度也是不均勻的。但大量的試驗統(tǒng)計分析表明，裂縫間距和寬度的平均值具有一定規(guī)律性。 如果兩條裂縫的間距大于 2 l ,則在其間還會存在ct ft 的混凝土 區(qū)段，就會產生新的裂縫; 如果兩條裂縫的間距小于 2 l ，則由于粘結應力傳遞長度不夠，裂縫間混凝土處處ct ft ，因此將不會再出現新的裂縫。故

4、裂縫間距最終將穩(wěn)定在 l 2 l 之間，可近似取裂縫的平均間距 l m =1. 5 l。 裂縫產生和開展過程中鋼筋及混凝土的應力變化1. 裂縫出現前，混凝土和鋼筋的應變沿構件的長度基本上是均勻分布的；2. 當構件最薄弱截面混凝土的拉應變t 達到極限拉應變tu 時，會出現 第一條裂縫；3. 裂縫出現后，裂縫截面的混凝土立即退出受拉工作，拉應力st =0；裂縫兩側混凝土迅速回縮，使得裂縫一出現就有一定的寬度；4.開裂后裂縫截面由于受拉混凝土退出工作，鋼筋拉應力ss 突增，但鋼筋與混凝土之間存在粘結，在裂縫兩側一定范圍內就會產生粘結應力，隨著離裂縫距離的增加，混凝土中又重新建立起拉應力st ，而裂縫

5、截面突增的鋼筋拉應力ss 也逐漸恢復正常；5. 當混凝土中拉應力st 增大到 ft 時，下一個最薄弱截面將可能出現新的裂縫；6. 當鋼筋接近屈服時，鋼筋與混凝土之間會產生較大滑移，粘結應力基本喪失，裂縫間混凝土退出受拉工作，鋼筋應力漸趨相等。00.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均應變 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.鋼筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.混凝土中的鋼筋裸鋼筋152NN915152*從平均應變意義上，空氣中的鋼筋和混凝

6、土中的鋼筋的本構關系不同裂縫寬度的計算理論粘結滑移理論以軸心受拉為例C*基本假定就是：開裂后，裂縫處混凝土退出工作，鋼筋和混凝土之間發(fā)生滑移，混凝土回縮至圖中虛線的位置*裂縫寬度=裂縫間鋼筋和混凝土之間的變形差值先求出裂縫間距裂縫的間距l(xiāng)（s+ s）AssAsc=ftl（s+ s）AssAsm裂縫的間距l(xiāng)（s+ s）AssAsc=ftl（s+ s）AssAs裂縫的平均間距裂縫的間距bhbfbfbh0.5hhfhf為了和受彎構件相統(tǒng)一，定義：有效配筋率有效受拉面積于是，對軸拉和受彎構件，平均裂縫間距的公式可統(tǒng)一寫成：裂縫寬度裂縫處鋼筋的應變C設 稱為裂縫間鋼筋應力不均勻系數，則有裂縫處鋼筋的應力

7、 裂縫間距越小，裂縫寬度也越小； 鋼筋直徑越細，裂縫寬度也越小； 配筋率越大，裂縫寬度也越?。?采用變形鋼筋，可減小裂縫寬度。 根據粘結-滑移理論， “裂縫寬度是裂縫間距范圍內鋼筋與混凝土的變形差”，寬裂縫對結構耐久性很不利，分布細而密的裂縫對結構耐久性較有利。這是控制裂縫寬度的一個重要原則。無滑移理論認為混凝土開裂后，混凝土與鋼筋之間無相對滑移，裂縫的發(fā)展寬度與裂縫量測點距最近一根鋼筋表面的距離c直接相關。*Broms（美）Base（英）等人通過試驗得出：C粘接滑移與無滑移理論的結合上述兩種理論和實際情況均有一定的差距，為此將二者結合起來，按下述公式進行計算分析：C各系數由試驗分析確定統(tǒng)計分

8、析法（Gergely-Lutz法）-美國規(guī)范ACI318-95）對612個底面裂縫寬度和344個側面裂縫寬度進行統(tǒng)計分析，得出：hh0 xdcdcAsh使用荷載下鋼筋的應力，ksi半理論半經驗的方法混凝土結構設計規(guī)范（GB50010）水工鋼筋混凝土結構設計規(guī)范所采用的方法平均裂縫間距te0.01時，取te=0.01c65時，取c=65受彎kl=1.0；軸拉kl=1.1光圓，取0.7；變形，取1.0平均裂縫寬度kw=0.85裂縫的最大寬度由裂縫的統(tǒng)計特性，按95%的保證率考慮到長期荷載下，混凝土徐變影響導致裂縫繼續(xù)擴大，取擴大系數為1.5以數理統(tǒng)計分析為基礎的計算方法公路鋼筋混凝土及預應力橋涵設

9、計規(guī)范采用的方法受拉鋼筋的總周長裂縫寬度的控制裂縫的控制等級嚴格要求不出現裂縫一級二級三級一般要求不出現裂縫可以出現裂縫但要驗算裂縫的寬度C由不同的規(guī)范根據具體的情況確定 關于裂縫計算的討論：1.最新的研究表明，現有的裂縫理論還很不完善，裂縫本身又有較大的離散性，計算結果誤差較大；2.目前只驗算橫向裂縫，但從長期來看，橫向裂縫對結構耐久性的影響并不大，而縱向裂縫對結構耐久性的影響最大，卻而又不會計算；3.目前只驗算混凝土表面的裂縫寬度，而直接影響耐久性的是鋼筋表面處的裂縫寬度，但還不會計算；4.研究裂縫的主要目的是提高結構的耐久性，在裂縫計算理論尚不完善的情況下，提高結構的耐久性的有效措施是提

10、高混凝土的密實性，適當加大混凝土保護層，以及合理的構造措施。5.規(guī)范只反映現階段人們的認識水平，有待逐年修改，更新，在裂縫計算方面還有很多工作要做。 除了用計算控制裂縫外，設計者更應當從構造上控制裂縫。 根據無滑移理論，鋼筋表面與混凝土有可靠粘結。近年的研究表明，由于鋼筋的勻質性，在鋼筋周圍一定范圍內鋼筋可有效約束混凝土的不均勻變形，這樣，在宏觀上就大大提高了混凝土的極限拉伸應變，通常把這個范圍稱為鋼筋的約束區(qū)，研究表明鋼筋約束區(qū)大約為鋼筋周圍7.5d 的范圍。利用鋼筋約束區(qū)的概念可以從構造上有效地控制裂縫的寬度。 例如： 利用鋼筋約束區(qū)的概念在薄腹梁的腹板上適當布置腰筋可有效控制薄腹梁腹板中

11、的裂縫寬度； 利用鋼筋約束區(qū)的概念大大提高了鋼絲網水泥的抗裂性； 利用鋼筋約束區(qū)的概念在混凝土易開裂的局部布置鋼絲網，可有效提高抗裂性或減小裂縫寬度。 鋼筋約束區(qū)的概念對于設計者很重要。低面背景簡約商務風PPT模板2015LOGO所涉及提供的PPT模板、PPT圖片、PPT圖表等PPT素材大多 來自PPT設計大師（PPT原創(chuàng)作者個人）授權發(fā)布作品、PPT設計公司免費作品、互聯網免費共享資源精選以及部分原創(chuàng)作品，分享給PPT愛好者交流學習 之用，我們并未授權您將這些PPT模板、素材、圖片用于任何商業(yè)及其他用途，如果要使用請聯系原作者并征求作者同意。44為什么要進行事故分析？452011年15月份各

12、類事故對比月份安全、環(huán)保事故生產事故未遂事故事故總數事故總損失（元）一月321639028二月32167100三月1471210590四月21694128五月44111930200合計1313265291046分析說明：1月TZB酯化崗位員工在分層提取時，未關閉通往排污池的排污閥，導致500L料液跑掉，直接經濟損失30000元，占總損失77%。3月份TZB員工白班交接班不到位，導致在回收車間的回收酒精操作一晚無人管，致玻璃冷凝器次日破裂，冰鹽損失16公分，乙醇損失500kg，直接經濟損失6000元，占總損失85%。5月份回收車間員工燒傷（6222元）、倉儲員工手壓傷（3448元）、SBA車間員

13、工腦部受傷（7330元），PLA跑料（5000元）、回收車間跑冰鹽（5000元）、中試車間跑冰鹽（5000元）。因員工操作馬虎、工作不負責，造成的生產事故有12起，直接損失65200元，占總損失72%。462011年國內事故摘錄1、 2011年5月28日晚上9點31分，位于淄博市桓臺縣唐山鎮(zhèn)境內的山東寶源化工股份有限公司一車間發(fā)生爆燃事故，造成2人死亡，8人受傷。 2、2011年5月12日1時40分，位于山西運城市鹽湖區(qū)龍居鄉(xiāng)二十里店村的山西三維豐海化工有限公司發(fā)生火災并伴隨小規(guī)模的爆炸。3、2011年5月10日13時許，位于廣州市黃埔區(qū)的中石化廣州分公司203號汽油罐灌頂呼吸閥著火爆炸。據介

14、紹，爆炸事故是由氣泄漏發(fā)生閃燃所致，導致7名施工人員受傷，其中3人傷勢嚴重。4、2011年5月2日中午12時52分，位于浙江省衢州市的巨化集團北二道的錦綸廠發(fā)生火災，熊熊的火光借著風勢躥到空中達數十米之高。衢州消防支隊接到報警后，立即調集市區(qū)三個消防中隊以及巨化集團專職消防隊共13輛消防車100多名官兵展開滅火戰(zhàn)斗。5、2011年4月13日22時12分，黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)喇嘛甸鎮(zhèn)富鑫化工廠非法生產偶氮二異丁腈過程中發(fā)生爆炸燃燒?，F場作業(yè)人員共計14人，9人當場死亡（6男3女）。6、2011年4月12日凌晨5時47分，位于榆林錦界工業(yè)園區(qū)的神木化學工業(yè)公司一期20萬噸甲醇裝置因一處管線開裂，

15、氫氣泄露，引發(fā)閃爆并起火，事故未造成人員傷亡。472011年國內事故摘錄7、 2011年4月1日晚上20時35分，位于縉云縣東渡鎮(zhèn)的浙江宏威車業(yè)有限公司一車 間發(fā)生一起爆炸事故，造成現場作業(yè)工人3人當場死亡，3人受傷。其中2名傷者 經醫(yī)院搶救無效死亡，1人仍在救治中。8、 2011年3月31日下午17時，位于武漢市東西湖區(qū)京港澳高速往港澳方向1147公 里處，一輛裝載危險化學品的貨車在等待加油時突發(fā)大火并爆炸，經過近一個半 小時的奮力撲救， 消防官兵成功將大火撲滅并保住了鄰近的加油站。9、 2011年3月17日12時40分，榆林市一化工廠工人在調試設備時，產生的電弧引 發(fā)大火。事故造成1人當場

16、死亡，4人不同程度燒傷。10、2011年3月15日下午1時20分左右，位于嘉興工業(yè)園區(qū)東區(qū)的東方化工廠發(fā)生火 災事故，經市、區(qū)兩級消防部門全力撲救，火勢于當天下午2時20分被撲滅。該 起火災未造成人員傷亡。 11、2011年2月27日11時，307國道汾陽仁巖村附近的一家汽修廠門口，一輛正在焊 接的油罐車突然發(fā)生爆炸，事故造成一人當場死亡，兩人受重傷。482011年國內事故摘錄12、2011年1月13日上午11時許，江蘇鹽城大豐港工業(yè)園區(qū)的一家化工企業(yè)發(fā)生爆炸 并引發(fā)火災。經消防官兵2個多小時的奮戰(zhàn)，大火最終被撲滅。 13、2011年1月12日17時，裕華區(qū)槐北路一在建樓盤的25樓騰起滾滾濃煙，起火原因 是焊工操作不慎將焊花濺到水泥保溫層引起的。14、2011年1月2日中午12時，邢臺市開發(fā)區(qū)富強路一家板廠的鍋爐發(fā)生爆炸，據傳事 故造成兩人重傷兩人輕傷。事故原因一方面是鍋爐質量有問題，驗收部門走過 場，另一方面是員工操作 不當，司爐工沒有相應執(zhí)照。15、2010年12月30日上午10時10分，云南昆明一家生物化學制品廠發(fā)生爆炸。截至目 前，事故已經造成5人遇難，另有8人受傷。49啟示 事故是最大的浪費。 事故是可以預防的。 學習、分析各類事故發(fā)生的原因是有必 要的。 50安全生產事故案例分析EHS部 龔海琴 2011-6-13 51操作注意事項工作中：遵守有關安全管理、安全操作