東大工程結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)原理13 裂縫寬度計(jì)算原理及耐久性控制課件

1、東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 六十八 講主講教師： 曹雙寅 舒贛平9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第68講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (1/10) 內(nèi)容提要（1/1）一、裂縫的控制標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算理論 二、鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算 三、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 四、本章要點(diǎn) 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第68講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (2/10) 一、控制標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算理論（1/2） 1 產(chǎn)生裂縫的原因（1）荷載引起的裂縫 （2）由外加應(yīng)變或約束變形引起的裂縫（3）鋼筋銹蝕裂縫2 裂縫的影響及控制標(biāo)準(zhǔn)（1）影響承載力方面：一般情況下影響不大。使用方面：影響使用功能，如水池等 影響建筑外觀 影響耐久性 9/

2、19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第68講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (3/10) 一、控制標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算理論（2/2） （2）裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件荷載短期效應(yīng)下，不產(chǎn)生拉應(yīng)力： 0 二級(jí)：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件荷載長(zhǎng)期效應(yīng)下，不產(chǎn)生拉應(yīng)力： 0荷載短期效應(yīng)下允許產(chǎn)生拉應(yīng)力，但不超過三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，但要限制裂縫的寬度 3 裂縫寬度的計(jì)算理論（1）粘結(jié)滑移理論：鋼筋和混凝土相對(duì)滑移導(dǎo)致裂縫開展。（2）無滑移理論：表面裂縫是由混凝土回縮形成的。（3）半經(jīng)驗(yàn)半理論方法：以理論為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)回歸方法。 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第68講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (5/10) 二、

3、裂縫寬度驗(yàn)算 （2/5） 混凝土回縮形成一定寬度裂縫鋼筋和混凝土變形不一致，變形差即為裂縫寬度混凝土回縮受到鋼筋的約束（3）后續(xù)裂縫的出現(xiàn)出現(xiàn)新裂縫的原因混凝土達(dá)到受拉極限拉力與粘結(jié)傳力長(zhǎng)度有關(guān)裂縫“出齊”當(dāng)兩裂縫間的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)，其間會(huì)出現(xiàn)新的裂縫當(dāng)兩裂縫間的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)較小時(shí)，不會(huì)再出現(xiàn)新裂縫裂縫間距：1-2l。，平均1.5l。9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第68講:裂縫寬度的計(jì)算原理（1） 下一講的主要內(nèi)容1、平均裂縫間距2、平均裂縫寬度的計(jì)算3、最大裂縫寬度的計(jì)算4、混凝土耐久性的概念9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講:裂縫寬度的計(jì)算原理(2) 上一講的內(nèi)容1、裂縫的原因及

4、分類 荷載、約束、腐蝕2、裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫一般要求不出現(xiàn)裂縫允許出現(xiàn)裂縫3、裂縫產(chǎn)生及發(fā)展的規(guī)律 裂縫間應(yīng)力分布特點(diǎn) 裂縫“出齊”問題 裂縫間距的概念 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (6/10) 二、裂縫寬度驗(yàn)算 （3/5） 2 平均裂縫間距（1）理論分析截面平衡條件： 截離體的平衡： l的理論值 （2）經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆囼?yàn)表明：還與保護(hù)層厚度c有較大的關(guān)系模式： 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講:裂縫寬度的計(jì)算原理 (7/10) 二、裂縫寬度驗(yàn)算 （4/5） 3 平均裂縫寬度(1)平均裂縫寬度計(jì)算式位置：受拉鋼筋截面重心水平處構(gòu)件側(cè)表面的裂縫

5、寬度一般表達(dá)式：鋼筋的平均伸長(zhǎng)與混凝土平均伸長(zhǎng)的差值（2）裂縫間混凝土伸長(zhǎng)對(duì)裂縫寬度的影響系數(shù)c與配筋率、截面形狀和保護(hù)層厚度等有關(guān), 近似取0.85。 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講：裂縫寬度的計(jì)算原理 (8/10) 二、裂縫寬度驗(yàn)算 （5/5） （3）截面處的鋼筋應(yīng)力受彎構(gòu)件： 軸心受拉構(gòu)件： 偏心受拉構(gòu)件： 偏心受壓構(gòu)件： 4 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算（1）方法：由平均裂縫寬度乘以“擴(kuò)大系數(shù)”。（2）最大裂縫寬度的計(jì)算（3）最大裂縫寬度驗(yàn)算：WmaxWlimit 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講：裂縫寬度的計(jì)算原理 (9/10) 三、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 （1/1） 1

6、耐久性的概念與主要影響因素（1）結(jié)構(gòu)耐久性：結(jié)構(gòu)的耐久性是指維持結(jié)構(gòu)功能的年限。（2）影響耐久性能的主要因素混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)：混凝土的高堿性能有效地保護(hù)鋼筋。鋼筋的銹蝕原因：鈍化膜的破壞：碳化作用，氯離子、其它酸性介質(zhì)等氧份和水份侵入2、耐久性設(shè)計(jì)（1）對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)使用環(huán)境分（五）類，分別對(duì)待（2）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限的合理確定（3）加強(qiáng)維護(hù)和鑒定工作（4）保證耐久性的技術(shù)措施及構(gòu)造要求 9/19/2022工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第69講：裂縫寬度的計(jì)算原理(10/10) 四、本章要點(diǎn)（1/1） 1、裂縫的形成和發(fā)展過程（1）裂縫產(chǎn)生的原因（2）裂縫間鋼筋和混凝土應(yīng)力的分布（3）裂縫間新裂縫出現(xiàn)的條件（4）關(guān)于裂縫出齊問題和平均裂縫間距（5）影響平均裂縫間距的因素2、有關(guān)裂縫寬度的計(jì)算（1）裂縫寬度所指的位置（2）平均裂縫寬度計(jì)算模式的建立（3）最大裂縫寬度即裂