PPT混凝土結(jié)構(gòu)原理同濟大學(xué)講稿9

第十十章章混混凝凝土土構(gòu)構(gòu)件件的的使使用用性性能能同濟濟大大學(xué)學(xué)土土木木工工程程學(xué)學(xué)院院建建筑筑工工程程系系顧顧祥林林混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基本本原原理理一、、引引言言結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的的可可靠靠性性本章的的主要要內(nèi)容容具有足足夠的的承載載力和和變形形能力力安全性性適用性性耐久性性在使用用荷載載下不不產(chǎn)生生過大大的裂裂縫和和變形形在一定定時期期內(nèi)維維持其其安全全性和和適用用性的的能力力二、裂裂縫的的分類類與成成因1.分分類施工期期間產(chǎn)產(chǎn)生的的裂縫縫和使使用期期間產(chǎn)產(chǎn)生的的裂縫縫按裂縫的的產(chǎn)生生時間間龜裂、、橫向向裂縫縫（與與構(gòu)件件軸線線垂直直）、、縱向向裂縫縫、斜斜裂縫縫、八八字裂裂縫、、X形交叉叉裂縫縫等按裂縫的的產(chǎn)生生原因因非受力力因素素產(chǎn)生生的裂裂縫和和受力力因素素產(chǎn)生生的裂裂縫按裂縫的的形態(tài)態(tài)二、裂裂縫的的分類類與成成因2.成成因固體下下沉，，表面面泌水水而引引起的的。大風(fēng)、、高溫溫使水水分從從混凝凝土表表面快快速蒸蒸發(fā)引引起的的（龜龜裂））。塑性裂裂縫混凝土土的收收縮受受到約約束后后產(chǎn)生生的裂裂縫溫度裂裂縫大體積積混凝凝土中中由于于混凝凝土水水化作作用產(chǎn)產(chǎn)生的的水化化熱使使內(nèi)外外混凝凝土產(chǎn)產(chǎn)生溫溫度差差。約束收收縮裂裂縫施工期期間的的裂縫縫二、裂裂縫的的分類類與成成因2.成成因因施工工程序序不當(dāng)當(dāng)而造造成的的受力力裂縫縫施工中中的受受力裂裂縫施工期期間的的裂縫縫樓板裂縫二、裂裂縫的的分類類與成成因2.成成因使用期期間的的裂縫縫----鋼筋銹銹蝕引引起的的裂縫縫二、裂裂縫的的分類類與成成因2.成成因使用期間的的裂縫----溫度（氣溫溫）變化引引起的裂縫縫溫度區(qū)段氣溫升高時T二、裂縫的的分類與成成因2.成成因使用期間的的裂縫----地基不均勻勻沉降引起起的裂縫二、裂縫的的分類與成成因2.成成因使用期間的的裂縫----外部環(huán)境引引起的裂縫縫凍融循環(huán)作作用堿骨料反應(yīng)鹽類腐蝕外部環(huán)境酸類腐蝕二、裂縫的的分類與成成因2.成成因使用期間的的裂縫----荷載引起的的裂縫斜裂縫??！垂直裂縫！縱向裂縫?。?！拉、彎、剪剪、扭、粘粘結(jié)等引起起的裂縫目前，只有有在拉、彎彎狀態(tài)下混混凝土橫向向裂縫寬度度的計算理理論比較成成熟。這也也是下面所所要介紹的的主要內(nèi)容容三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論以軸心受拉拉為例C*基本假定就就是：開裂裂后，裂縫縫處混凝土土退出工作作，鋼筋和和混凝土之之間發(fā)生滑滑移，混凝凝土回縮至至圖中虛線線的位置*裂縫寬度=裂縫間鋼鋼筋和混凝凝土之間的的變形差值值先求出裂縫間間距三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距l(xiāng)lms（s）smc（c）cmAs粘結(jié)應(yīng)力的的傳遞長度度裂縫數(shù)量增增加至一定定數(shù)量時不不再增加，，但寬度不不斷變化三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂縫的平均間距三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距bhbfbf’bh0.5hhf’hf為了和受彎彎構(gòu)件相統(tǒng)統(tǒng)一，定義義：有效配筋率率有效受拉面積于是，對軸軸拉和受彎彎構(gòu)件，平平均裂縫間間距的公式式可統(tǒng)一寫寫成：三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的寬度度裂縫處鋼筋筋的應(yīng)變C設(shè)稱為裂縫間鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)，則有裂縫處鋼筋筋的應(yīng)力三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算2.無無滑移理論論認(rèn)為混凝土土開裂后，，混凝土與與鋼筋之間間無相對滑滑移，裂縫縫的發(fā)展寬寬度與裂縫縫量測點距距最近一根根鋼筋表面面的距離c直接相關(guān)。。*Broms（美）Base（（英）等人通通過試驗得得出：C三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算3.粘接接滑移與無無滑移理論論的結(jié)合上述兩種理理論和實際際情況均有有一定的差差距，為此此將二者結(jié)結(jié)合起來，，按下述公公式進行計計算分析：：C各系數(shù)由試試驗分析確確定四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗驗的方法《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范》（GB50010）《水工鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范》所采用的方法法四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗驗的方法平均裂縫間間距te<0.01時，取te=0.01c<20時，取c=20；c>65時，取c=65受彎kl=1.0；；軸拉kl=1.1光圓，取0.7；變形，取1.0四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗驗的方法平均裂縫寬寬度kw=0.85四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗驗的方法裂縫的最大大寬度由裂縫的統(tǒng)統(tǒng)計特性，，按95%的保證率率考慮到長期期荷載下，，混凝土徐徐變影響導(dǎo)導(dǎo)致裂縫繼繼續(xù)擴大，，取擴大系系數(shù)為1.5四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法2.以以數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計分析析為基礎(chǔ)礎(chǔ)的計算算方法《公路鋼鋼筋混凝凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力橋橋涵設(shè)計計規(guī)范》》采用的的方法受拉鋼筋筋的總周周長五、裂縫縫寬度的的控制裂縫的控控制等級級嚴(yán)格要求求不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫一級二級三級一般要求求不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫可以出現(xiàn)現(xiàn)裂縫但但要驗算算裂縫的的寬度C由不同的《《規(guī)范》》根據(jù)具具體的情情況確定定六、受彎彎構(gòu)件的的變形與與剛度1.截截面抗抗彎剛度度的特點點鋼筋混凝凝土純彎彎段截面面抗彎剛剛度的特特點：：M012IIIIII*隨著彎彎矩增大大B不斷降低低*短期荷荷載效應(yīng)應(yīng)時的撓撓度對應(yīng)應(yīng)短期剛剛度Bs*長期荷載載效應(yīng)時時的撓度度對應(yīng)長長期剛度度Bl(徐變、裂裂縫的不不斷發(fā)展展等等)恒+活恒+活載載中的恒恒載部分分與荷載形式式、支承承條件有有關(guān)的系系數(shù)六、受彎彎構(gòu)件的的變形與與剛度2.短短期剛剛度Bs解析剛度度法就平均應(yīng)應(yīng)變而言言符合平平截面假假定短期荷載載效應(yīng)MsMs六、受彎彎構(gòu)件的的變形與與剛度2.短短期剛剛度Bs解析剛度度法裂縫截面面處的應(yīng)應(yīng)力和應(yīng)應(yīng)變MsAsh0h01cscs0h0Asss平均應(yīng)變變六、受彎彎構(gòu)件的的變形與與剛度2.短短期剛剛度Bs解析剛度度法GB50010采用的就是上述公式，且有，于是：六、受彎彎構(gòu)件的的變形與與剛度3.荷荷載長長期作用用下的剛剛度恒+活中