第八章鋼筋混凝土構件的裂縫和變形

會計學1第八章鋼筋混凝土構件的裂縫和變形第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助§8.1概述構件的裂縫寬度和撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過大影響使用功能，不能保證適用性;而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。裂縫荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：由材料收縮、溫度變化、鋼筋銹蝕后體積增大、地基不均勻沉降等產(chǎn)生的裂縫。

(約占80%)與構件的受力特征有關。(約占20%)第1頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助NkNkNkNkNkNke0e0Tk(a)(b)(c)(e)(d)TkMkMk（a)軸心受拉；(b)偏心受拉；(c)偏心受壓；(d)受彎和受剪

；(e)受扭。第2頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構件截面尺寸小、鋼筋應力大時進行驗算。為防止溫度應力過大引起的開裂，規(guī)定了伸縮縫之間的最大間距。為防止由于鋼筋周圍混凝土過快地碳化失去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保護層的最小厚度。非荷載引起的裂縫第3頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助與承載能力極限狀態(tài)設計相比，正常使用極限狀態(tài)設計的目標可靠度可以相對較低。

C——結構構件達到正常使用要求的規(guī)定限值、裂縫寬度和變形限值。裂縫寬度和變形的驗算表達式如下：

S≤C

…8-1S

——結構構件按荷載效應的標準組合、準永久組合或標準組合并考慮長期作用影響得到的裂縫寬度或變形值；

式中第4頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助…8-2荷載效應的標準組合為：…8-3荷載效應的準永久組合為：在進行荷載效應計算時，荷載組合有兩種情況：第5頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助§8.2裂縫寬度驗算裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結構構件進行裂縫寬度的驗算。8.2.1驗算公式…8-4——按荷載效應標準值組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度；——最大裂縫寬度的限值。對此建筑工程、公路橋涵工程有不同的要求。第6頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助8.2.2wmax的計算方法《規(guī)范》的思路：得到最大裂縫寬度wmax若干假定根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理建立理論公式，計算平均裂縫寬度wm按試驗資料確定擴大系數(shù)第7頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.裂縫的出現(xiàn)和開展當cftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由于鋼筋和混凝土之間的粘結，混凝土應力逐漸增加至ftk出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足以使粘結力傳遞至混凝土達到ftk–––完成裂縫出現(xiàn)的全部過程。出現(xiàn)：當荷載繼續(xù)增加到Nk，在一個裂縫間距范圍內由鋼筋與混凝土應變差的累積量，即形成了裂縫寬度。開展：第8頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助2.平均裂縫寬度wmNcr+N211Ncr+N分布<ftksmss(b)(c)(d)(e)123<ftkNkNk(a)裂縫寬度等于裂縫間距范圍內鋼筋和混凝土的變形差；粘結-滑移理論：第9頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助式中：sm=

sq

c取0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmm(a)cscmsmssc分布s分布(c)(b)…8-5第10頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助…8-6平均裂縫間距l(xiāng)mc

–––保護層厚度；deq

–––縱向受拉鋼筋的等效直徑，mm；

式中：

–––與受力特性有關的系數(shù)軸心受拉=1.1受彎、偏心受壓=1.0偏拉=1.0第11頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助i

–––縱向受拉鋼筋的表面特征系數(shù)光面:=1.0帶肋:=0.7hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te

–––截面的有效配筋率，te=As/Ateni

–––第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù)；第12頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助(0.21.0)…8-7

鋼筋應力不均勻系數(shù)Ate倒T形截面第13頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助

裂縫截面處鋼筋應力sq…8-8軸心受拉：…8-9受彎：…8-10偏心受拉：…8-11偏心受壓：第14頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助0.87h0h0NkskAsMkCskAsee0eNkh0–asAsAseke0kAsAskAsCCcZskAsNk(a)(b)(c)(d)CskAsskAs第15頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助wmax=slwm偏心受拉軸心受拉cr=2.7cr=2.4受彎、偏壓cr=1.93.最大裂縫寬度wmax擴大系數(shù)荷載長期效應裂縫擴大系數(shù)構件受力特征系數(shù)…8-4wmax=0.85sl

cr第16頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助8.2.3減小裂縫寬度的措施優(yōu)先選擇帶肋鋼筋；選擇直徑較小的鋼筋；增加鋼筋用量。當計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限值時，從最大裂縫計算公式可知，常見的減小裂縫寬度的措施有：第17頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的關系是非線性的。§8.3受彎構件撓度計算21(a)Maf0(b)EI2EI(B)M01——線性；2——非線性。第18頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助Bs–––荷載效應標準組合下的受彎構件的短期剛度B

–––按荷載效應標準組合并考慮荷載長期作用影響的抗彎剛度B–––鋼筋混凝土梁的撓度計算對于簡支梁承受均布荷載作用時，其跨中撓度：用材料力學的公式：第19頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.短期剛度Bs的計算rMqocoaacsash0Mqbblcr…8-15式中：第20頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助2.長期剛度B的計算第21頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助3.最小剛度原則受彎構件在正常使用狀態(tài)下，沿長度方向的剛度是變化的。取同一彎矩符號區(qū)段內的最小剛度作為等剛度，按材料力學的方法計算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)-+gk+qkBminBmin(a)(b)第22頁/共24頁第8章混凝土結構設計原理主頁目