鋼筋混凝土構件的變形裂縫及耐久性三

第9章鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性基礎知識回顧第3章極限狀態(tài)設計理論基礎知識回顧建筑結構極限狀態(tài)極限狀態(tài)(Limitstate)：整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)(UltimateLimitState)正常使用極限狀態(tài)(ServiceabilityLimitState)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)可靠水平高計算保證可靠水平低驗算是否滿足安全性Safety安全性Safety適用性Serviceability耐久性Durability可靠性Reliability基礎知識回顧9.1鋼筋混凝土受彎構件的撓度驗算9.1.1截面彎曲剛度的概念及定義均質彈性材料梁的跨中撓度f是截面曲率；EI稱為截面彎曲剛度，是使截面產生產生單位轉角需要施加的彎矩值。=（兩端剛接）水平力-側移：d312hEIV××=（集中荷載）荷載-撓度：48f3lEIP×=彎矩-曲率：fEIM=應力-應變：esE剛度是反映力與變形之間的關系：對于彈性均質材料截面，EI為常數(shù)，M-f

關系為直線。

由于混凝土開裂、彈塑性應力-應變關系和鋼筋屈服等影響，鋼筋混凝土適筋梁的M-f關系不再是直線，而是隨彎矩增大，截面曲率呈曲線變化。鋼筋混凝土是不均質的非彈性材料，因此受彎過程中EI不是常數(shù)。截面彎曲剛度的兩種簡化方法：a.對要求不出現(xiàn)裂縫的構件，近似把混凝土開裂前的M-f曲線視為直線，其斜率就是截面彎曲剛度，取為0.85EcI0，I0為換算截面慣性矩。b.

對帶裂縫工作的構件，《規(guī)范》定義在M-f曲線上~

區(qū)段內，任一點與坐標原點O相連的割線斜率tga為截面曲率，記為B。a隨彎矩值的增大而減小，故截面彎曲剛度是隨彎矩的增大而減小的。MyMsMcrEcI0MfaMu9.1.2短期剛度Bs1、幾何關系－平均曲率：截面彎曲剛度不僅隨荷載增大而減小，而且還將隨荷載作用時間的增長而減小。荷載短期作用下的截面彎曲剛度簡稱短期剛度。在純彎段內測得的鋼筋和混凝土的應變情況為：（1）沿梁長，受拉鋼筋的拉應變和受壓區(qū)邊緣混凝土的壓應變都是不均勻分布的，裂縫截面處最大，裂縫間為曲線變化；（2）沿梁長，中和軸高度呈波浪變化，裂縫截面處中和軸高度最??；（3）測量范圍足夠長，各水平纖維的平均應變沿梁截面高度的變化符合平截面假定。r－與平均中和軸相應的平均曲率半徑；esm、ecm－分別為縱向受拉鋼筋重心處的平均拉應變和受壓區(qū)邊緣混凝土的平均壓應變。2、物理關系3、平衡關系h－裂縫截面處內力臂長度系數(shù)，

h值在0.83~0.93之間波動。《規(guī)范》為簡化計算，取h=0.87－裂縫間縱向受拉鋼筋重心處的拉應變不均勻系數(shù)，

rte為以有效受拉混凝土截面面積計算的受拉鋼筋配筋率。Ate為有效受拉混凝土截面面積，對受彎構件取當y<0.2時，取y=0.2；當y>1.0時，取y=1.0；對直接承受重復荷載作用的構件，取y=1.0。z

－受壓區(qū)邊緣混凝土平均應變綜合系數(shù)，在短期彎矩Msk=（0.5~0.7）Mu范圍，系數(shù)z的變化很小，僅與配筋率有關。受壓翼緣加強系數(shù)9.1.4受彎構件剛度B混凝土的徐變、收縮造成梁截面彎曲剛度降低，撓度隨時間增長。計算撓度時必須采用按荷載效應的標準組合并考慮荷載效應的長期作用影響的剛度B。1、荷載長期作用下剛度降低的原因

（1）混凝土的徐變裂縫間受拉混凝土的應力松弛以及混凝土和鋼筋的徐變滑移，使受拉鋼筋的平均應變和平均應力隨時間而增大；裂縫的發(fā)展，受拉混凝土退出工作；受壓混凝土的塑性發(fā)展，內力臂減小。（2）混凝土的收縮受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的收縮不一致，使梁發(fā)生翹曲。（3）影響混凝土徐變和收縮的原因

受壓鋼筋的配筋率、加荷齡期、荷載的大小及持續(xù)時間，使用環(huán)境的溫度和濕度、混凝土的養(yǎng)護條件。2、受彎構件剛度B（長期）在短期剛度Bs的基礎上，用荷載效應的準永久組合對撓度增大的影響系數(shù)q來考慮荷載效應的準永久組合作用的影響，即荷載長期作用部分的影響。上式僅用剛度B表達時，令以上兩式相等可得剛度B為，Mk中包含準永久組合值，對于在(Mk-Mq)下產生的短期撓度部分是不增大的。則受彎構件的撓度為設荷載效應的標準組合值為Mk，準永久組合值為Mq，則僅需對在Mq下產生的那部分撓度乘以撓度增大的影響系數(shù)θ?！兑?guī)范》建議撓度增大系數(shù)q可按下式計算:r和r’分別為受拉及受壓鋼筋的配筋率。當r’=0時，q=2.0，當r’=r時，q=1.6。 9.駐1.值5住最小章剛度稀原則狼與撓抽度計衣算“最小功剛度原揪則”就是在剝簡支梁愿全跨長雜范圍內逃，可都按彎矩剛最大處晚的截面文彎曲剛鞠度，亦即咱按最小蕩的截出面彎作曲剛綱度，用材稱料力學寬中不考瞎慮剪養(yǎng)切變茅形影禍響的備公式來計悠算撓勞度。撓度驗算公式為：－允許撓度值；－根據(jù)最小剛度原則采用的剛度B進行計算的撓度Bmin9.1伶.6摸對受彎脂構件撓扛度驗算庭的討論1、酸影響邪短期身剛度Bs的因杯素a.Mk增大歉，Bs減小嫂。b.r增大，Bs略有廁增大；c.截面久形狀對Bs有影任響，臉當有側受拉薄翼緣順或受紛壓翼圍緣時半，都去會使Bs有所齡增大坡；d.提高混凝趁土強海度等幣級對磚提高Bs的作到用不零大；e.配筋柱率和愉材料幅給定遣時，忍截面潤有效趙高度h0對Bs的提高作用最匹顯著。2、等配筋蜂率對港承載容力和隨撓度稅的影崖響提高配槍筋率能太滿足承腳載力要經(jīng)求，然攻而對提傅高截面味彎曲剛晝度作用幟不顯著字，有返可能遮出現(xiàn)參不滿磁足撓坡度驗碎算的全要求探。3、斜跨高刺比選擇較伯小的跨侮高比l0/h，配虜筋率渾限制還在一唱定范斜圍內沸，如勤過滿攔足承狹載力巡壽要求界，計予算撓美度也例必然帽同時奧滿足葬。4、混寸凝土結宮構構件劇的變形油限值考慮霞的內瓦容：保證建聞筑的使鬼用功能紗要求；防止對嗚結構構研件產生壤不良的芒影響；防止對博非結構駝構件產怪生不良縫的影響弄；保證人蹈們的感際覺在可馬接受程室度之內儉。例題夠9.拒1已知在姓某教學懼樓樓蓋解中有一傘矩形截急面簡支況梁，截穿面尺寸蜜為20禿0mm統(tǒng)×50困0mm發(fā)，配置歪4湊16角HRB納400值級受力勵鋼筋，泄混凝土剩強度等韻級為C辱20，啄保護層率厚度c=25憐mm，l0=5護.6乓m，后承受地均布愧荷載沉，其絹中永劍久荷災載（爽含自冬重）冶標準國值gk=1草2.積4k門N/雕m，宣樓面棋活荷膨載標煤準值埋qk=8勉kN伙/m薦，樓犁面活晌荷載復的準踩永久伍系數(shù)yq=0竊.5灰。試城驗算普其撓扮度f?！窘馊印?、昨計算撒參數(shù)Ec=2澤.5娘5×貫104N/早mm2Es=2.鈔0×1倡05N/m訂m2，As=8蘭04坡mm2，h0=h-桑as=50旅0-3酷5=4編65m金m，h=0尊.87闖，ftk=1.槍54N暑/mm2，q=22、求Mk和Mq3、計唇算有關敘參數(shù)4、蜻計算Bs5、計劉算B6、變厚形驗算查表知場，所爆以變形廉滿足應要求放。9.董2匯鋼筋星混凝賢土構優(yōu)件裂脈縫寬絡度驗友算9.2粒.1不裂縫的賀出現(xiàn)、減分布和派開展在裂縫衫出現(xiàn)前，應變蘆均勻分叫布。即將敘出現(xiàn)秘裂縫柜的狀備態(tài)Ⅰa階段。3)當達屈到極傻限拉快應變e0ct后，出鑒現(xiàn)第一門條（批塊）裂縫跪。4)裂縫出尚現(xiàn)瞬間，混凝薦土應力逝降低為觸零，而敗鋼筋的凈拉力突柳然增加蓮，由ss,c航r增至ss1。5)未裂縫曲出現(xiàn)暮后，差混凝輩土向額裂縫議兩側灑回縮株，但跟非自罷由，灘受到予鋼筋趣的約波束。狐混凝綠土與特鋼筋顫之間攀有相棒對滑喘移，仁產生桿粘結偏應力t。達到l后，支粘結栽應力榴消失決，混將凝土她中又煉重新街建立乏起拉敘應力sct。aaacccbb(a煌)裂砌縫即零將出姻現(xiàn)(b)閣第一批辨裂縫出削現(xiàn)(c荒)搬裂縫健的分橋布及鬧開展6)薦當腳距裂言縫截矮面有斑足夠飼的長忌度l時，混鳴凝土拉刷應力sct增大的到ft，此時將絹在離裂謝縫截面≥l的另將一薄搶弱截歸面處猜出現(xiàn)竄新的脾裂縫相。7)航如拳果兩添條裂端縫的撿間距鋒小于迅2l，則由獎于粘衫結應季力傳概遞長揭度不影夠，上混凝將土拉郊應力恐不可凳能達玩到ft，因魔此將趟不會爬出現(xiàn)榨新的索裂縫。8)從第糖一條炸（批脖）裂賤縫出催現(xiàn)到港裂縫注全部壁出齊磚為裂縫出愉現(xiàn)階段，該遼階段忍的荷克載增組量并救不大獲。9)裂縫間智距的計算聚公式即蜜是以該只階段的剛受力分滑析建立閃的。10范)裂縫出蟲齊后，隨著生荷載的陣繼續(xù)增柔加，裂刮縫寬度撞不斷開拍展。裂縫妙的開展君是由于命混凝土歷的回縮隔，鋼筋希的伸長去，導致察鋼筋與儲混凝土報之間不秩斷產生盤相對滑魂移的結忍果，這是雞裂縫鎖寬度賠計算委的依具據(jù)。11南)在荷載謹長期作扮用下，災由于混廚凝土的級滑移徐勵變和拉御應力的劑松馳，進以及混離凝土的賄收縮，州會引起少裂縫的隔進一步朝開展。st=0sct=ftss1ss2tmss1ss2tm－平均粘結應力。9.斑2.誰2煤平均鈔裂縫培間距l(xiāng)m=1.模5l×1收.5混凝土離保護層組厚度的蓄影響k1為經(jīng)兩驗系溝數(shù)。根據(jù)試損驗資料脆統(tǒng)計分擇析，并紫考慮受欲力特征媽的影響劑，對于用常用的帶肋綿鋼筋，《企規(guī)范煮》給拍出的搏平均凈裂縫擺間距l(xiāng)m的計出算公賓式為捐:受彎構件軸心受拉構件c——最日外層縱盈向受拉押鋼筋外被邊緣到看受拉區(qū)湯底邊的刪距離（植mm）脅，當c<20唯mm時馳，取c=20粱mm；d——鋼幕筋直徑毀（mm承），當超用不同婚直徑的弦鋼筋時烈，d改用換書算直徑閉4As/u，u為縱向梅鋼筋的場總周長冒。9.戶2.象3多平均共裂縫徹寬度裂縫寬援度是指受拉羨鋼筋供截面詳重心勸水平辱處構鐮件側勉表面霉的裂更縫寬融度。裂咳縫寬宵度的在離散塌性比旁裂縫丈間距話更大靠些。平均裂其縫寬度糠計算式平均裂?？p寬度wm等于構抓件裂縫例區(qū)段內哈鋼筋的裁平均伸嶺長與相謹應水平編處構件瀉側表面少混凝土窗平均伸謎長的差鄰值。esm－縱向受拉鋼筋的平均拉應變，ect恩m－與縱向屑受拉春鋼筋糧相同唉水平菌處側撈表面掘混凝移土的佳平均檢拉應信變。獅令板稱為岸裂縫泊間混墓凝土朗自身枝伸長諸對裂賽縫寬奪度的臉影響束系數(shù)宋。近幫似取ac=0拋.8窗5，研則平均偏裂縫日寬度裂縫截晚面處的代鋼筋應腳力sskssk是指玻按荷墻載效啄應的筋標準絮組合父計算著的混臺凝土弦構件梯裂縫撞截面怨處縱固向受踐力鋼較筋的景應力怒.受彎構件：軸心受拉構件：偏心受拉構件：偏心域受壓啄構件：9.2桶.4識最大裂虜縫寬度悉及其驗罵算確定最薦大裂縫嗎寬度的梢方法最大裂巨縫寬度兄由平均徒裂縫對寬度當乘以緞“擴驗大系資數(shù)”觀得到。“擴大陵系數(shù)”主要柏考慮兩刻種情況糊：1）還裂縫修寬度委的不搶均勻書性，表采用喊擴大輸系數(shù)t；2汽）荷倚載長鋒期作魔用下胖混凝襪土的態(tài)收縮稻以及鴨受力就混凝多土的栽應力曲松弛構、滑樹移徐誓變導鎮(zhèn)致裂聰縫間雅受拉斗混凝山土不兆斷退馬出工誤作，口采用興擴大推系數(shù)tl。最大籮裂縫正寬度攏的計叛算《規(guī)鏟范》蓄規(guī)定伸對矩姜形、釀T形唐、工嚼形截舍面受蹤蝶力、乏受彎劈燕、大遙偏心趙受壓摔構件怕，按酷荷載無效應營的標傻準組聰合并訓考慮績長期省作用隔