第八章：鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫和變形.ppt

1、研制單位：湖南大學(xué),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 (第8章電子教案),進(jìn)入,2,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,第 8 章 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度和撓度驗算,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,本章重點,了解受彎構(gòu)件豎向彎曲裂縫的出現(xiàn)和開展過程；,掌握受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗算方法；,掌握受彎構(gòu)件截面剛度計算與變形驗算方 法。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,構(gòu)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。,第

2、 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,（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 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)件截面尺寸小、鋼筋應(yīng)力大時進(jìn)行驗算。,為防止溫度應(yīng)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(hù)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(hù)層的最小厚度。,非荷載引起的裂縫,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目

3、錄,上一章,下一章,幫 助,與承載能力極限狀態(tài)設(shè)計相比，正常使用極限狀 態(tài)設(shè)計的目標(biāo)可靠度可以相對較低。,C 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值、裂 縫寬度和變形限值。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合為：,荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合為：,在進(jìn)行荷載效應(yīng)計算時，荷載組合有兩種情況：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 進(jìn)行裂縫寬度的驗算。,8.2.1 驗算公式, 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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

4、 橋涵工程有不同的要求。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,8.2.2 wmax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(jī)理,建立理論公式，計算平均裂縫寬度wm,按試驗資料確定擴(kuò)大系數(shù),第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,2. 平均裂縫寬度wm,裂縫寬度等于裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋和混凝土的變形差 ；,粘結(jié) - 滑移理論：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,我國

5、規(guī)范是建立在粘結(jié)滑移理論和無滑移理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量試驗結(jié)果得到的半理論半經(jīng)驗公式。,構(gòu)件表面裂縫寬度主要是由鋼筋周圍的混凝土回縮形成的 ；,無滑移理論,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,式中：,sm = sk,c 取 0.85,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,平均裂縫間距l(xiāng)m,c 保護(hù)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(guān)的系數(shù),軸心受拉 =1.1,受彎、偏心受壓 =1.05,偏拉 =1.0,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,te 截面的有

6、效配筋率，,te = As / Ate,ni 第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù) ；,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,裂縫截面處鋼筋應(yīng)力 sk,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,wmax = s l wm,3. 最大裂縫寬度 wmax,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,4. JTG D622004（橋涵規(guī)范）的方法,特征裂縫寬度wfk（保證率為95

7、%）相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的最大裂縫寬度wmax,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,C1鋼筋表面形狀系數(shù)，對光面鋼筋， C1=1.4；對帶肋鋼筋，C1=1.0；,C2作用長期效應(yīng)影響系數(shù)，C2=1+0.5Nl/Ns， 其中Nl和Ns分別為按作用長期效應(yīng)組合和 短期效應(yīng)組合計算的彎矩值或軸力值；,C3與構(gòu)件形式有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)為鋼筋混凝土板 式受彎構(gòu)件時，C3=1.15，當(dāng)為其他受彎構(gòu)件 時，C3=1.0；,鋼筋應(yīng)力。,ss,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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,當(dāng)計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限

8、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 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)系是非線性的。,1線性；2非線性。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,Bs 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的受彎構(gòu)件的短期剛度,B 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(xué)的公式：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,1. 短期剛度 Bs的計算,式中：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原

9、理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,2. 長期剛度 B的計算,將彎矩分成兩部分：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,Mk 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的彎矩值；,Mq 荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算的彎矩值；, 撓度增大系數(shù)， = 2.0 0.4 /；,Bs 短期剛度按式(8-15)計算。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)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(nèi)的最小剛度作為等剛度，按 材料力學(xué)的方法計算。,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,4. 圖表法, = 1 MGk / Mk,實際上是限制跨高比l0/h0。,提高剛度的有效措施 h0,或As 增加,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,5. JTG D622004（橋涵規(guī)范）的方法,公路橋涵鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,在正常使用狀態(tài)下的撓度,可根據(jù)給定的構(gòu)件用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計算。,受彎構(gòu)件的剛度可按下式計算：,第 8 章,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,主 頁,目 錄,上一章,下一章,幫 助,B 開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；, 構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)， =2S0/W0 ；,式