混凝土結(jié)構(gòu)基本原理講義10

第十章混凝土構(gòu)件的使用性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理一、引言結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性本章的主要內(nèi)容具有足夠的承載力和變形能力安全性適用性耐久性在使用荷載下不產(chǎn)生過大的裂縫和變形在一定時期內(nèi)維持其安全性和適用性的能力二、裂縫的分類與成因

1.分類施工期間產(chǎn)生的裂縫和使用期間產(chǎn)生的裂縫按裂縫的產(chǎn)生時間龜裂、橫向裂縫（與構(gòu)件軸線垂直）、縱向裂縫、斜裂縫、八字裂縫、X形交叉裂縫等按裂縫的產(chǎn)生原因非受力因素產(chǎn)生的裂縫和受力因素產(chǎn)生的裂縫按裂縫的形態(tài)二、裂縫的分類與成因

2.成因固體下沉，表面泌水而引起的。大風(fēng)、高溫使水分從混凝土表面快速蒸發(fā)引起的（龜裂）。塑性裂縫混凝土的收縮受到約束后產(chǎn)生的裂縫溫度裂縫大體積混凝土中由于混凝土水化作用產(chǎn)生的水化熱使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生溫度差。約束收縮裂縫施工期間的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因因施工程序不當(dāng)而造成的受力裂縫施工中的受力裂縫施工期間的裂縫樓板裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----鋼筋銹蝕引起的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度區(qū)段氣溫升高時T二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----地基不均勻沉降引起的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----外部環(huán)境引起的裂縫凍融循環(huán)作用堿骨料反應(yīng)鹽類腐蝕外部環(huán)境酸類腐蝕二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----荷載引起的裂縫斜裂縫??！垂直裂縫！縱向裂縫?。?！拉、彎、剪、扭、粘結(jié)等引起的裂縫目前，只有在拉、彎狀態(tài)下混凝土橫向裂縫寬度的計算理論比較成熟。這也是下面所要介紹的主要內(nèi)容三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結(jié)滑滑移理理論以軸心心受拉拉為例例C*基本假假定就就是：：開裂裂后，，裂縫縫處混混凝土土退出出工作作，鋼鋼筋和和混凝凝土之之間發(fā)發(fā)生滑滑移，，混凝凝土回回縮至至圖中中虛線線的位位置*裂縫寬寬度=裂縫間間鋼筋筋和混混凝土土之間間的變變形差差值先求出裂裂縫間間距三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結(jié)滑滑移理理論裂縫的的間距距l(xiāng)lms（s）smc（c）cmAs粘結(jié)應(yīng)應(yīng)力的的傳遞遞長度度裂縫數(shù)數(shù)量增增加至至一定定數(shù)量量時不不再增增加，，但寬寬度不不斷變變化三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結(jié)滑滑移理理論裂縫的的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結(jié)滑滑移理理論裂縫的的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂縫的平均間距三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結(jié)滑滑移理理論裂縫的的間距距bhbfbf’bh0.5hhf’hf為了和和受彎彎構(gòu)件件相統(tǒng)統(tǒng)一，，定義義：有效配配筋率率有效受拉面積于是，，對軸軸拉和和受彎彎構(gòu)件件，平平均裂裂縫間間距的的公式式可統(tǒng)統(tǒng)一寫寫成：：三、橫橫向受受力裂裂縫的的寬度度裂縫處處鋼筋筋的應(yīng)應(yīng)變C設(shè)稱為裂縫間鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)，則有裂縫處處鋼筋筋的應(yīng)應(yīng)力三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算2.無滑移移理論論認(rèn)為混混凝土土開裂裂后，，混凝凝土與與鋼筋筋之間間無相相對滑滑移，，裂縫縫的發(fā)發(fā)展寬寬度與與裂縫縫量測測點距距最近近一根根鋼筋筋表面面的距距離c直接相相關(guān)。。*Broms（美）Base（英）等等人通通過試試驗得得出：：C三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算3.粘接滑滑移與與無滑滑移理理論的的結(jié)合合上述兩兩種理理論和和實際際情況況均有有一定定的差差距，，為此此將二二者結(jié)結(jié)合起起來，，按下下述公公式進進行計計算分分析：：C各系數(shù)數(shù)由試試驗分分析確確定四、裂裂縫《混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計規(guī)范范》（GB50010）《水工鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計規(guī)范范》所采用的的方法法四、裂裂縫寬寬度的的實用用計算算方法法1.半理論論半經(jīng)經(jīng)驗的的方法法平均裂裂縫間間距te<0.01時，取取te=0.01c<20時，取c=20；c>65時，取c=65受彎kl=1.0；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.半理論半經(jīng)經(jīng)驗的方法法平均裂縫寬寬度kw=0.85四、裂縫寬寬度的實用用計算方法法1.半理論半經(jīng)經(jīng)驗的方法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.以數(shù)理統(tǒng)計計分析為基基礎(chǔ)的計算算方法《公路鋼筋混混凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力橋涵涵設(shè)計規(guī)范范》采用的方法法受拉鋼筋的的總周長五、裂縫寬寬度的控制制裂縫的控制制等級嚴(yán)格要求不不出現(xiàn)裂縫縫一級二級三級一般要求不不出現(xiàn)裂縫縫可以出現(xiàn)裂裂縫但要驗驗算裂縫的的寬度C由不同的《規(guī)范》根據(jù)具體的的情況確定定六、受彎構(gòu)構(gòu)件的變形形與剛度1.截面抗彎剛剛度的特點點鋼筋混凝土土純彎段截截面抗彎剛剛度的特點點：M012IIIIII*隨著彎矩矩增大B不斷降低*短期荷載載效應(yīng)時的的撓度對應(yīng)應(yīng)短期剛度度Bs*長期荷載效效應(yīng)時的撓撓度對應(yīng)長長期剛度Bl(徐變、裂縫縫的不斷發(fā)發(fā)展等等)恒+活恒+活載中的恒恒載部分與荷載形式、、支承條件件有關(guān)的系系數(shù)六、受彎構(gòu)構(gòu)件的變形形與剛度2.短期剛度Bs解析剛度法法就平均應(yīng)變變而言符合合平截面假假定短期荷載效效應(yīng)MsMs六、受彎構(gòu)構(gòu)件的變形形與剛度2.短期剛度Bs解析剛度法法裂縫截面處處的應(yīng)力和和應(yīng)變MsAsh0h01cscs0h0Asss平均應(yīng)變六、受彎構(gòu)構(gòu)件的變形形與剛度2.短期剛度Bs解析剛度法法GB50010采用的就是上述公式，且有，于是：六、