第八章鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫和變形

會(huì)計(jì)學(xué)1第八章鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫和變形第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助§8.1概述構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過(guò)大影響使用功能，不能保證適用性;而裂縫寬度過(guò)大，則同時(shí)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(gòu)件的受力特征有關(guān)。(約占20%)第1頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(lái)控制，只有在構(gòu)件截面尺寸小、鋼筋應(yīng)力大時(shí)進(jìn)行驗(yàn)算。為防止溫度應(yīng)力過(guò)大引起的開(kāi)裂，規(guī)定了伸縮縫之間的最大間距。為防止由于鋼筋周?chē)炷吝^(guò)快地碳化失去對(duì)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3頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助與承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)相比，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)可靠度可以相對(duì)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。裂縫寬度和變形的驗(yàn)算表達(dá)式如下：

S≤C

…8-1S

——結(jié)構(gòu)構(gòu)件按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響得到的裂縫寬度或變形值；

式中第4頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助…8-2荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合為：…8-3荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合為：在進(jìn)行荷載效應(yīng)計(jì)算時(shí)，荷載組合有兩種情況：第5頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助§8.2裂縫寬度驗(yàn)算裂縫的控制等級(jí)分為三級(jí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行裂縫寬度的驗(yàn)算。8.2.1驗(yàn)算公式…8-4——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度；——最大裂縫寬度的限值。對(duì)此建筑工程、公路橋涵工程有不同的要求。第6頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助8.2.2wmax的計(jì)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(jì)算平均裂縫寬度wm按試驗(yàn)資料確定擴(kuò)大系數(shù)第7頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助1.裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展當(dāng)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(jié)，混凝土應(yīng)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(jié)力傳遞至混凝土達(dá)到ftk–––完成裂縫出現(xiàn)的全部過(guò)程。出現(xiàn)：當(dāng)荷載繼續(xù)增加到Nk，在一個(gè)裂縫間距范圍內(nèi)由鋼筋與混凝土應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬度。開(kāi)展：第8頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(nèi)鋼筋和混凝土的變形差；粘結(jié)-滑移理論：第9頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助…8-6平均裂縫間距l(xiāng)mc

–––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=1.0偏拉=1.0第11頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助(0.21.0)…8-7

鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)Ate倒T形截面第13頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助

裂縫截面處鋼筋應(yīng)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(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助0.87h0h0NkskAsMkCskAsee0eNkh0–asAsAseke0kAsAskAsCCcZskAsNk(a)(b)(c)(d)CskAsskAs第15頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(kuò)大系數(shù)荷載長(zhǎng)期效應(yīng)裂縫擴(kuò)大系數(shù)構(gòu)件受力特征系數(shù)…8-4wmax=0.85sl

cr第16頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(dāng)計(jì)算裂縫寬度超過(guò)裂縫寬度的限值時(shí)，從最大裂縫計(jì)算公式可知，常見(jiàn)的減小裂縫寬度的措施有：第17頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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?！?.3受彎構(gòu)件撓度計(jì)算21(a)Maf0(b)EI2EI(B)M01——線性；2——非線性。第18頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(zhǎng)期作用影響的抗彎剛度B–––鋼筋混凝土梁的撓度計(jì)算對(duì)于簡(jiǎn)支梁承受均布荷載作用時(shí)，其跨中撓度：用材料力學(xué)的公式：第19頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助1.短期剛度Bs的計(jì)算rMqocoaacsash0Mqbblcr…8-15式中：第20頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目錄上一章下一章幫助2.長(zhǎng)期剛度B的計(jì)算第21頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)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(zhǎng)度方向的剛度是變化的。取同一彎矩符號(hào)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(jì)算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)-+gk+qkBminBmin(a)(b)第22頁(yè)/共24頁(yè)第8章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主頁(yè)目