第7章裂缝宽度和变形验算.ppt

华侨大学土木工程学院 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 本章主要内容： 裂缝宽度计算公式； (2) 影响裂缝宽度的因素； (3) 受弯构件挠度验算的公式。 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 7.1概述 极限状态分两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态； 结构功能要求：安全性、适用性和耐久性； 承载能力极限状态是为了满足安全性的要求。 正常使用极限状态是为了满足适用性和耐久性的要求。 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 7.1.1 裂缝控制的目的 耐久性的要求：减小钢筋锈蚀，钢筋锈蚀会产生锈涨，导致沿顺筋方向的裂缝、保护层脱落。 外观要求：裂缝宽度超过0.4mm会引起人的关注。裂缝宽度限值参见附表8(P452）。 裂缝的分类：按裂缝的产生原因分荷载作用引起的裂缝和非荷载作用因素引起的裂缝。 荷载裂缝：一般是荷载产生主拉应力超过混凝土的抗拉强度引起；根据使用要求和环境条件，进行裂缝宽度验算。 非荷载引起的裂缝：可以通过构造措施予以控制。 温度缝——规定伸缩缝的最大间距、加大配筋量； 抗震缝——结构不规则； 沉降缝——地基不均匀沉降； 裂缝的分类： 按裂缝的产生时间：施工期间产生的裂缝和使用期间产生的裂缝； 按裂缝的形态：龟裂、横向裂缝（与构件轴线垂直）、纵向裂缝、斜裂缝、八字裂缝、X形交叉裂缝等。 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 7.1.1 裂缝控制的目的 非荷载因素引起的裂缝，见图。 温度区段 气温升高时 ?T 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 7.1.1 裂缝控制的目的 使用功能的要求：仪器的正常工作、屋面积水等； (2) 防止非结构构件的破坏：板挠度大，或柱变形大，分隔墙开裂； (3) 结构的外观要求：最大挠度为l0/250~l0/200，超过限值引起人不安。 受弯构件挠度限值参见附表7(P452). 7 钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算 7.1.2 变形控制的目的和要求 我国《规范》将配筋混凝土结构构件裂缝控制等级划分为三级。 一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。 二级——一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值；按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力，当有可靠经验时可适当放松。 三级——允许出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不超过其最大裂缝宽度限值。 7.2 裂缝宽度验算 钢筋混凝土构件裂缝验算的特点：钢筋混凝土具有非均质，混凝土抗拉强度离散性大，裂缝的出现和开展带有随机性，最大裂缝宽度的计算必须以试验为基础——半理论半经验方法。 混凝土结构中的裂缝有很多种。目前只有在拉、弯、偏压状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。 裂缝宽度验算的对象是由荷载引起的正截面裂缝。 7.2 裂缝宽度验算 裂缝宽度验算要求最大裂缝宽度计算值 不应超过规定的最大裂缝宽度限值 ，即 裂缝宽度是指纵向受拉钢筋重心水平上构件侧表面的裂缝宽度。 值见附表8(P452)。 7.2 裂缝宽度验算 7.2 裂缝宽度验算 7.2.1 裂缝开展机理——钢筋混凝土拉杆为例 第一批裂缝出现后的 正常使用阶段构件的 受力状态 受力状态 一般，在荷载标准值作用下，构件中的裂缝基本出齐，间距基本稳定，裂缝大致呈等间距分布，再增大荷载，只会裂缝加宽，不会出现新裂缝。 构件中的裂缝经历了从出现到开展再到稳定的过程。特点是分布不均匀，宽度也不均匀。沿梁的长度方向，各截面受压混凝土的应变、纵向受拉钢筋的应变以及中和轴高度都是不均匀的，见图。 Ms Ms (a) 混凝土应变；(b) 截面内的平均应变；(c) 中和轴位置；(d) 钢筋的应变分布 使用阶段梁纯弯段的应变分布和中和轴位置 7.2 裂缝宽度验算 7.2.1 裂缝开展机理——钢筋混凝土受弯构件为例 7.2 裂缝宽度验算 7.2.2 平均裂缝宽度 计算 根据粘结-滑移理论，裂缝宽度是由钢筋与混凝土之间的粘结破坏，出现相对滑移，引起裂缝处混凝土回缩造成。 平均裂缝宽度等于平均裂缝间距区段内，钢筋水平位置处钢筋伸长值与混凝土伸长值之差 裂缝间钢筋应变不均匀系数； 按荷载效应标准组合计算裂缝截面处钢筋的应力。 7.2.2 平均裂缝宽度计算