裂缝和变形.ppt

8.1 产生裂缝的原因 考虑部分荷载长期作用的影响 长期作用的荷载效应 短期作用的荷载效应 短期作用荷载产生的短期挠度 长期作用荷载产生的总挠度 长期作用荷载产生的短期挠度 根据对试验资料的统计分析，并考虑不同构件受力特征的影响，对于常用的带肋钢筋，我国《规范》给出的平均裂缝间距 lcr 公式为， 根据对试验资料的统计分析，并考虑不同构件受力特征的影响，对于常用的带肋钢筋，我国《规范》给出的平均裂缝间距 lcr 公式为， 受 弯 构 件 轴心受拉构件 式中 C — 最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离(mm)， 当 c 20mm时，取c = 20mm； 当 c 65mm时，取c = 65mm； d — 钢筋直径 ( mm )，当用不同直径的钢筋时，d 改用换算直径deq 上述对轴拉构件的裂缝分析对受弯构件也适用，只是受弯构件截面上只有部分受拉，计算中可近似将受拉区看作一轴心受拉构件。为简化计算，《规范》近似取受拉一侧截面高度一半的面积作为有效受拉面积 Ate ，对于常用的矩形、T形或工字形截面，有效受拉面积 Ate可按下式计算： 在计算配筋率时，近似用受拉区有效配筋率 rte替换，即可用于受弯构件。 Ate=0.5bh+(bf-b)hf h h/2 b b?f h?f h/2 h b b bf h?f h/2 h h?f b?f h/2 h b hf bf (a) (b) (c) (d) ?te ––– 截面的有效配筋率 ?te = As / Ate ? ––– 钢筋应变不均匀系数，表示砼参与工作的程度 (0.2 ? ? ? 1.0) Ate 倒T形、工字形截面 ?sk ––– 裂缝截面处钢筋应力 轴心受拉： 受 弯： 偏心受拉： 偏心受压： 0.87h0 h0 Ns ?skAs Ms C ?skAs e? e0 e Ns h0–a?s As A?s e nse0s As A?s ??sA?s C Cc Z ?skAs Ns (a) (b) (c) (d) C ?skAs ??sA?s 裂缝间距越小，裂缝宽度也越小； 钢筋直径越细，裂缝宽度也越小； 配筋率ρ越大，裂缝宽度也越小； 采用变形钢筋，可减小裂缝宽度。 根据粘结-滑移理论， “裂缝宽度是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的变形差”，宽裂缝对结构耐久性很不利，分布细而密的裂缝对结构耐久性较有利。这是控制裂缝宽度的一个重要原则。 减小裂缝宽度的措施 采用细直径变形钢筋 增加钢筋截面面积（增大有效配筋率，减小钢筋应力和裂缝间距） 不宜采用的措施 改变截面形式和尺寸 提高混凝土强度等级 实测表明，裂缝宽度具有很大的离散性。取实测裂缝宽度 wt 与上述计算的平均裂缝宽度 wm 的比值 wt / wm=t 。大量裂缝量测结果统计表明，t 的概率密度基本为正态分布。 取超越概率为5%时作为最大裂缝宽度，则可由下式求得， 最大裂缝宽度Wmax 式中，d — 裂缝宽度变异系数。 对受弯构件，试验统计得 d =0.4，故取裂缝扩大系数 t =1.66 。 对于轴心受拉和偏心受拉构件，由试验结果统计得最大裂缝宽度 的扩大系数为 t =1.9 。 荷载效应长期作用的影响： 由于混凝土的徐变和应力松弛，会导致裂缝间混凝土不断退出受拉工作，钢筋应变增大，裂缝随时间也不断增大。混凝土的收缩和温度变化也使钢筋和混凝土间的粘结力削弱，使裂缝宽度不断增大。根据长期观察结果，荷载长期作用下裂缝的扩大系数为 τl = 1.5 式中： αcr—与构件截面应力状态有关的系数 轴心受拉构件： acr =1.5×1.9×0.85×1.1=2.7 偏心受拉构件： acr =2.4 受弯构件： acr =1.5×1.66×0.85=2.1 将各系数代入，得 当y 0.2时，取y =0.2； 当y 1.0时，取y =1.0； 式中，ψ为钢筋应力（应变）不均匀系数， 对于常用的矩形截面 轴拉时： 受弯时： 关于裂缝计算