混凝土结构基本原理_第8章钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性.ppt

一．平均裂缝宽度 根据平均裂缝宽度的定义有： 对受弯、轴心受拉、 偏心受力构件： （9-2-5） （9-2-6） 9.2.3 平均裂缝宽度 ——平均裂缝间距lm内钢筋与相应水平纤维层混凝土 伸长值之差（图9-2-3） 令： 代入式（9-2-5）得 ： 返回 2016年12月 第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 2016年12月 第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 返回 1）受弯构件 2）轴心受拉构件 3）偏心受拉构件 4）偏心受压构件 （9-2-7） （9-2-8） （9-2-9） （9-2-10） 2、裂缝截面处的钢筋应力 将（式9-2-4） 、（式9-2-6）代入得： （9-2-11） （9-2-12） 2、最大裂缝宽度的计算 9.2.4 最大裂缝宽度及其验算 1、 确定最大裂缝宽度的方法 裂缝宽度是随机变量。最大裂缝宽度是具有95%保证 率的相对最大宽度→ →平均裂缝宽度乘以“扩大系数” 式中：τ — 为荷载标准组合下的扩大系数 τl — 为荷载长期作用下的扩大系数 式中：deq —钢筋等效直径； —构件受力特征系数。轴心受拉取2.7 偏 心受拉取2.4，受弯和偏心受压取1.9。 《规范》规定，最大裂缝宽度应满足： （9-2-13） 若不满足要求，可减小钢筋直径，增加配筋率，加大 截面尺寸，必要时施加预应力。 4、最大裂缝宽度限值 《混凝土结构设计规范》给出的最大裂缝宽度限值， 详见教材附表5-3。 3、最大裂缝宽度的验算 § 9.3 混凝土构件的截面延性 9.3.1 延性的概念 —从屈服开始至达到最大承载能力、甚至达到后 而承载力没有显著下降期间的变形能力。 结构、构件应具有一定的延性，以保证： 能够吸收和耗散地震能量，满足抗震要求； 避免发生脆性破坏，保证生命财产安全； 在超静定结构中，具有大的变形能力以完成充分的 内力重分布。（适应温变、不均匀沉降等） （9-3-1） 9.3.2 受弯构件的截面曲率延性系数 1、 受弯构件截面曲率延性系数表达式 截面曲率延性系数： 适筋梁截面在开始屈服和达到承载力极限状态时 应力和应变的分布规律，如（图9-3-1）。 2016年12月 第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 2016年12月 第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 返回 * 第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 前言 钢筋混凝土构件采用 近似概率理论的极限状态设计方法 承载能力极限状态（计算） 正常使用极限状态（验算） 变形、裂缝控制、耐久性 强度 荷载标准值及准永久值 材料强度标准值 荷载设计值 材料强度设计值 混凝土构件的延性是指构件在破坏阶段的变形能力， 是抗震性能的一个重要指标。 § 9.1 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 9.1.1 截面弯曲刚度的概念及定义 匀质弹性材料梁 EI—截面弯曲刚度 截面曲率： 使截面产生单位曲率需要施加的弯矩值，它是度量截面 抵抗弯曲变形能力的重要指标 →为一常数 1、截面弯曲刚度的定义 如：均布荷载下： 混凝土为不匀质的非弹性材料，因而在受弯过程中， 截面弯曲刚度 EI 为一变化值（图9-1-1）。 2、钢筋混凝土受弯构件的截面弯曲刚度 开裂前处于弹性阶段，M – φ 近似为直线 开裂后曲线转折，斜率随弯矩增加而减小 → EI 减小 用B 表示截面弯曲刚度 EI 截面弯曲刚度B 的计算分别采用不同的简化方法： （1）要求不出现裂缝的构件，B = 0.85EcI0 返回 适筋梁的M – φ关系曲线图 《规范》：B为割线的斜率tgα B 随弯矩的增大而减小。 （2）正常使用阶段，构件带裂缝工作，正截面承担的 弯矩大约为其最大受弯承载力的50%~70%， 9.1.2 短期刚度BS 1、 平均曲率 梁的纯弯段试验表明（图9-1-2），裂缝出现后的 第II阶段钢筋和混凝土的应变分布具有如下规律： a、受拉钢筋应变和受压区边缘混凝土应变沿梁长为 非均匀分布，裂缝截面处最大，裂缝间为曲线分布， 裂缝中间截面最小； 纯弯段内各截面裂缝和应变分布图 返回 c、平均应变沿梁截面高度为直线分布，符合平截面假定 因此，短期刚度Bs为: （9-1-1） （9-1-2） 则平均曲率 b、截面中和轴的高度也呈波浪形变化，裂缝截面