河北工业大学混凝土结构基本原理课件 第九章.ppt

裂缝的分类与成因 1.分类 裂缝的分类与成因 2. 成因 裂缝的分类与成因 2.成因 裂缝的分类与成因 2.成因 裂缝的分类与成因 2.成因 裂缝的分类与成因 2. 成因 裂缝的分类与成因 2. 成因 裂缝的分类与成因 2. 成因 斜裂缝 9.2.2平均裂缝间距lm l可由平衡条件确定。 lm还与混凝土保护层厚度c有关，还受钢筋表面特征有关，因此钢筋直径用等效直径deq代替。 9.3混凝土构件的截面延性 一、延性的概念： 1．定义：结构、构件或截面的延性是指它们进入破坏阶段以后，在承载力没有显著下降的情况下承受变形的能力，即结构、构件或截面的延性是反映它们后期变形的能力。 2.控制延性的目的（P234） 3.延性用延性系数来表示 二、受弯构件的截面曲率延性系数（P234） 1.截面曲率延性系数的表达式 2．截面曲率延性系数的影响因素 （1）纵向受拉钢筋配筋率?增大， 由于配筋率高时，xa和k均增大，导致?y增大而?u减小，从而延性系数减小。 （2）受压钢筋配筋率??增大， 因为xa和k均减小，导致?y减小而?u增大，因此延性系数增大。 （3）混凝土极限压应变?cu增大， 则延性系数提高。 （4）混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低， 因为相应的xa和k均略有减小，?u增大，?y减小，也可使延性系数有所提高。 上述各影响因素可以归纳为两个综合因素：极限压应变?cu和受压区高度kh0和xa。 3．提高截面曲率延性系数的措施主要有： （1）限制纵向受拉钢筋的配筋率，一般应不大于2.5%；受压区高度x?(0.25?0.35)h0； （2）规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，根据抗震设计要求，一般使As/As保持； （3）在弯矩较大的区段适当加密箍筋，提高混凝土的极限抗压强度。 三、偏心受压构件截面曲率延性分析 影响偏心受压构件截面曲率延性系数的两个综合因素和受弯构件相同 差别主要存在轴向压力 在相同的混凝土极限压应变值的情况下，轴压比越大，截面受压区高度越大，则截面曲率延性系数越小。 偏心受压构件配箍率大，截面曲率延性越大。提高受压区混凝土的极限压应变值。 9.4钢筋混凝土结构的耐久性 一、混凝土结构的耐久性概念（237） 二、影响因素： （内部因素）混凝土的强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量等 （外部因素）环境温度、湿度、二氧化碳含量等。 （1）混凝土冻融破坏 （2）混凝土的碳化 （3）侵蚀性介质的腐蚀 （4）混凝土的碱集料反应 （5）钢筋锈蚀 （6）其它影响因素：高温作用，生物腐蚀，混凝土徐变等 三、耐久性设计 1.耐久性设计的目的和原则 2.使用环境类别 3.结构设计使用年限 4.保证耐久性的措施及构造要求 （9-29） k1、k2—经验系数 9.2.3 平均裂缝宽度 （P228） lm+?cmlm lm+?smlm ?m ?m (a) ?cs ?cm ?sm ?ss ?c分布 ?s分布 (c) (b) 裂缝截面处的钢筋应力σsk： ?sk ––– 按荷载效应的标准组合计算的混凝土构件裂缝截 面处纵向受拉钢筋的应力。 轴心受拉： 受 弯： 式中：Nk——按荷载效应的标准组合计算的轴向拉应力。 式中：Mk——按荷载效应的标准组合计算的弯矩值。 偏心受压： 偏心受拉： 式中：e′——轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵向 钢筋合力点的距离； yc——截面重心至受压或较小受拉边缘的距离。 式中：e——Nk至受拉钢筋As合力点的距离； ηh0——纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离， 且 ； 当偏心受压构件的l0/h14时，还应考虑侧向挠度的影响，此时： 确定最大裂缝宽度的方法： 最大裂缝宽度由平均宽度乘以“扩大系数”得到。 “扩大系数”由试验结果的统计分析并参照使用经验得到。 “扩大系数”的确定主要考虑以下两种情况： 在一定荷载组合下裂缝宽度的不均匀性； 在长期荷载作用下，由于混凝土收缩徐变等影响导致裂缝间受拉混凝土不断退出工作。 9.2.4 最大裂缝宽度及其验算 最大裂缝宽度的计算： ?max = ?s ?l?m 荷载长期效应裂缝扩大系数 扩大系数 平均裂缝宽度 一般公式： 《混凝土设计规范》最大裂缝宽度计算公式： 9-40 最大裂缝宽度验算： 《混凝土设计规范》最大裂缝宽度验算公式： 《混凝土设计规范》规定的允许最大裂缝宽度。 见附表4-3 设计方面： 采用小直径筋、变形筋，分散布置；（提高粘结力） 在普通钢筋混凝土梁中，不使用高强钢筋； 构造措施： 避免外形突变；（减少应力集中） 配纵向水平钢筋；（控制腹板收缩裂缝） 纵向主筋在支座处加