混凝土结构设计原理 杨虹第8章裂缝变形与耐久性.ppt

采用最大裂缝宽度考虑的因素 ①由于混凝土质量不均匀性，裂缝间距有疏有密，每条裂缝隙开展有大有小，采用平均裂缝宽度lm其有很大离散性。采用平均裂缝宽度乘以一个扩大系数得最大裂缝宽度； ②在荷载长期作用下，由于混凝土的滑移徐变和受拉混凝土的应力松驰导致裂缝间受拉混凝土不断退出工作，使不均匀系数增大，裂缝宽度随时间增大； ③由于混凝土收缩使裂缝间混凝土长度缩短引起裂缝宽度增大。 8.2.2.4最大裂缝宽度wmax 耐久性 变形 裂缝 概述 ：构件受力特征系数：对轴心受拉构件，取2.7；对受弯构件、偏心受压构件，取1.9；对偏心受拉构件，取2.4。 耐久性 变形 裂缝 概述 规范采用 在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件，按荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算 对 偏心受压构件，可不验算裂缝宽度 ①受拉钢筋应力越大，裂缝宽度越大; ②纵向钢筋直径越大，裂缝宽度越大; ③混凝土保护层越大，裂缝宽度越大; ④纵筋配筋率越大，裂缝宽度越小; ⑤钢筋表面形状，其他条件相同时，配带肋钢筋的构件比配光面钢筋的构件裂缝宽度小; ⑥荷载作用性质：长期荷载和反复荷载作用时裂缝宽度加大。 影响裂缝宽度的因素 耐久性 变形 裂缝 概述 减小裂缝宽度的措施 优先选择带肋钢筋 选择直径较小的钢筋 增加钢筋用量 减小裂缝宽度的措施 耐久性 变形 裂缝 概述 变形控制的目的和要求 §8.3 受弯构件挠度验算 保证建筑 使用要求 防止对结构 构件产生 不利影响 防止对非结 构构件产 生不利影响 满足观瞻 和人的心 理要求 耐久性 变形 裂缝 概述 均质钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点 截面抗弯刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力，同时也反映了截面弯矩与曲率之间的物理关系。 对于弹性均质材料截面，EI为常数，M-f 关系为直线。 耐久性 变形 裂缝 概述 由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土适筋梁的M-f 关系不再是直线，而是随弯矩增大，截面曲率呈曲线变化。 钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点 耐久性 变形 裂缝 概述 Bs ––– 荷载效应准永久组合下的受弯构件的短期刚度 B ––– 按荷载效应准永久组合并考虑荷载长期作用影响的抗弯刚度 B 对于简支梁承受均布荷载作用时，其跨中挠度 用材料力学的公式 耐久性 变形 裂缝 概述 flim ：《混凝土结构设计规范》规定的受弯构件挠度限值 f：荷载作用下产生的最大挠度，按荷载准永久组合并考虑长期作用的影响进行计算 S：与荷载形式、支承条件有关的挠度系数，如承受均布荷载的简支梁 Mq：按荷载准永久组合计算的弯矩值 B:受弯构件的截面长期刚度 钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应满足 规范采用 耐久性 变形 裂缝 概述 构件类型 挠度限值 吊车梁 手动吊车 l 0 /500 电动吊车 l 0 /600 屋盖、楼盖及楼梯构件 当l07m时 l 0 /200 (l 0 /250) 当7m ≤l0≤9m时 l 0 /250 (l 0 /300) 当l0＞9m时 l 0 /300 (l 0 /400) 表9.3　受弯构件的挠度限值 　受弯构件的挠度限值 　受弯构件的挠度限值flim 耐久性 变形 裂缝 概述 (1)对匀质弹性材料梁 截面抗弯刚度为一常数 (2)对非匀质非弹性材料梁 混凝土受弯构件截面抗刚度特点不再为一常数 钢筋混凝土弯曲刚度 2 1 (a) M f 0 (b) EI 2 EI(B) M 0 1——线性；2——非线性 耐久性 变形 裂缝 概述 ①随荷载增加而减小。Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段斜率变小 钢筋混凝土弯曲刚度的特点 耐久性 变形 裂缝 概述 ②随配筋率的降低而减小 　试验表明：截面尺寸和材料都相同的适筋梁 配筋率大的，其M—f曲线陡，变形小，相应截面抗弯刚度大； 配筋率小的，其M—f曲线平缓，变形大，相应截面抗弯刚度小。 耐久性 变形 裂缝 概述 钢筋混凝土弯曲刚度的特点 ③沿构件跨度，截面抗弯刚度是变化的 ④随加载时间的增长而减小，考虑荷载长期效应影响 耐久性 变形 裂缝 概述 钢筋混凝土弯曲刚度的特点 短期刚度 Bs的计算 (1)平均曲率:按平均应变符合平截面假定 εs:裂缝截面处钢筋应变 εsm:钢筋平均应变 εc :裂缝截面处受压区混凝土应变 εcm :受压区混凝土平均应变 耐久性 变形 裂缝 概述 (2)弯曲刚度：单位曲率上承担的弯矩 耐久性 变形 裂缝 概述 (3)受拉钢筋平均应变εsm 裂缝截面处钢筋应变 平均应变εsm 耐久性 变形 裂缝 概述 (4)受压区混凝土平均应变　　 对受拉钢筋取矩 耐久性 变形 裂缝 概述 ζ：受压区边缘混凝土平均应变综合系数 根据试验实测受压边缘混凝土的压应变，可以得到系数ζ的