钢筋混凝土构件的裂缝和变形精要.pptx

会计学 1 钢筋混凝土构件的裂缝和变形精要 本章重点 理解钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚度的定义、特点;  掌握影响刚度的因素和提高刚度的措施；  理解结构延性的概念以及表示方法;  理解构件裂缝开展前后钢筋和混凝土应力的变化特点；  理解混凝土结构耐久性的内涵、意义、概念及主要影响因素。 第1页/共32页 构件的裂缝宽度和挠度验算属于正常使用极限状态。 挠度过大影响使用功能，不能保证适用性; 而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。 第2页/共32页 （a)轴心受拉 ； (b)偏心受拉 ； (c)偏心受压 ； (d)受弯和受剪 ； (e)受扭。 第3页/共32页 为防止温度应力过大引起的开裂，规定了伸缩缝之间的最大间距。 为防止由于钢筋周围混凝土过快地碳化失去对钢筋的保护作用，出现锈胀引起的沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护层的最小厚度。 非荷载引起的裂缝 通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用控制最大钢筋直径和最大跨高比来控制，只有在构件截面尺寸小、钢筋应力大时进行验算。 第4页/共32页 8.2.1 截面弯曲刚度的概念及定义 弹性匀质材料的简支梁跨中挠度为 集中荷载： 均布荷载： …8-3 …8-4 …8-5 第5页/共32页 筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度是一个变量 …8-6 （1）平均曲率 …8-7 梁纯弯段内各截面应变及裂缝分布 第6页/共32页 短期刚度 …8-8 裂缝截面纵向受拉钢筋重心处的拉应变 受压区边缘混凝土的压应变 …8-9 …8-10 …8-11 …8-12 第7页/共32页 第Ⅱ阶段裂缝截面应力图形 上式可简化为： …8-13 …8-14 …8-15 第8页/共32页 …8-16 …8-17 （4）参数 …8-18 第9页/共32页 …8-19 有效受拉混凝土面积 第10页/共32页 短期刚度的计算公式: 如估计受压钢筋对刚度的影响则： 8.2.3 受弯构件的截面弯曲刚度B 长期刚度表示为: 荷载长期作用影 响的曲率计算 第11页/共32页 8.2.4 受弯构件的变形验算 沿梁长度的刚度和曲率分布 第12页/共32页 按《规范》要求，挠度验算应满足： 式中： 8.2.4减小挠度的主要措施 有效措施：增加截面高度。但是配筋率加大对提高截面抗弯刚度的作用并不显著。 采用预应力混凝土构件也是提高受弯构件刚度行之有效的方法。 第13页/共32页 8.3.1 平均裂缝间距 （1） 裂缝的出现与开展 （a）裂缝即将出现 （b）第一批裂缝出现 （c）裂缝的分布及开展 第14页/共32页 （2）平均裂缝间距 轴心受拉构件粘结应力传递长度 按图上图（a）的内力平衡条件，有： 由图（b）有： 因此： 第15页/共32页 改用两项表达式： 第16页/共32页 平均裂缝间距的计算公式对于轴心受拉构件： 受弯、偏心受拉和偏心受压构件： 8.3.2 裂缝宽度 （1）平均裂缝宽度 第17页/共32页 平均裂缝宽度计算图示 第18页/共32页 2）轴心受拉构件。 3）偏心受拉构件。 3）偏心受压构件。 第19页/共32页 大、小偏心受拉构件钢筋应力计算图示 偏心受压构件钢筋应力计算图示 大偏 心 受拉 小偏 心 受拉 第20页/共32页 （3）最大裂缝宽度及其验算 考虑荷载长期作用 按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度： 验算裂缝宽度时，应满足 （4）影响裂缝宽度的因素 ① 受拉钢筋的应力和弹性模量；② 钢筋的粘结性能；③ 荷载作用的特性；④ 钢筋的直径和配筋率；⑤ 构件的受力方式和截面形式； ⑥保护层厚度。 第21页/共32页 解： 第22页/共32页 第23页/共32页 8.4.1 延性的概念 指结构、构件或截面进入破坏阶段以后，在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力。 8.4. 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 第24页/共32页 适筋梁截面开始屈服及最大承载力时应变、应力图 （a）开始屈服时； （b）最大承载力时 钢筋开始屈服时的混凝土受压区高度系数 对单筋截面： 对双筋截面： …8-54a 第25页/共32页 达到截面最大承载力时的混凝土受压区压应变高度: 则: （2）影响因素 第26页/共32页 4）混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，也可使延性系数有所提高。 提高截面曲率延性系数的措施主要有： ③在弯矩较大的区段适当加密箍筋。 第27页/共32页 8.4. 3 偏心受压构件截面曲率延性的分析 第28页/共32页 8.5.1耐久性的概念与主要影响因素 （1）混凝土结构耐久性概念 （2）影响混凝土结构耐