钢筋混凝土正常使用极限状态验算.ppt

裂缝截面钢筋应变εs最大，非裂缝截面钢筋应变减小，钢筋的平均应变εsm比裂缝截面钢筋应变εs小。用受拉钢筋应变不均匀系数ψ表示裂缝间因砼承受拉力对钢筋应变的影响，ψ=εsm/εs。裂缝宽度主要取决于裂缝截面钢筋应力σs、裂缝间距lcr和纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ。第32页,共61页，星期六，2024年，5月对轴拉构件：（2）lcr值τm——lcr范围内纵向受拉钢筋与砼的平均粘结应力；u——纵向受拉钢筋截面总周长，u=nπd，n和d为钢筋的根数和直径。脱离体两端拉力差由粘结力平衡：Ate——有效受拉砼截面面积（1）σs值第33页,共61页，星期六，2024年，5月粘结滑移理论推求出的lcr与钢筋直径d及有效配筋率ρte＝As／Ate有关。无滑移理论认为保护层厚度c是影响构件表面裂缝宽度的主要因素。综合理论既考虑c的影响，也考虑d及ρte的影响。第34页,共61页，星期六，2024年，5月（3）Ψ值Ψ≤1，反映裂缝间受拉混凝土参与工作的程度；Ψ越大，钢筋受力越均匀，混凝土参与受拉作用越小；随着荷载增大，Ψ值越来越大；α—试验常数。第35页,共61页，星期六，2024年，5月3、最大裂缝宽度ωmaxα——考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数，对受弯构件和偏心受压构件，取α=2.1，对偏心受拉构件，取α=2.4；对轴心受拉构件，取α=2.7《水工砼结构设计规范》的裂缝宽度验算公式第36页,共61页，星期六，2024年，5月c——最外排纵向受拉筋外缘至拉区底边的距离(mm)，c﹥65mm时，取c＝65mm；d——受拉钢筋直径(mm)，用不同直径时，改用换算直径4As/u,u为钢筋总周长；ρte——纵向受拉钢筋的有效配筋率，ρte＝As/Ate，ρte0.03时，取ρte=0.03；第37页,共61页，星期六，2024年，5月As——受拉区纵向钢筋截面面积；受弯、偏拉及大偏压：取拉区纵筋面积，全截面受拉的偏拉：取拉应力大一侧的钢筋面积，轴拉：取全部纵筋面积Ate——有效受拉砼截面面积；σsk——按荷载标准值计算的纵向受拉筋应力。第38页,共61页，星期六，2024年，5月Ate的取值受弯、偏拉及大偏压：Ate＝2ab，a为As重心至截面受拉边缘的距离，b为矩形截面的宽度，有受拉翼缘的倒T形及工形截面，b为受拉翼缘宽度；轴拉：取2als，ls为沿截面周边配置的受拉钢筋重心连线的总长度。第39页,共61页，星期六，2024年，5月钢筋应力σskσsk偏心受拉大偏心受压受弯轴心受拉构件形式第40页,共61页，星期六，2024年，5月使用裂缝宽度公式时应注意的问题：（1）只适用于常见的梁、柱构件（2）只适用于外力不随结构变形而改变的情况（3）只能用于配置带肋钢筋的构件（4）验算时，荷载应采用标准值（最大值），某些结构可变荷载很大却很少出现，最大裂缝宽度应乘以一个小于1的系数（5）不可减小保护层厚度以减小最大裂缝宽度（6）e0/h0≤0.55的偏心受压构件对裂缝宽度很小的构件，可不进行验算第41页,共61页，星期六，2024年，5月四、裂缝控制措施采用细而密的带肋钢筋，可使裂缝间距及裂缝宽度减小。适当增加受拉区纵筋配筋量。采用更合理的结构外形，减小高应力区范围，降低应力集中程度，在应力集中区局部增配钢筋；在受拉区混凝土中设置或掺加钢纤维；在混凝土表面涂敷或设置防护面层等。解决荷载裂缝问题的最根本的方法是采用预应力钢筋混凝土结构。第42页,共61页，星期六，2024年，5月一、截面抗弯刚度及特点匀质弹性材料梁的跨中最大挠度S：与荷载形式、支承条件有关的参数。M：最大弯矩。l0：计算跨度。EI：截面抗弯刚度。E:材料弹性模量，I：截面惯性矩对于匀质弹性材料梁，抗弯刚度EI是一个常数，M-f成正比。对于钢筋混凝土材料梁，仍用上述公式计算挠度，但抗弯刚度B不再是常量。§8.3受弯构件变形验算第43页,共61页，星期六，2024年，5月钢筋混凝土梁抗弯刚度B=EI的特点（1）荷载较小，裂缝出现前（第Ⅰ阶段）（2）出现裂缝到受拉钢筋临近屈服（第Ⅱ阶段）（3）受拉钢筋屈服到混凝土压坏（第Ⅲ阶段）1、钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度B=EI随弯矩M增大而减小。2、由于混凝土徐变等影响，B随时间增大而减小。所以既要考虑荷载短期效应