混凝土結構——第7章混凝土構件的變形、裂縫及耐久性.ppt

混凝土結構 混凝土結構設計原理,主講人:魏海,本課程的課程體系,第七章 混凝土構件的變形、裂縫及耐久性,第一節(jié) 概 述,正常使用極限狀態(tài)設計內容 正常使用極限狀態(tài)設計計算依據 ,第二節(jié)混凝土受彎構件的撓度驗算,截面彎曲剛度的概念及定義 短期剛度 Bs 受彎構件的截面剛度 B 最小剛度原則與撓度計算 對受彎構件撓度驗算的討論 ,第三節(jié)混凝土構件裂縫寬度驗算,裂縫的出現、分布和開展 最大裂縫寬度及其驗算 影響裂縫寬度的主要因素 ,本章完,請同學們認真做好復習工作！,正常使用極限狀態(tài)設計內容,變形驗算 裂縫寬度驗算 抗裂度驗算 ,正常使用極限狀態(tài)設計計算依據,變形和裂縫寬度驗算的依據以受彎構件第二階段的應力圖形作為設計計算依據。 抗裂度驗算的依據以受彎構件第一階段末的應力圖形作為設計計算依據。 ,截面彎曲剛度的概念及定義,截面彎曲剛度，是使截面產生單位曲率需要施加的彎矩值，它是度量截面抵抗彎曲變形能力的重要指標。 材料力學認為 ：當構件的截面形狀、尺寸和材料一定時，構件的截面彎曲剛度是一個常數。 但由于混凝土是一種不勻質的非彈性材料，因此，在受彎構件的受彎全過程中，截面彎曲剛度是隨彎矩的增大而減小的。 ,短期剛度 Bs,截面彎曲剛度不僅隨荷載增大而減小，而且還將隨荷載作用時間的增長而減小。我們把在荷載效應標準組合下受彎構件的短期剛度記作Bs。 短期剛度的一般表達式 矩形、T形、倒T形和工形截面受彎構件短期剛度的計算公式 ,短期剛度的一般表達式,式中符號的含義 Es鋼筋彈性模量?？刹楦奖?； As受拉區(qū)縱向非預應力鋼筋的截面面積； h0截面有效高度； 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數； 裂縫截面處內力臂長度系數，可近似取0.87； E鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值； 縱向受拉鋼筋配筋率； 受壓區(qū)邊緣混凝土平均應變綜合系數，也可稱為截面彈塑性抵抗矩系數。可由試驗直接求得。 ,裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數,計算公式如下： 式中符號的含義 ftk混凝土軸心抗拉強度標準值； te按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率 ，式中Ate為有效受拉砼截面積，對軸心受拉構件： ；對于受彎、偏心受壓和偏心受拉構件 sk為按荷載效應的標準組合計算的縱向受拉鋼筋應力或等效應力。 ,短期剛度的計算公式,受壓翼緣的加強系數（相對于肋部面積）。 其中，當 ,受彎構件的截面剛度 B,在荷載長期作用下，構件截面彎曲剛度將會降低，致使構件的撓度增大。在實際工程中，總是有部分荷載長期作用在構件上，因此計算撓度時必須采用按荷載效應的標準組合并考慮荷載效應的長期作用影響的剛度。 荷載長期作用下剛度降低的原因 截面剛度 B ,最小剛度原則與撓度計算,為了簡化計算，在簡支梁全跨長范圍內，都按彎矩最大處的截面彎曲剛度，即按最小的截面彎曲剛度，用材料力學方法的公式來計算撓度。這就是“最小剛度原則”。 撓度驗算公式 ,對受彎構件撓度驗算的討論,影響短期剛度Bs的因素 配筋率對承載力和撓度的影響 跨高比 混凝土結構構件變形限值 例題 ,裂縫的出現、分布和開展,裂縫開展的幾個階段 裂縫寬度和間距的離散性，裂縫數量的穩(wěn)定性 ,最大裂縫寬度及其驗算,確定最大裂縫寬度的方法 最大裂縫寬度由平均裂縫寬度乘以“擴大系數”得到?！皵U大系數”由試驗結果的統(tǒng)計分析并參照使用經驗確定。主要考慮以下兩種情況： 1.在一定荷載標準組合下裂縫寬度的不均勻性； 2.在荷載長期作用的影響下，混凝土進一步收縮以及受拉混凝土的應力松弛和滑移徐變等導致裂縫間受拉混凝土不斷退出工作。 最大裂縫寬度的計算 ,最大裂縫寬度的計算,式中： 構件受力特征系數，對鋼筋混凝土構件有：軸心受拉構件取2.7，偏心受拉構件取2.4，受彎和偏心受壓構件取2.1； C 最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離：當C20時，取C=20，當C65時，取C=65； 縱向受拉鋼筋的等效直徑。 分別為受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數、公稱直徑； 第i種縱向鋼筋的相對粘結特征系數，光圓鋼筋取0.7，帶肋鋼筋取1.0。 ,影響裂縫寬度的主要因素,影響裂縫寬度的主要因素 減小裂縫寬度的有效措施 例題 ,影響裂縫寬度的主要因素,鋼筋彈性模量 ； 混凝土受拉強度及粘結強度； 裂縫間混凝土受力的作用； 構件受力大小及特征（軸拉、偏拉或受彎等）； 鋼筋表面特征（光面或變形鋼筋）； 鋼筋直徑大小； 混凝土保護層厚度； 混凝土有效受拉面積等。 ,減