混凝土結(jié)構(gòu)——第7章混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及耐久性.ppt

混凝土結(jié)構(gòu) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,主講人:魏海,本課程的課程體系,第七章 混凝土構(gòu)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(shè)計(jì)內(nèi)容 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù) ,第二節(jié)混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算,截面彎曲剛度的概念及定義 短期剛度 Bs 受彎構(gòu)件的截面剛度 B 最小剛度原則與撓度計(jì)算 對(duì)受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算的討論 ,第三節(jié)混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算,裂縫的出現(xiàn)、分布和開展 最大裂縫寬度及其驗(yàn)算 影響裂縫寬度的主要因素 ,本章完,請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真做好復(fù)習(xí)工作！,正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)內(nèi)容,變形驗(yàn)算 裂縫寬度驗(yàn)算 抗裂度驗(yàn)算 ,正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù),變形和裂縫寬度驗(yàn)算的依據(jù)以受彎構(gòu)件第二階段的應(yīng)力圖形作為設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)。 抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)以受彎構(gòu)件第一階段末的應(yīng)力圖形作為設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)。 ,截面彎曲剛度的概念及定義,截面彎曲剛度，是使截面產(chǎn)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(biāo)。 材料力學(xué)認(rèn)為 ：當(dāng)構(gòu)件的截面形狀、尺寸和材料一定時(shí)，構(gòu)件的截面彎曲剛度是一個(gè)常數(shù)。 但由于混凝土是一種不勻質(zhì)的非彈性材料，因此，在受彎構(gòu)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(shí)間的增長(zhǎng)而減小。我們把在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下受彎構(gòu)件的短期剛度記作Bs。 短期剛度的一般表達(dá)式 矩形、T形、倒T形和工形截面受彎構(gòu)件短期剛度的計(jì)算公式 ,短期剛度的一般表達(dá)式,式中符號(hào)的含義 Es鋼筋彈性模量。可查附表 ； As受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)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(yīng)變不均勻系數(shù)； 裂縫截面處內(nèi)力臂長(zhǎng)度系數(shù)，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(yīng)變綜合系數(shù)，也可稱為截面彈塑性抵抗矩系數(shù)?？捎稍囼?yàn)直接求得。 ,裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù),計(jì)算公式如下： 式中符號(hào)的含義 ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； te按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率 ，式中Ate為有效受拉砼截面積，對(duì)軸心受拉構(gòu)件： ；對(duì)于受彎、偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件 sk為按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力或等效應(yīng)力。 ,短期剛度的計(jì)算公式,受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)（相對(duì)于肋部面積）。 其中，當(dāng) ,受彎構(gòu)件的截面剛度 B,在荷載長(zhǎng)期作用下，構(gòu)件截面彎曲剛度將會(huì)降低，致使構(gòu)件的撓度增大。在實(shí)際工程中，總是有部分荷載長(zhǎng)期作用在構(gòu)件上，因此計(jì)算撓度時(shí)必須采用按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期作用影響的剛度。 荷載長(zhǎng)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(jì)算,為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在簡(jiǎn)支梁全跨長(zhǎng)范圍內(nèi)，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(xué)方法的公式來計(jì)算撓度。這就是“最小剛度原則”。 撓度驗(yàn)算公式 ,對(duì)受彎構(gòu)件撓度驗(yàn)算的討論,影響短期剛度Bs的因素 配筋率對(duì)承載力和撓度的影響 跨高比 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形限值 例題 ,裂縫的出現(xiàn)、分布和開展,裂縫開展的幾個(gè)階段 裂縫寬度和間距的離散性，裂縫數(shù)量的穩(wěn)定性 ,最大裂縫寬度及其驗(yàn)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(kuò)大系數(shù)”得到。“擴(kuò)大系數(shù)”由試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析并參照使用經(jīng)驗(yàn)確定。主要考慮以下兩種情況： 1.在一定荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下裂縫寬度的不均勻性； 2.在荷載長(zhǎng)期作用的影響下，混凝土進(jìn)一步收縮以及受拉混凝土的應(yīng)力松弛和滑移徐變等導(dǎo)致裂縫間受拉混凝土不斷退出工作。 最大裂縫寬度的計(jì)算 ,最大裂縫寬度的計(jì)算,式中： 構(gòu)件受力特征系數(shù)，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件有：軸心受拉構(gòu)件取2.7，偏心受拉構(gòu)件取2.4，受彎和偏心受壓構(gòu)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(dāng)C20時(shí)，取C=20，當(dāng)C65時(shí)，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(shù)、公稱直徑； 第i種縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)，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(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度； 裂縫間混凝土受力的作用； 構(gòu)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?。?混凝土保護(hù)層厚度； 混凝土有效受拉面積等。 ,減