第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 下一章下一章 幫幫 助助 第第 9 章章 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度和撓度鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度和撓度 驗算驗算 1 1 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 本章重點本章重點 分析受彎構(gòu)件豎向彎曲裂縫的出現(xiàn)和開展分析受彎構(gòu)件豎向彎曲裂縫的出現(xiàn)和開展 過程；過程； 受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗算；受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗算； 受彎構(gòu)件截面剛度計算與變形驗算。受彎構(gòu)件截面剛度計算與變形驗算。 第九章

2、建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.1 9.1 概概 述述 外觀感覺外觀感覺 裂縫過寬：鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載力降低，裂縫過寬：鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載力降低， 影響使用壽命影響使用壽命 耐久性耐久性 心理承受：不安全感，振動噪聲心理承受：不安全感，振動噪聲 對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：門窗開關(guān)，隔墻開裂等對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：門窗開關(guān)，隔墻開裂等 振動、變形過大振動、變形過大 對其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響對其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響 影響正常使用：如吊車、精密儀器影響正常使用：如吊車、精密儀器 適用性適用性 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限

3、狀態(tài)安全性安全性 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的 功能功能 9.1.1 概概 述述 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 9.1.1 概概 述述 v構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。 v撓度過大影響使用功能，不能保證適用性撓度過大影響使用功能，不能保證適用性; 而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。 裂縫裂縫 荷載引起的裂縫：荷載引起的裂縫： 非荷載引起

4、的裂縫：非荷載引起的裂縫：材料收縮、溫度變化、混凝 材料收縮、溫度變化、混凝 土碳化后引起鋼筋銹蝕、地土碳化后引起鋼筋銹蝕、地 基不均勻沉降?；痪鶆虺两?。 ( (約占約占80%)80%) 與構(gòu)件的受力特征有關(guān)。與構(gòu)件的受力特征有關(guān)。 ( (約占約占20%)20%) 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài): 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài): 安全性安全性 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài): 使用性和耐久性使用性和耐久性 對于結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)當使用荷載對于結(jié)構(gòu)的正常使

5、用極限狀態(tài)，應(yīng)當使用荷載 的標準值和準永久值，材料強度采用標準值。的標準值和準永久值，材料強度采用標準值。 正常使用極限狀態(tài)主要驗算構(gòu)件的裂縫寬度以正常使用極限狀態(tài)主要驗算構(gòu)件的裂縫寬度以 及變形（剛度）。及變形（剛度）。 驗算時應(yīng)當考慮短期效應(yīng)組合以及長期效應(yīng)組驗算時應(yīng)當考慮短期效應(yīng)組合以及長期效應(yīng)組 合兩種情況。合兩種情況。 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)能在自然和人為環(huán)境的化學(xué)和物理作用下，滿混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)能在自然和人為環(huán)境的化學(xué)和物理作用下，滿 足在規(guī)定的設(shè)計工作壽命內(nèi)不出現(xiàn)無法接受的承載力減小、足在規(guī)定的設(shè)

6、計工作壽命內(nèi)不出現(xiàn)無法接受的承載力減小、 使用功能降低和不能接受的外觀破損等的耐久性要求。使用功能降低和不能接受的外觀破損等的耐久性要求。 耐久性是指結(jié)構(gòu)在預(yù)定設(shè)計工作壽命期內(nèi)，在正常維護條件耐久性是指結(jié)構(gòu)在預(yù)定設(shè)計工作壽命期內(nèi)，在正常維護條件 下，不需要進行大修和加固滿足，而滿足正常使用和安全下，不需要進行大修和加固滿足，而滿足正常使用和安全 功能要求的能力。功能要求的能力。 對于一般建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計工作壽命為對于一般建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計工作壽命為50年，重要的建筑物可年，重要的建筑物可 取取100年。年。 近年來，隨著建筑市場化的發(fā)展，業(yè)主也可以對建筑的壽命近年來，隨著建筑市場化的發(fā)展，業(yè)主也可以

7、對建筑的壽命 提出更高要求。對于其它土木工程結(jié)構(gòu)，根據(jù)其功能要求，提出更高要求。對于其它土木工程結(jié)構(gòu)，根據(jù)其功能要求， 設(shè)計工作壽命也有差別，如橋梁工程一般要求在設(shè)計工作壽命也有差別，如橋梁工程一般要求在100年以上。年以上。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命 無損傷無損傷劣化開始，可修補劣化開始，可修補毀壞毀壞,廢棄廢棄 第第9 9章章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 碳化碳化 一、影響混凝土結(jié)

8、構(gòu)耐久性的因素一、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素 內(nèi)部因素：內(nèi)部因素： 混凝土強度混凝土強度 滲透性滲透性 保護層厚度保護層厚度 水泥品種水泥品種 標號和用量標號和用量 外加劑等外加劑等 外部因素：外部因素： 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 濕度濕度 CO2含量含量 侵蝕性介質(zhì)等侵蝕性介質(zhì)等 第第9 9章章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 嘉裕關(guān)結(jié)構(gòu)梁腐蝕破壞 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 張掖墻面 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形

9、張掖高架橋墩 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 青?；S橋柱 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 青?；S橋面護欄 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 二、結(jié)構(gòu)工作環(huán)境類別二、結(jié)構(gòu)工作環(huán)境類別 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境有密切關(guān)系?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境有密切關(guān)系。 同一結(jié)構(gòu)在強腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。同一結(jié)構(gòu)在強腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。 對于不同環(huán)境，可以采取不同措施來保證結(jié)構(gòu)使用壽命。對于不同環(huán)境，可以采

10、取不同措施來保證結(jié)構(gòu)使用壽命。 如在惡劣環(huán)境，一味增加混凝土保護層是不經(jīng)濟的，效果也如在惡劣環(huán)境，一味增加混凝土保護層是不經(jīng)濟的，效果也 不一定好。可在構(gòu)件表面采用防護涂層。不一定好?？稍跇?gòu)件表面采用防護涂層。 第第9 9章章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.9. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 三、保證耐久性的措施 1 最小保護層厚度：最小保護層厚度： 為保證耐久性和鋼筋的粘結(jié)力，對一、二、三類環(huán)境一般為保證耐久性和鋼筋的粘結(jié)力，對一、二、三類環(huán)境一般 建筑結(jié)構(gòu)（設(shè)計工作壽命建筑結(jié)構(gòu)（設(shè)計工作壽

11、命50年），年），規(guī)范規(guī)范規(guī)定了最小混規(guī)定了最小混 凝土保護層厚度。凝土保護層厚度。 對四、五類環(huán)境種的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按專門規(guī)定考慮。對四、五類環(huán)境種的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按專門規(guī)定考慮。 當對結(jié)構(gòu)設(shè)計工作壽命有更高要求時（當對結(jié)構(gòu)設(shè)計工作壽命有更高要求時（100年），混凝土年），混凝土 保護層厚度應(yīng)將表保護層厚度應(yīng)將表5-1的數(shù)值乘以的數(shù)值乘以1.4或采用表面防護，定期或采用表面防護，定期 維修等措施。維修等措施。 2 混凝土的要求：混凝土的要求： 耐久性的另一個重要方面是混凝土密實性，因為密實性好耐久性的另一個重要方面是混凝土密實性，因為密實性好 對延緩混凝土的碳化和鋼筋銹蝕有很大作用。對延緩混凝土

12、的碳化和鋼筋銹蝕有很大作用。 提高混凝土密實性主要是減小水灰比和保證水泥用量。提高混凝土密實性主要是減小水灰比和保證水泥用量。 若混凝土種氯離子含量過大，則會對鋼筋銹蝕有惡劣影響。若混凝土種氯離子含量過大，則會對鋼筋銹蝕有惡劣影響。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第9章 變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 單位體積中水泥的用量越多，會提高混凝土的強度，單位體積中水泥的用量越多，會提高混凝土的強度， 又會提高混凝土的抗碳化性能。又會提高混凝土的抗碳化性能。

13、 水灰比也是影響碳化的主要因素。在水泥用量不變的水灰比也是影響碳化的主要因素。在水泥用量不變的 條件下，水灰比越大，混凝土內(nèi)部的孔隙率也越大，條件下，水灰比越大，混凝土內(nèi)部的孔隙率也越大， 密實性就越差，密實性就越差，CO2的滲入速度越快，因而碳化的速度的滲入速度越快，因而碳化的速度 也越快。也越快。 水灰比大會使混凝土孔隙中游離水增多，有利于碳化水灰比大會使混凝土孔隙中游離水增多，有利于碳化 反應(yīng)。反應(yīng)。 混凝土中外加摻合料和骨料品種對碳化也有一定的影混凝土中外加摻合料和骨料品種對碳化也有一定的影 響。響。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 9. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件

14、裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 3 裂縫控制：裂縫的出現(xiàn)加快了混凝土的碳化，也是使鋼筋開裂縫控制：裂縫的出現(xiàn)加快了混凝土的碳化，也是使鋼筋開 始銹蝕的主要條件。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，必須對裂縫始銹蝕的主要條件。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，必須對裂縫 進行控制。進行控制。規(guī)范規(guī)范根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境類別，鋼筋種類對根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境類別，鋼筋種類對 腐蝕的敏感性，以及荷載作用時間，將裂縫控制分為三個等級：腐蝕的敏感性，以及荷載作用時間，將裂縫控制分為三個等級： 一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合計算時，一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合計算時， 構(gòu)件

15、受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。 二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合計算時，二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合計算時， 構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)大于混凝土抗拉強度標準值；而按荷構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)大于混凝土抗拉強度標準值；而按荷 載準永久組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力，載準永久組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力， 有可靠經(jīng)驗時可適當放松；有可靠經(jīng)驗時可適當放松； 三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合并考慮長期作用三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；按荷載標準組合并考慮長期作用 影響計算時，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足表影響計

16、算時，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足表11-6規(guī)定的限值。規(guī)定的限值。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第9章 變形和裂縫寬度的計算 9. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 4 其他措施其他措施 對于結(jié)構(gòu)中使用環(huán)境較差的構(gòu)件，宜設(shè)計成可更換或易對于結(jié)構(gòu)中使用環(huán)境較差的構(gòu)件，宜設(shè)計成可更換或易 更換的構(gòu)件。更換的構(gòu)件。 對于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，宜采用帶肋環(huán)對于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，宜采用帶肋環(huán) 氧涂層鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)有防護措施。氧涂層鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)有防護措施。 采用有利提高耐久性的高強混凝土。采用有利提高耐久性的

17、高強混凝土。 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 除荷載作用外，結(jié)構(gòu)的不均勻沉降、收縮、溫度變化，以及除荷載作用外，結(jié)構(gòu)的不均勻沉降、收縮、溫度變化，以及 在混凝土凝結(jié)、硬化階段等都會引起拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。在混凝土凝結(jié)、硬化階段等都會引起拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。 結(jié)構(gòu)中主拉應(yīng)力達到混凝土（當時）的抗拉強度時，并不立即結(jié)構(gòu)中主拉應(yīng)力達到混凝土（當時）的抗拉強度時，并不立即 產(chǎn)生裂縫，而是當拉應(yīng)變達到極限拉應(yīng)變產(chǎn)生裂縫，而是當拉應(yīng)變達到極限拉應(yīng)變e et

18、u時才出現(xiàn)裂縫。時才出現(xiàn)裂縫。 硬化后的混凝土極限拉應(yīng)變硬化后的混凝土極限拉應(yīng)變e etu約為約為15010-6，即，即10m長的構(gòu)件，長的構(gòu)件， 產(chǎn)生產(chǎn)生1.5mm的很小受拉變形即會產(chǎn)生裂縫。的很小受拉變形即會產(chǎn)生裂縫。 由于混凝土材料的不均勻性，裂縫首先在強度最小的位置發(fā)生。由于混凝土材料的不均勻性，裂縫首先在強度最小的位置發(fā)生。 裂縫發(fā)生前瞬間的應(yīng)變分布會產(chǎn)生應(yīng)變集中。裂縫發(fā)生前瞬間的應(yīng)變分布會產(chǎn)生應(yīng)變集中。 9. .2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.

19、2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 一、材料原因一、材料原因 水泥異常凝結(jié)引起的裂縫水泥異常凝結(jié)引起的裂縫 受風(fēng)化的水泥，其品質(zhì)很受風(fēng)化的水泥，其品質(zhì)很 不安定。不安定。 混凝土澆筑后達到一定強混凝土澆筑后達到一定強 度前，在凝結(jié)硬化階段會度前，在凝結(jié)硬化階段會 產(chǎn)生如圖所示的短小的不產(chǎn)生如圖所示的短小的不 規(guī)則裂縫。規(guī)則裂縫。 隨著水泥品質(zhì)的改善，這隨著水泥品質(zhì)的改善，這 種裂縫目前較少見到。種裂縫目前較少見到。 1、水泥方面、水泥方面 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2

20、產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 水泥水化熱水泥水化熱 水泥用量在水泥用量在300kg/m3左右時，溫度上升為左右時，溫度上升為3040左右。左右。 混凝土在絕熱情況下的溫度上升 早強水泥 超早強水泥 普通水泥 單位水泥用量 280kg/m3 坍落度 10cm 骨料最大粒徑 25mm 齡期（日） 絕熱溫度上升（） 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 水化熱引起構(gòu)件內(nèi)部的溫度變化

21、板 在實際結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生蓄熱的同時，構(gòu)件表面還在實際結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生蓄熱的同時，構(gòu)件表面還 產(chǎn)生放熱，使得構(gòu)件溫度經(jīng)上升后再下降。產(chǎn)生放熱，使得構(gòu)件溫度經(jīng)上升后再下降。 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 變形 自由變形 實際變形 拉應(yīng)變 溫度分布應(yīng)力分布 拉 壓 大體積混凝土的溫度、應(yīng)力分布和裂縫 構(gòu)件的最小尺寸大于構(gòu)件的最小尺寸大于800mm時，通?？烧J為是大體積混凝土。時，通常可認為是大體積混凝土。 對于大體積混凝土，內(nèi)部溫度較

22、大，構(gòu)件外周溫度較低，內(nèi)對于大體積混凝土，內(nèi)部溫度較大，構(gòu)件外周溫度較低，內(nèi) 外溫差很大，引起內(nèi)外混凝土膨脹變形差異。內(nèi)部混凝土膨外溫差很大，引起內(nèi)外混凝土膨脹變形差異。內(nèi)部混凝土膨 脹受到外部混凝土的變形約束，而使構(gòu)件表面產(chǎn)生裂縫。這脹受到外部混凝土的變形約束，而使構(gòu)件表面產(chǎn)生裂縫。這 種裂縫在構(gòu)件表面通常呈直交狀況，種裂縫在構(gòu)件表面通常呈直交狀況， 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 T約 1mm/每 l=10m、每溫升 10，但澆筑后 23 天恢

23、復(fù)（T0） 水化熱對框架結(jié)構(gòu)的影響 大型構(gòu)件與小尺寸構(gòu)件共同組成的結(jié)構(gòu)（如基礎(chǔ)梁與薄墻板、大型構(gòu)件與小尺寸構(gòu)件共同組成的結(jié)構(gòu)（如基礎(chǔ)梁與薄墻板、 大尺寸梁與薄樓板等），以及梁柱框架結(jié)構(gòu)中均可能因溫差的大尺寸梁與薄樓板等），以及梁柱框架結(jié)構(gòu)中均可能因溫差的 影響產(chǎn)生裂縫。影響產(chǎn)生裂縫。 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 2、 骨料方面骨料方面 骨料中泥份引起的裂縫 堿骨料反應(yīng)引起的裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9

24、.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 混凝土下沉和泌水混凝土下沉和泌水 混凝土澆筑后，在凝結(jié)過程中會產(chǎn)生下沉和泌水，下沉量約為混凝土澆筑后，在凝結(jié)過程中會產(chǎn)生下沉和泌水，下沉量約為 澆筑高度的澆筑高度的1%。當下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會產(chǎn)。當下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會產(chǎn) 生裂縫。生裂縫。 鋼筋 裂縫 水平鋼筋 縫隙 裂縫 12mm/1m 高 梁 墻 柱 沿高度方向 沉降分布 混凝土下沉引起的裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章

25、建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 二、施工原因二、施工原因 (a) 材料混合不均勻材料混合不均勻 (b) 長時間攪拌長時間攪拌 (c) 快速澆筑快速澆筑(d) 先后澆筑時差過長先后澆筑時差過長 混合材料不均勻：由于攪拌不均勻，材料的膨脹性和收縮混合材料不均勻：由于攪拌不均勻，材料的膨脹性和收縮 的差異，引起局部的一些裂縫。的差異，引起局部的一些裂縫。 長時間攪拌：混凝土運輸時間過長，長時間攪拌突然停止長時間攪拌：混凝土運輸時間過長，長時間攪拌突然停止 后很快硬化產(chǎn)生的異常凝結(jié)，引起網(wǎng)狀裂縫。后很快硬化產(chǎn)生的異常凝結(jié)，引起網(wǎng)狀裂縫。 第九章第九章 變形和裂縫

26、寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 (a) 材料混合不均勻材料混合不均勻 (b) 長時間攪拌長時間攪拌 (c) 快速澆筑快速澆筑(d) 先后澆筑時差過長先后澆筑時差過長 澆筑速度過快：當構(gòu)件高度較大，如一次快速澆筑混凝土，澆筑速度過快：當構(gòu)件高度較大，如一次快速澆筑混凝土， 因下部混凝土尚未充分硬化，產(chǎn)生下沉，引起裂縫。因下部混凝土尚未充分硬化，產(chǎn)生下沉，引起裂縫。 交接縫：澆筑先后時差過長，先澆筑的混凝土已硬化，導(dǎo)致交接縫：澆筑先后時差過長，先澆筑的混凝土已硬化，導(dǎo)致 交接

27、縫混凝土不連續(xù)，這是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的起始位置，將成交接縫混凝土不連續(xù)，這是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的起始位置，將成 為結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的缺陷。為結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的缺陷。 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 (e) 模板變形模板變形 (f) 支撐下沉支撐下沉 (g) 支撐下沉支撐下沉 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 三

28、、荷載產(chǎn)生的裂縫三、荷載產(chǎn)生的裂縫 (a) 豎向荷載下的裂縫 彎曲裂縫 剪切裂縫 剪切裂縫 (b) 地震作用下的裂縫 (c) 板在豎向荷載下的裂縫 板底裂縫 (d) 剪力墻在地震作用下的裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 四、收縮裂縫四、收縮裂縫 結(jié)構(gòu)干燥收縮變形 溫度裂縫 (a) 墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形 (b) 結(jié)構(gòu)干燥收縮變形與墻板裂縫 五、溫度裂縫五、溫度裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2

29、產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 混凝土澆筑季節(jié)和溫度、干燥收縮使構(gòu)件產(chǎn)生變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 六、不均勻沉降產(chǎn)生裂縫六、不均勻沉降產(chǎn)生裂縫 不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫 A B D C A B DC A 沉降量 AC 節(jié)點間的伸長 2 A A （=裂縫總寬度） (a) 墻板的開裂(b) 裂縫寬度 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的

30、計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 (a) 混凝土開裂混凝土開裂 七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫 (b) 水、水、CO2侵入侵入 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和

31、變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫 (c) 開始銹蝕開始銹蝕 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫七、鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫 使鋼筋產(chǎn)生銹蝕的原因有：骨使鋼筋產(chǎn)生銹蝕的原因有：骨 料中含氯化鹽；外部進入氯化料中含氯化鹽；外部進入氯化 鹽；混凝土碳化；保護層不足；鹽；混凝土碳化；保護層不足； 過大的裂縫寬度。過大的裂縫寬度。 鋼筋銹蝕產(chǎn)生體積膨脹可達原鋼筋銹蝕產(chǎn)生體積膨脹可達原 體積

32、的數(shù)倍，使鋼筋位置處的體積的數(shù)倍，使鋼筋位置處的 混凝土受到內(nèi)壓力而產(chǎn)生裂縫，混凝土受到內(nèi)壓力而產(chǎn)生裂縫， 并隨之剝落。并隨之剝落。 這種裂縫沿鋼筋方向發(fā)展，且這種裂縫沿鋼筋方向發(fā)展，且 隨著銹蝕的發(fā)展混凝土剝離產(chǎn)隨著銹蝕的發(fā)展混凝土剝離產(chǎn) 生空隙，這可從敲擊產(chǎn)生的空生空隙，這可從敲擊產(chǎn)生的空 洞聲得到判別。洞聲得到判別。 (d) 鋼筋體積膨脹鋼筋體積膨脹 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.

33、2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 但近年來的研究發(fā)現(xiàn)，銹蝕程度與荷載產(chǎn)生的橫向但近年來的研究發(fā)現(xiàn)，銹蝕程度與荷載產(chǎn)生的橫向 裂縫寬度無明顯關(guān)系，在一般大氣環(huán)境下，裂縫寬裂縫寬度無明顯關(guān)系，在一般大氣環(huán)境下，裂縫寬 度即便達到度即便達到0.3mm，也只是在裂縫處產(chǎn)生銹點。，也只是在裂縫處產(chǎn)生銹點。 這是由于鋼筋銹蝕是一個電化學(xué)過程，因此銹蝕主這是由于鋼筋銹蝕是一個電化學(xué)過程，因此銹蝕主 要取決于氧氣通過混凝土保護層向鋼筋表面的陰極要取決于氧氣通過混凝土保護層向鋼筋表面的陰極 的擴散速度，而這種擴散速度主要取決于

34、混凝土的的擴散速度，而這種擴散速度主要取決于混凝土的 密實度。密實度。 裂縫的出現(xiàn)僅是使裂縫處鋼筋局部脫鈍，使銹蝕過裂縫的出現(xiàn)僅是使裂縫處鋼筋局部脫鈍，使銹蝕過 程得以開始，但它對銹蝕速度不起控制作用。程得以開始，但它對銹蝕速度不起控制作用。 因此，防止鋼筋銹蝕最重要的措施是在增加混凝土因此，防止鋼筋銹蝕最重要的措施是在增加混凝土 的密實性和混凝土的保護層厚度。的密實性和混凝土的保護層厚度。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 9. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過程如下，首先在裂縫寬度較鋼筋銹蝕引起混凝土

35、結(jié)構(gòu)損傷過程如下，首先在裂縫寬度較 大處發(fā)生個別點的大處發(fā)生個別點的“坑蝕坑蝕”，繼而逐漸形成，繼而逐漸形成“環(huán)蝕環(huán)蝕”，同時，同時 向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴重向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴重 銹蝕時，會導(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土銹蝕時，會導(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土 保護層脫落，習(xí)稱保護層脫落，習(xí)稱“暴筋暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直 至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。 防止鋼筋銹蝕的措施：防止鋼筋銹蝕的措施： 除增加混凝土的密實度和保護層厚度外，采用涂面除增加混凝土的密實度和保

36、護層厚度外，采用涂面 層、鋼筋阻銹劑、涂層鋼筋等措施來防止鋼筋的銹層、鋼筋阻銹劑、涂層鋼筋等措施來防止鋼筋的銹 蝕。蝕。 第9章 變形和裂縫寬度的計算 9. 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 八、凍結(jié)溶解產(chǎn)生的裂縫八、凍結(jié)溶解產(chǎn)生的裂縫 反復(fù)凍融產(chǎn)生的裂縫反復(fù)凍融產(chǎn)生的裂縫 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 青海鐵路橋基座凍融破壞青海鐵路橋基座凍融破壞 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和

37、變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 吉林省某熱電廠滾水壩混凝土吉林省某熱電廠滾水壩混凝土 88年使用年使用96年凍融破壞情況年凍融破壞情況 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 面板混凝土凍脹破壞細部情況面板混凝土凍脹破壞細部情況 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 吉林省吉林省基礎(chǔ)結(jié)冰凍脹，面板剪壞，目前未蓄水基礎(chǔ)結(jié)冰凍脹，面板剪壞，目前未蓄水 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上

38、一章 下一章下一章 幫幫 助助 通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制 最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構(gòu)件最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構(gòu)件 截面尺寸小、鋼筋應(yīng)力大時進行驗算。截面尺寸小、鋼筋應(yīng)力大時進行驗算。 為防止溫度應(yīng)力過大引起的開裂，規(guī)定了為防止溫度應(yīng)力過大引起的開裂，規(guī)定了 伸縮縫之間的最大間距。伸縮縫之間的最大間距。 為防止由于鋼筋周圍混凝土過快地碳化失為防止由于鋼筋周圍混凝土過快地碳化失 去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿 鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土

39、保 護層的最小厚度。護層的最小厚度。 非荷載引起的裂縫非荷載引起的裂縫 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第9章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 v 與承載能力極限狀態(tài)設(shè)計相比，正常使用極限狀與承載能力極限狀態(tài)設(shè)計相比，正常使用極限狀 態(tài)設(shè)計的目標可靠度可以相對較低。態(tài)設(shè)計的目標可靠度可以相對較低。 C 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用要求的規(guī)定限值、結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用要求的規(guī)定限值、 裂裂 縫寬度和變形限值?？p寬度和變形限值。 v 裂縫寬度和變形的驗算表達式如下：裂縫寬度和變形的驗算表達式

40、如下： SC 81 S 結(jié)構(gòu)構(gòu)件按荷載效應(yīng)的標準組合、準永久組結(jié)構(gòu)構(gòu)件按荷載效應(yīng)的標準組合、準永久組 合或標準組合并考慮長期作用影響得合或標準組合并考慮長期作用影響得 到的裂到的裂 縫寬度或變形值；縫寬度或變形值； 式中式中 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 n i iciS SSS 2 kQQ1kGkk 82 荷載效應(yīng)的標準組合為：荷載效應(yīng)的標準組合為： n i iqiq SSS 1 kQGk 83 荷載效應(yīng)的準永久組合為：荷載效應(yīng)的準

41、永久組合為： 在進行荷載效應(yīng)計算時，荷載組合有兩種情況：在進行荷載效應(yīng)計算時，荷載組合有兩種情況： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 確定最大裂縫寬度限值確定最大裂縫寬度限值,主要考慮兩個方面的原因主要考慮兩個方面的原因: 一是外觀要求；二是耐久性要求一是外觀要求；二是耐久性要求。 規(guī)范對混凝土構(gòu)件規(guī)定的最大裂縫寬度限值見附表 環(huán)境類別環(huán)境類別條件條件 一一 室內(nèi)正常環(huán)境室內(nèi)正常環(huán)境 二二a 室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕的水或室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕的水或 土壤接觸的環(huán)境。土壤接觸的環(huán)境。 b 嚴寒

42、和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕的水或土壤接觸的環(huán)境。嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕的水或土壤接觸的環(huán)境。 三三 使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室 外環(huán)境。外環(huán)境。 四四 海水環(huán)境海水環(huán)境 五五 受人為自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境受人為自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 9. .3 裂縫寬度驗算裂縫寬度驗算 9. .3.1.1裂縫控制的目的與要求裂縫控制的目的與要求 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上

43、一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 9. .3 裂縫寬度驗算裂縫寬度驗算 裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 進行裂縫寬度的驗算。進行裂縫寬度的驗算。 9. .3. .2 驗算公式驗算公式 84limmax ww 按荷載效應(yīng)標準值組合并考慮長期作用影響計按荷載效應(yīng)標準值組合并考慮長期作用影響計 算的最大裂縫寬度；算的最大裂縫寬度； max w 最大裂縫寬度的限值。對此建筑工程、公路最大裂縫寬度的限值。對此建筑工程、公路 橋涵工程有不同的要求。橋涵工程有不同的要求。 lim w 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件

44、裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 9. .3. .3 wmax的計算方法的計算方法 規(guī)范的思路：規(guī)范的思路： 得到最大裂縫寬度得到最大裂縫寬度wmax 若干假定若干假定 根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理 建立理論公式，計算平均裂縫寬度建立理論公式，計算平均裂縫寬度wm 按試驗資料確定擴大系數(shù)按試驗資料確定擴大系數(shù) 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助

45、1. 1. 裂縫的出現(xiàn)和開展裂縫的出現(xiàn)和開展 當當 c ftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由 于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)，混凝土應(yīng)力逐漸增加至于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)，混凝土應(yīng)力逐漸增加至 ftk 出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足 以使粘結(jié)力傳遞至混凝土達到以使粘結(jié)力傳遞至混凝土達到 ftk 完成裂縫出現(xiàn)的完成裂縫出現(xiàn)的 全部過程。全部過程。 出現(xiàn)： 當荷載繼續(xù)增加到當荷載繼續(xù)增加到Nk，在一個裂縫間距范圍內(nèi)在一個裂縫間距范圍內(nèi) 由鋼筋與混凝土應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬由鋼筋與混凝土應(yīng)變差的累積量，即

46、形成了裂縫寬 度。度。 開展： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 2.最大裂縫寬度最大裂縫寬度 l實測表明，裂縫寬度具有很大的離散性。實測表明，裂縫寬度具有很大的離散性。 l驗算寬度是否超過允許值驗算寬度是否超過允許值,應(yīng)以最大裂縫寬度為準。應(yīng)以最大裂縫寬度為準。 l在計算中在計算中,荷載短期效應(yīng)組合下的最大裂縫寬度可由平均裂縫荷載短期效應(yīng)組合下的最大裂縫寬度可由平均裂縫 寬度乘以一個擴大系數(shù)求得寬度乘以一個擴大系數(shù)求得; l當考慮荷載長期效應(yīng)影響時當考慮荷載長期效應(yīng)影響時,可再乘以考慮荷載長期

47、作用影響可再乘以考慮荷載長期作用影響 的擴大系數(shù)的擴大系數(shù); l對矩形、對矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面的鋼筋混凝土軸心受拉、受彎、形截面的鋼筋混凝土軸心受拉、受彎、 偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件,將裂縫寬度計算公式綜合如下：將裂縫寬度計算公式綜合如下： max (1.90.08) eq sk cr ste d wc E 偏心受拉偏心受拉 軸心受拉軸心受拉 cr=2.7 cr=2.4 受彎、偏壓受彎、偏壓 cr=2.1 cr 構(gòu)件受力特征系數(shù)構(gòu)件受力特征系數(shù) 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 9.2 9.2 裂縫寬度的計算裂縫寬度的計算 第九章建筑

48、結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 裂縫截面處鋼筋應(yīng)力裂縫截面處鋼筋應(yīng)力 sk s k sk A N 88 軸心受拉：軸心受拉： s0 k sk 87. 0Ah M 89受受 彎：彎： )( s0s k sk ahA eN 810 偏心受拉：偏心受拉： zA zeN s k sk )( 811偏心受壓偏心受壓： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁

49、目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 (0.2 1.0) 65. 0 1 . 1 skte tk sk sm f 87 鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù) 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第九章第九章 變形和裂縫寬度的計算變形和裂縫寬度的計算 max (1.90.08) sk cr ste d wc Ev 對于常用的只配一種同直徑、同種類鋼筋的構(gòu)件對于常用的只配一種同直徑、同種類鋼筋的構(gòu)件 v鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù) 鋼鋼 筋筋 類類 別別 非預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋

50、后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋 光面鋼光面鋼 筋筋 帶肋帶肋 鋼筋鋼筋 帶肋帶肋 鋼筋鋼筋 螺旋螺旋 肋鋼肋鋼 絲絲 刻痕鋼刻痕鋼 絲、鋼絲、鋼 絞線絞線 帶肋帶肋 鋼筋鋼筋 鋼絞鋼絞 線線 光面光面 鋼絲鋼絲 v0.71.01.00.80.60.80.50.4 規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定: : l對直接承受輕、中級吊車的受彎構(gòu)件對直接承受輕、中級吊車的受彎構(gòu)件, ,可將計算求得的最大可將計算求得的最大 裂縫寬度乘以系數(shù)裂縫寬度乘以系數(shù)0.850.85。 l對對e0/h00.55的偏心受壓構(gòu)件，可不驗算裂縫寬度。的偏心受壓構(gòu)件，可不驗算裂縫寬度。 9.2 9.2 裂縫寬度的計算裂縫寬度的計算 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土

51、構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 驗算最大裂縫寬度的步驟驗算最大裂縫寬度的步驟 按荷載效應(yīng)標準組合計算彎矩按荷載效應(yīng)標準組合計算彎矩Mk. 計算縱向受拉鋼筋應(yīng)力；計算縱向受拉鋼筋應(yīng)力； 計算有效配筋率；計算有效配筋率； 計算受拉鋼筋的應(yīng)力不均勻系數(shù)；計算受拉鋼筋的應(yīng)力不均勻系數(shù)； 1.1. 計算最大裂縫寬度，并驗算：計算最大裂縫寬度，并驗算： 第九章 變形和裂縫寬度的計算 9.2 裂縫寬度的計算 maxlim (1.90.08) eq sk cr ste d wcw E skte tk f 65. 0 1 . 1 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝

52、土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 9. .3. .4減小裂縫寬度的措施減小裂縫寬度的措施 優(yōu)先選擇帶肋鋼筋；優(yōu)先選擇帶肋鋼筋； 選擇直徑較小的鋼筋；選擇直徑較小的鋼筋； 增加鋼筋用量。增加鋼筋用量。 當計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限值時，從當計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限值時，從 最大裂縫計算公式可知，常見的減小裂縫寬度的措施最大裂縫計算公式可知，常見的減小裂縫寬度的措施 有：有： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

53、計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的關(guān)系是非線性的。鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的關(guān)系是非線性的。 9. .4 受彎構(gòu)件撓度計算受彎構(gòu)件撓度計算 2 1 (a) M af0 (b) EI 2 EI(B) M 0 1線性；線性；2非線性。非線性。 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 Bs 荷載效應(yīng)標準組合下的受彎構(gòu)件荷載效應(yīng)標準組合下的受彎構(gòu)件 的短期剛度的短期剛度 B 按荷載效應(yīng)標準

54、組合并考慮荷載長按荷載效應(yīng)標準組合并考慮荷載長 期作用影響的抗彎剛度期作用影響的抗彎剛度 B lqg 384 )(5 4 0kk f B 鋼筋混凝土梁的撓度鋼筋混凝土梁的撓度 計算計算 對于簡支梁承受均布荷載作用時，其跨中撓度：對于簡支梁承受均布荷載作用時，其跨中撓度： EI lqg 384 )(5 4 0kk f 用材料力學(xué)的公式：用材料力學(xué)的公式： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 1. 1. 短期剛度短期剛度 Bs的計算的計算 s

55、B M r hr s 0 smcm 1 1ee rEI M1 r M EI 1 c 2 0 s cm Ebh M e ss0 s sm EAh M e r Ms o c o a a cs as h0 Ms b b lcr f E 2 0ss s 5 . 31 6 2 . 015. 1 r hAE B 815 0 ff f )( bh hbb r 式中：式中： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 k s 2 k s 2 f )( M B lM

56、M B lM a qq 產(chǎn)生隨時間增大的撓度 s 2 k f )( B lMMM a qq s 2 k ) 1( B lMM q s k k 2 k ) 1( B MM M lM q 2. 2. 長期剛度長期剛度 B的計算的計算 )( kqq MMM 產(chǎn)生短期的撓度 B 將彎矩分成兩部分：將彎矩分成兩部分： 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 s k k )1( B MM M B q 816 Mk 荷載效應(yīng)標準組合計算的彎矩值；荷載效應(yīng)標準

57、組合計算的彎矩值； Mq 荷載效應(yīng)準永久組合計算的彎矩值；荷載效應(yīng)準永久組合計算的彎矩值； 撓度增大系數(shù)，撓度增大系數(shù)， = 2.0 = 2.0 0.4 0.4 / / ； Bs 短期剛度按式短期剛度按式(8-15)(8-15)計算。計算。 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 3. 3. 最小剛度原則最小剛度原則 v受彎構(gòu)件在正常使用狀態(tài)下，沿長度方向的剛度是受彎構(gòu)件在正常使用狀態(tài)下，沿長度方向的剛度是 變化的。變化的。 v取同一彎矩符號區(qū)

58、段內(nèi)的最小剛度作為等剛度，按取同一彎矩符號區(qū)段內(nèi)的最小剛度作為等剛度，按 材料力學(xué)的方法計算。材料力學(xué)的方法計算。 B1min BBmin MBmin Mlmax BA gk+qk (a) (b) + gk+qk Bmin Bmin (a) (b) 第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形第九章建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫和變形 第 9 章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 主主 頁頁 目目 錄錄 上一章上一章 下一章下一章 幫幫 助助 4. 4. 圖表法圖表法 = 1 MGk / Mk MGk 永久荷載標準值產(chǎn)生的彎矩永久荷載標準值產(chǎn)生的彎矩 Mk 荷載短期效應(yīng)組合產(chǎn)生的彎矩荷載短期效應(yīng)組合產(chǎn)生的彎矩 v 實際上是限制跨高比實際上是限制跨高比l0/h0。 v 提高剛度的有效措施提高剛度的有效措施 h0 v 或或As 增加增加 l0/h0 30 20 10 0.4 0.81.21.62.0 (%) =1.0 第九章建筑