第8章 正常使用

1、安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性結(jié)構(gòu)的功能要求：結(jié)構(gòu)的功能要求：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)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)第第34567章章適用性適用性耐久性耐久性1、正常使用的、正常使用的裂縫寬度裂縫寬度計算計算limmaxww2、正常使用的、正常使用的變形（撓度）變形（撓度）計算計算limmaxff3、耐久性耐久性設(shè)計的要求設(shè)計的要求lim，flim如何決定？查如何決定？查附表。附表。 驗算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常使用條件下的驗算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常使用條件下的變形變形、裂縫寬度裂縫寬度，并控，并控制它們制它們不超過規(guī)范規(guī)定的限值不超過規(guī)范規(guī)定的限值，及進(jìn)行，

2、及進(jìn)行耐久性概念設(shè)計耐久性概念設(shè)計，以滿足，以滿足適用性適用性和和耐久性耐久性要求。要求。4、截面延性截面延性的概念的概念新規(guī)范中混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別新規(guī)范中混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值（mm）進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)計算時，不僅要考慮，還要考慮。niQCGCS2ikqiQikGq考慮到混凝土的徐變以及鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移等，荷載短期效應(yīng)考慮到混凝土的徐變以及鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移等，荷載短期效應(yīng)下的變形、裂縫值和長期作用效應(yīng)下的值不同，所以分別計算。下的變形、裂縫值和長期作用效應(yīng)下的值不同，所以分別計算。荷載短期作用效應(yīng)即荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值；荷載長期作用效應(yīng)即荷載準(zhǔn)永久

3、組荷載短期作用效應(yīng)即荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值；荷載長期作用效應(yīng)即荷載準(zhǔn)永久組合值。合值。荷載準(zhǔn)永久值系數(shù):qi荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)計算時，荷載和材料強(qiáng)度按取用。結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)對生命財產(chǎn)的危害性比不滿足承載結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)對生命財產(chǎn)的危害性比不滿足承載能力極限狀態(tài)的要小。所以相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo)能力極限狀態(tài)的要小。所以相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo)要小些。要小些。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都是首先進(jìn)行承載力計算以確定構(gòu)件的截鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都是首先進(jìn)行承載力計算以確定構(gòu)件的截面尺寸與配筋。因此變形、裂縫等正常使用極限狀態(tài)的計算內(nèi)容屬于面尺寸與配筋。因此變形、

4、裂縫等正常使用極限狀態(tài)的計算內(nèi)容屬于驗算驗算性質(zhì)。性質(zhì)。niQCQCGCS2ikCiQi1kQ1kGk荷載組合值系數(shù):ci荷載準(zhǔn)永久組合：荷載準(zhǔn)永久組合：一、裂縫的成因和對策一、裂縫的成因和對策拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度裂縫裂縫由荷載引起由荷載引起的裂縫的裂縫由非荷載因素由非荷載因素引起的裂縫引起的裂縫 一般總是與主一般總是與主拉應(yīng)力方向大致垂直，拉應(yīng)力方向大致垂直，最先發(fā)生在荷載效應(yīng)最先發(fā)生在荷載效應(yīng)較大和混凝土抗拉能較大和混凝土抗拉能力最薄弱處。力最薄弱處。彎矩、軸拉、偏拉（壓）彎矩、軸拉、偏拉（壓）剪力（扭矩）和彎矩共同作用剪力（扭矩）和彎矩共同作用垂直裂縫

5、或正截面裂縫垂直裂縫或正截面裂縫斜裂縫斜裂縫適當(dāng)配適當(dāng)配筋筋溫度變化（熱脹冷縮）溫度變化（熱脹冷縮）混凝土收縮混凝土收縮基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)不均勻沉降冰凍冰凍鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕.預(yù)防措預(yù)防措施施二、裂縫控制等級二、裂縫控制等級 根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用功能要求不同，正常使用階段對裂縫的要求也不同。根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用功能要求不同，正常使用階段對裂縫的要求也不同。將鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級分為三級。將鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級分為三級。裂縫控制等級一級裂縫控制等級一級裂縫控制等級二級裂縫控制等級二級嚴(yán)格要求不出現(xiàn)嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件裂縫的構(gòu)件一般要求不出現(xiàn)一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件裂縫的構(gòu)件 一般為壓力容器

6、、水池、管道、核工作室等。一般為壓力容器、水池、管道、核工作室等。 不允許拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以截面尺寸必須做得很大，不允許拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以截面尺寸必須做得很大，且受壓區(qū)混凝土遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到充分利用。且受壓區(qū)混凝土遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到充分利用。 實際可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。實際可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力 按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。裂縫控制等級三級裂縫控

7、制等級三級允許出現(xiàn)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件裂縫的構(gòu)件 一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都屬于裂縫控制等級為三級的構(gòu)件，一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都屬于裂縫控制等級為三級的構(gòu)件，通常都帶通常都帶裂縫工作裂縫工作。所以應(yīng)控制裂縫寬度，使其在人們心理能承受的范圍內(nèi)，不影。所以應(yīng)控制裂縫寬度，使其在人們心理能承受的范圍內(nèi)，不影響正常使用，且保證鋼筋不會銹蝕。響正常使用，且保證鋼筋不會銹蝕。limmaxww10規(guī)范：按規(guī)范：按荷載準(zhǔn)永久組合荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響計算時，構(gòu)件的并考慮長期作用影響計算時，構(gòu)件的最大裂縫寬最大裂縫寬度不超過規(guī)范表度不超過規(guī)范表3.4.5規(guī)定的最大裂縫寬度限值規(guī)定的最大裂縫寬度限值。02規(guī)范：按

8、規(guī)范：按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計算時，構(gòu)件的并考慮長期作用影響計算時，構(gòu)件的最大裂縫最大裂縫寬度不超過規(guī)范規(guī)定的最大裂縫寬度限值寬度不超過規(guī)范規(guī)定的最大裂縫寬度限值。最大裂縫寬度計算：最大裂縫寬度計算：三、裂縫的出現(xiàn)、分布和開展三、裂縫的出現(xiàn)、分布和開展 以純彎段鋼筋混凝土梁為例，研究裂以純彎段鋼筋混凝土梁為例，研究裂縫的出現(xiàn)和分布等情況?？p的出現(xiàn)和分布等情況。 荷載很小時，未出現(xiàn)裂縫，在純彎段各荷載很小時，未出現(xiàn)裂縫，在純彎段各個截面的拉應(yīng)力大致相同。當(dāng)達(dá)到混凝土的個截面的拉應(yīng)力大致相同。當(dāng)達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時，達(dá)到將裂未裂的狀態(tài)。第一階抗拉強(qiáng)度時，達(dá)到將裂未裂

9、的狀態(tài)。第一階段末。段末。 在混凝土最薄弱截面處出現(xiàn)第一批裂縫。在混凝土最薄弱截面處出現(xiàn)第一批裂縫。（一條或幾條）（一條或幾條）a 裂縫處受拉混凝土退出工作，鋼筋應(yīng)力裂縫處受拉混凝土退出工作，鋼筋應(yīng)力驟增。裂縫處原來張緊的混凝土向兩側(cè)回縮。驟增。裂縫處原來張緊的混凝土向兩側(cè)回縮。但回縮受到了鋼筋的約束，兩者之間有相對但回縮受到了鋼筋的約束，兩者之間有相對滑移，直到共同變形。設(shè)回縮的長度為滑移，直到共同變形。設(shè)回縮的長度為l。則則l范圍內(nèi)，通過粘結(jié)應(yīng)力的作用范圍內(nèi)，通過粘結(jié)應(yīng)力的作用, ,混凝土又混凝土又逐漸承受拉力。拉力從零到最大。逐漸承受拉力。拉力從零到最大。l 超過超過l后，混凝土拉應(yīng)力又

10、達(dá)到最大，后，混凝土拉應(yīng)力又達(dá)到最大，又可能產(chǎn)生新的裂縫。又可能產(chǎn)生新的裂縫。b 裂縫穩(wěn)定后，裂縫之間的間距裂縫穩(wěn)定后，裂縫之間的間距l(xiāng)m在在l和和2l之間。即之間。即llm2l。取取1.5l。ctsllm2l1.5ll：粘結(jié)應(yīng)力作用長度，傳遞長度。：粘結(jié)應(yīng)力作用長度，傳遞長度。ftklss1ANss2AulAAmss2ss1uAflmtetktete4duAtemtkm835 . 1dfllte1mdklkfmtk四、平均裂縫間距四、平均裂縫間距l(xiāng)m=1.5ltetks2s1AfAAssAte：有效受拉混凝土截面面積。有效受拉混凝土截面面積。對軸心受拉構(gòu)件，取全截面面積對軸心受拉構(gòu)件，取全截

11、面面積對受彎、偏拉（壓）構(gòu)件，取中和對受彎、偏拉（壓）構(gòu)件，取中和軸以下截面面積。即：軸以下截面面積。即： Ate=0.5bh+(bf-b)hf (圖圖8-5) ：有效配筋率有效配筋率testeAAss1Ass2Aml：系數(shù)。：系數(shù)。受彎、偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件取受彎、偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件取1.0軸心受拉構(gòu)件取軸心受拉構(gòu)件取1.1c：混凝土保護(hù)層厚度。：混凝土保護(hù)層厚度。20mmc65mmdeq：縱向受拉鋼筋的等效直徑。：縱向受拉鋼筋的等效直徑。iii2iieqdndnd：縱向受拉鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)。對變形鋼筋?。嚎v向受拉鋼筋的相對粘結(jié)特征系數(shù)。對變形鋼筋取1.0。對光面鋼筋取。對光面鋼

12、筋取0.7。te： 有效配筋率，有效配筋率，te0.01testeAAAte：有效受拉混凝土截面面積。按圖：有效受拉混凝土截面面積。按圖8-5取用。取用。)08. 09 . 1 (teeqmdcl四、平均裂縫間距四、平均裂縫間距l(xiāng)mte1mdkl 根據(jù)試驗結(jié)果，對理論表達(dá)式進(jìn)行修正。根據(jù)試驗結(jié)果，對理論表達(dá)式進(jìn)行修正。得出半經(jīng)驗半理論的平均裂縫間距公式。得出半經(jīng)驗半理論的平均裂縫間距公式。五、平均裂縫寬度五、平均裂縫寬度mmmmctmmllmsmmllmctmmsmmll)1 (smctmmsml)08. 09 . 1 (85. 0teeqssqmdcEsktetk65. 01 . 1f平均裂

13、縫寬度平均裂縫寬度= =鋼筋的平均伸長鋼筋的平均伸長- -砼的平均伸長砼的平均伸長ssmsmE：lm范圍內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)變范圍內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)變sqsm ：鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)：鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)0 . 12 . 085. 01csmctm)08. 09 . 1 (teeqmdclssqssmsmEEsm：lm范圍內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)力范圍內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)力ctm：lm范圍內(nèi)砼的平均應(yīng)變范圍內(nèi)砼的平均應(yīng)變c：裂縫間砼自身伸長對裂縫：裂縫間砼自身伸長對裂縫 寬度的影響系數(shù)，近似取寬度的影響系數(shù)，近似取0.85sq：裂縫處裂縫處鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力 u01u越大，鋼筋受力越均勻，混凝越大，鋼筋受力越均勻，混凝土

14、參與受拉作用越小土參與受拉作用越小u隨著荷載增大，隨著荷載增大，值越來越大值越來越大五、平均裂縫寬度五、平均裂縫寬度mmmcrctmmllcrsmmll裂縫截面處鋼筋應(yīng)力裂縫截面處鋼筋應(yīng)力sqsksqAN) (s0sqsqahAeNs0q0qsq87. 0AhMAhMszAzeNsqsq)( 020)(1 (12. 087. 0hehzfs0syee2000s)(/400011hlhe軸心受拉軸心受拉偏心受拉偏心受拉受彎受彎偏心受壓偏心受壓平均裂縫寬度平均裂縫寬度= =鋼筋的平均伸長鋼筋的平均伸長- -砼的平均伸長砼的平均伸長mctmmsmmll)1 (smctmmsml)08. 09 . 1

15、 (85. 0teeqssqmdcE85. 01csmctm)08. 09 . 1 (teeqmdclssqssmsmEE六、最大裂縫寬度六、最大裂縫寬度maxsmaxs,smaxl5 . 1l)08. 09 . 1 (85. 0teeqssqsmaxdcEl85. 0scrl 由于混凝土的非均勻性，裂縫并非均勻分布，具有一定離散性，而要求的也由于混凝土的非均勻性，裂縫并非均勻分布，具有一定離散性，而要求的也不是平均裂縫寬度，而是不是平均裂縫寬度，而是最大的裂縫寬度最大的裂縫寬度max。最大的裂縫寬度最大的裂縫寬度max=平均裂縫寬度平均裂縫寬度m擴(kuò)大系數(shù)擴(kuò)大系數(shù)短期效應(yīng)擴(kuò)大系數(shù)短期效應(yīng)擴(kuò)大系

16、數(shù)s長期效應(yīng)擴(kuò)大系數(shù)長期效應(yīng)擴(kuò)大系數(shù)l1、短期效應(yīng)下的最大裂縫寬度、短期效應(yīng)下的最大裂縫寬度msmaxs,軸拉、偏拉構(gòu)件軸拉、偏拉構(gòu)件 取取s=1.9受彎、偏壓構(gòu)件受彎、偏壓構(gòu)件 取取s=1.662、長期效應(yīng)下的最大裂縫寬度（考慮砼應(yīng)力松弛、收縮、徐變等因素）、長期效應(yīng)下的最大裂縫寬度（考慮砼應(yīng)力松弛、收縮、徐變等因素）令令)08. 09 . 1 (teeqssqcrmaxdcEcr：軸拉：軸拉2.7，偏拉，偏拉2.4，受彎和偏壓，受彎和偏壓2.10 . 12 . 0sktetk65. 01 . 1fsq：按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件：按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件 縱向受拉普通

17、鋼筋應(yīng)力?？v向受拉普通鋼筋應(yīng)力。c：混凝土保護(hù)層厚度。：混凝土保護(hù)層厚度。20mmc65mmdeq：縱向受拉鋼筋的等效直徑。：縱向受拉鋼筋的等效直徑。iii2iieqdndndtesteAA有效配筋率，有效配筋率，te0.01Ate：有效受拉混凝土截面面積。按圖：有效受拉混凝土截面面積。按圖8-5取用。取用。 新舊規(guī)范的公式的主要新舊規(guī)范的公式的主要不同：不同： 1、在新規(guī)范中，對受彎、在新規(guī)范中，對受彎、偏壓構(gòu)件，取偏壓構(gòu)件，取c=0.77，即，即cr=1.9。 2、新規(guī)范中，新規(guī)范中，sq由由荷載荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算。計算。cr：軸拉：軸拉2.7，偏拉，偏拉2.4，受彎和偏

18、壓，受彎和偏壓2.10 . 12 . 0sktetk65. 01 . 1fsq：裂縫處鋼筋的應(yīng)力：裂縫處鋼筋的應(yīng)力c：混凝土保護(hù)層厚度。：混凝土保護(hù)層厚度。20mmc65mmdeq：縱向受拉鋼筋的等效直徑。：縱向受拉鋼筋的等效直徑。iii2iieqdndndtesteAA有效配筋率，有效配筋率，te0.01Ate：有效受拉混凝土截面面積。按圖：有效受拉混凝土截面面積。按圖8-5取用。取用。 控制及減小裂縫寬度的措施：控制及減小裂縫寬度的措施：合理布置鋼筋：相同面積合理布置鋼筋：相同面積情況下，盡量采用小直徑、情況下，盡量采用小直徑、多根數(shù)的配筋方式多根數(shù)的配筋方式適當(dāng)增加鋼筋面積適當(dāng)增加鋼筋面

19、積采用帶肋鋼筋等采用帶肋鋼筋等)08. 09 . 1 (teeqssqcrmaxdcE 已知某鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度已知某鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度l0=6m，承受恒載標(biāo)準(zhǔn)值，承受恒載標(biāo)準(zhǔn)值gk=3kN/m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=7kN/m，截面尺寸，截面尺寸bh= 200mm500mm，已配有已配有3根直徑根直徑18mm的的HRB335級受力鋼筋，級受力鋼筋，As=763mm2?；炷翉?qiáng)度等。混凝土強(qiáng)度等級為級為C20，保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度c=25mm，h0=465mm，樓面活荷載的組合值系數(shù)，樓面活荷載的組合值系數(shù)c=0.7，準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)q=0.5。lim=0.

20、3mm。試驗算最大裂縫寬度是否滿足。試驗算最大裂縫寬度是否滿足要求。要求。cr：軸拉：軸拉2.7，偏拉，偏拉2.4，受彎和偏壓，受彎和偏壓2.1sktetk65. 01 . 1ftesteAAs0qsk87. 0AhM受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件iii2iieqdndnd：變形鋼筋取變形鋼筋取1.0。光面鋼筋取。光面鋼筋取0.7。相關(guān)系數(shù)計算：相關(guān)系數(shù)計算：0 . 12 . 0te0.01)08. 09 . 1 (teeqssqcrmaxdcE一、截面抗彎剛度及特點一、截面抗彎剛度及特點EIMlSf20勻質(zhì)彈性材料梁的跨中最大撓度勻質(zhì)彈性材料梁的跨中最大撓度S：與荷載形式、支承條件有關(guān)的參數(shù)。如均載作用下

21、簡支梁：與荷載形式、支承條件有關(guān)的參數(shù)。如均載作用下簡支梁S=5/48。M：最大彎矩。：最大彎矩。l0：計算跨度。：計算跨度。EI：截面抗彎剛度：截面抗彎剛度B。E:材料彈性模量，材料彈性模量，I：截面慣性矩：截面慣性矩對于勻質(zhì)彈性材料梁，對于勻質(zhì)彈性材料梁，抗彎剛度抗彎剛度B=EI是一個常數(shù)，是一個常數(shù)，M-f成正比成正比。對于鋼筋混凝土材料梁，仍用上述公式計算撓度，但對于鋼筋混凝土材料梁，仍用上述公式計算撓度，但抗彎剛度抗彎剛度B=EI不再是常量不再是常量。?20EIMlSf? EIB鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁抗彎剛度抗彎剛度B=EI的特點的特點以處于純彎段的受彎構(gòu)件為例：以處于純彎段的受彎

22、構(gòu)件為例：（1）荷載較小，裂縫出現(xiàn)前（第）荷載較小，裂縫出現(xiàn)前（第階段）：階段）： 構(gòu)件接近于彈性材料梁，構(gòu)件接近于彈性材料梁，OA非常接近直非常接近直線，只是臨近出現(xiàn)裂縫時，撓度增加稍快，曲線，只是臨近出現(xiàn)裂縫時，撓度增加稍快，曲線微向下彎。因為受拉區(qū)出現(xiàn)了塑性變形，抗線微向下彎。因為受拉區(qū)出現(xiàn)了塑性變形，抗彎剛度略有降低。彎剛度略有降低。（2）出現(xiàn)裂縫到受拉鋼筋臨近屈服（第）出現(xiàn)裂縫到受拉鋼筋臨近屈服（第階階段）：段）： 由于出現(xiàn)裂縫，所以構(gòu)件變形增大，由于出現(xiàn)裂縫，所以構(gòu)件變形增大，M-f曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，偏向曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，偏向f軸。這不僅由于混軸。這不僅由于混凝土的塑性發(fā)展，變

23、形模量降低，而且由于截凝土的塑性發(fā)展，變形模量降低，而且由于截面開裂，且隨著裂縫的不斷擴(kuò)展，截面抗彎剛面開裂，且隨著裂縫的不斷擴(kuò)展，截面抗彎剛度度B進(jìn)一步降低，曲線進(jìn)一步降低，曲線ABC的偏離程度加大。的偏離程度加大。正常使用階段的驗算就指這個階段。正常使用階段的驗算就指這個階段。（3）受拉鋼筋屈服到混凝土壓壞（第）受拉鋼筋屈服到混凝土壓壞（第階階段）：段）： 由于鋼筋屈服，變形驟增，所以由于鋼筋屈服，變形驟增，所以M-f圖上圖上出現(xiàn)第二個轉(zhuǎn)折點。裂縫開展很寬，撓度急劇出現(xiàn)第二個轉(zhuǎn)折點。裂縫開展很寬，撓度急劇增大，曲線進(jìn)一步偏向增大，曲線進(jìn)一步偏向f軸，直到破壞。軸，直到破壞。1、鋼筋混凝土受

24、彎構(gòu)件的、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗彎剛度抗彎剛度B=EI隨彎矩隨彎矩M增大而減小增大而減小。3、由于混凝土徐變等影響，構(gòu)件變形會不斷增大，、由于混凝土徐變等影響，構(gòu)件變形會不斷增大，抗彎剛度抗彎剛度B隨時間增隨時間增大而減小大而減小。 所以既要考慮荷載短期效應(yīng)，還要考慮荷載長期效應(yīng)，分別用所以既要考慮荷載短期效應(yīng)，還要考慮荷載長期效應(yīng)，分別用Bs和和Bl來來表示。表示。鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁抗彎剛度抗彎剛度B=EI的特點的特點2、沿著構(gòu)件跨度，、沿著構(gòu)件跨度，抗彎剛度抗彎剛度B隨截面彎矩隨截面彎矩M的變化而變化的變化而變化。同理，。同理，隨彎隨彎矩矩M增大，增大，抗彎剛度抗彎剛度B減小。減小。

25、 即使在彎矩相同的純彎段，即使在彎矩相同的純彎段，抗彎剛度抗彎剛度B也不同也不同，裂縫截面處小些裂縫截面處小些，裂縫裂縫間截面大些。間截面大些。二、截面的短期剛度二、截面的短期剛度BsEIB 開裂前開裂前 接近于勻質(zhì)彈性材料梁，實際撓度比按彈性公式算得的數(shù)接近于勻質(zhì)彈性材料梁，實際撓度比按彈性公式算得的數(shù)值偏大。這是因為受拉區(qū)發(fā)生塑性，實際彈性模量值偏大。這是因為受拉區(qū)發(fā)生塑性，實際彈性模量E有所降低，有所降低，而截面并未削弱。所以將而截面并未削弱。所以將換算截面換算截面的的EI稍加修正即可。稍加修正即可。sEcscsc0AAAEEAA0c0IEB 0cs85. 0IEB 開裂后開裂后 受拉區(qū)

26、混凝土逐步退出工作，抗彎剛度明顯下降。受拉區(qū)混凝土逐步退出工作，抗彎剛度明顯下降。s1BMEIMr根據(jù)材料力學(xué)，截面曲率根據(jù)材料力學(xué)，截面曲率 裂縫出現(xiàn)后，受壓混凝土壓應(yīng)變和受拉鋼筋拉應(yīng)變沿構(gòu)裂縫出現(xiàn)后，受壓混凝土壓應(yīng)變和受拉鋼筋拉應(yīng)變沿構(gòu)件長度方向的分布并不均勻，曲率分布也不均勻。為簡化計件長度方向的分布并不均勻，曲率分布也不均勻。為簡化計算，截面上的應(yīng)變、中和軸位置、曲率等都用平均值。算，截面上的應(yīng)變、中和軸位置、曲率等都用平均值。開裂后開裂后msmlsmcmlc鋼筋伸長鋼筋伸長混凝土縮短混凝土縮短由三角形相似：由三角形相似：0mcmsm0mcmmsm0m)(hlhllhcsrlrcslm

27、h00cmsmsk1hBMrcmsm0kshMBss0ksmEAhMc20kcmEbhM截面曲率：截面曲率：彎曲剛度：彎曲剛度：（同裂縫計算）（同裂縫計算）其中：其中：確定受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變的抵抗矩系數(shù)，確定受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變的抵抗矩系數(shù)，綜合反映受壓區(qū)混凝土塑性、應(yīng)力圖形完整綜合反映受壓區(qū)混凝土塑性、應(yīng)力圖形完整性、內(nèi)力臂系數(shù)及裂縫間混凝土應(yīng)變不均勻性、內(nèi)力臂系數(shù)及裂縫間混凝土應(yīng)變不均勻性等因素，又稱綜合系數(shù)。性等因素，又稱綜合系數(shù)。c20kcmEbhMcckccckcckccmEEc：混凝土應(yīng)變不均勻系數(shù)：混凝土應(yīng)變不均勻系數(shù)0000ff0ff)()(bhhxbhhbbbxhbbc

28、kckx0 h0sAsCh0sskA混凝土受壓區(qū)面積：混凝土受壓區(qū)面積：00f)(bhxf：受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)：受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)0 x：裂縫截面處受壓區(qū)高度系數(shù)：裂縫截面處受壓區(qū)高度系數(shù) 將曲線分布的混凝土壓應(yīng)力轉(zhuǎn)換為均布，平均壓應(yīng)將曲線分布的混凝土壓應(yīng)力轉(zhuǎn)換為均布，平均壓應(yīng)力大小為：力大小為：ck：壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)：壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)混凝土平均壓應(yīng)變：混凝土平均壓應(yīng)變：Mkc20kcmEbhM合力矩平衡：合力矩平衡：000fckk)(hbhMxx200fkck)(bhM混凝土平均壓應(yīng)變：混凝土平均壓應(yīng)變：cc200fkcckccm)(xEbhME令：令：c0f)(xc20kcmEbhM得

29、：得：確定受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變的抵抗矩系數(shù)，確定受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變的抵抗矩系數(shù)，綜合反映受壓區(qū)混凝土塑性、應(yīng)力圖形完整綜合反映受壓區(qū)混凝土塑性、應(yīng)力圖形完整性、內(nèi)力臂系數(shù)及裂縫間混凝土應(yīng)變不均勻性、內(nèi)力臂系數(shù)及裂縫間混凝土應(yīng)變不均勻性等因素，又稱綜合系數(shù)。性等因素，又稱綜合系數(shù)。ckckx0 h0sAsCh0sskAMkcmsm0kshMBcsEEEc20kcmEbhMc20kss0k0ksEbhMEAhMhMBsBE20ssshAEB0sbhAss0ksmEAhM5 . 3162 . 0fEE87. 05 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEB（8-15）三、截面的長期剛

30、度三、截面的長期剛度Bl 構(gòu)件在長期持續(xù)荷載作用下，撓度隨時間不斷緩慢增長，抗彎剛度隨時間不斷構(gòu)件在長期持續(xù)荷載作用下，撓度隨時間不斷緩慢增長，抗彎剛度隨時間不斷降低。降低。 荷載標(biāo)準(zhǔn)組合為荷載標(biāo)準(zhǔn)組合為Mk，準(zhǔn)永久組合為，準(zhǔn)永久組合為Mq，MkMq。僅需對。僅需對Mq作用下產(chǎn)生的撓作用下產(chǎn)生的撓度乘以放大系數(shù)度乘以放大系數(shù)，而（，而（Mk-Mq）作用下的撓度是不必增大的。所以：）作用下的撓度是不必增大的。所以：s20qs20qk)(BlMSBlMMSfBlMS20kskqk) 1(BMMMB/ 4 . 00 . 2（8-18）為受壓鋼筋配筋率為受壓鋼筋配筋率其中其中長期剛度長期剛度u受壓區(qū)配

31、置受壓鋼筋對混凝土受壓徐變和收縮起到一定約束作用，能夠受壓區(qū)配置受壓鋼筋對混凝土受壓徐變和收縮起到一定約束作用，能夠減少構(gòu)件在長期荷載作用下的變形。減少構(gòu)件在長期荷載作用下的變形。u適用于一般情況下的矩形、適用于一般情況下的矩形、T形、工字形截面梁。形、工字形截面梁。u值與溫濕度有關(guān)，對干燥地區(qū)，值與溫濕度有關(guān)，對干燥地區(qū)，值應(yīng)酌情增加值應(yīng)酌情增加1525。對翼緣位。對翼緣位于受拉區(qū)的于受拉區(qū)的T形截面，形截面，值應(yīng)增加值應(yīng)增加20。四、受彎構(gòu)件撓度的計算四、受彎構(gòu)件撓度的計算 抗彎剛度抗彎剛度B值與值與M值有關(guān)，而梁各截面彎矩大小不一，應(yīng)取何截面的彎矩值有關(guān)，而梁各截面彎矩大小不一，應(yīng)取何截

32、面的彎矩M計算？計算？最最小小剛剛度度原原則則 在梁全長范圍內(nèi)，可按照彎矩最大處的在梁全長范圍內(nèi)，可按照彎矩最大處的“最小截面抗彎剛度最小截面抗彎剛度”，用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計算撓度，如果構(gòu)件用材料力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計算撓度，如果構(gòu)件上存在正負(fù)彎矩時，可分別取同號彎矩段上存在正負(fù)彎矩時，可分別取同號彎矩段|Mmax |處截面的最小剛度計處截面的最小剛度計算撓度。算撓度。 如某受彎構(gòu)件，各處如某受彎構(gòu)件，各處M不同，因此不同，因此全長范圍內(nèi)的抗彎剛度也不同，支座處全長范圍內(nèi)的抗彎剛度也不同，支座處的彎矩小，抗彎剛度大。如果都用純彎的彎矩小，抗彎剛度大。如果

33、都用純彎段的抗彎剛度，則會使計算值偏大？段的抗彎剛度，則會使計算值偏大？ 但實際計算撓度時，僅考慮了彎矩引起的撓度，而忽略了剪力的影響。由于但實際計算撓度時，僅考慮了彎矩引起的撓度，而忽略了剪力的影響。由于剪力的存在，使梁發(fā)生剪切變形，甚至可能出現(xiàn)少量裂縫。這些因素都會使梁撓剪力的存在，使梁發(fā)生剪切變形，甚至可能出現(xiàn)少量裂縫。這些因素都會使梁撓度增大。為了簡化計算，近似用純彎段的平均截面抗彎剛度采用。這就是度增大。為了簡化計算，近似用純彎段的平均截面抗彎剛度采用。這就是“最小最小剛度原則剛度原則?！? . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMBBMlSf20

34、受彎構(gòu)件撓度計算公式：受彎構(gòu)件撓度計算公式：sE：鋼筋彈性模量鋼筋彈性模量sA：受拉鋼筋截面面積受拉鋼筋截面面積0h：截面有效高度截面有效高度sktetk65. 01 . 1f0 . 12 . 0：鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)tkf：混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值testeAAte0.01有效配筋率sk：裂縫處鋼筋的應(yīng)力s0ksk87. 0AhM5 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMBBMlSf20受彎構(gòu)件撓度計算公式：受彎構(gòu)件撓度計算公式：E：鋼筋彈性模量與混凝土彈鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值性模量的比值：縱向受拉鋼筋配筋率縱向受拉鋼筋配筋率f：

35、受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)（受受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)（受壓翼緣面積與腹板有效面積壓翼緣面積與腹板有效面積之比）之比）csEEE0bhAs0fff)(bhhbb ：考慮長期作用對撓度增大考慮長期作用對撓度增大的影響系數(shù)的影響系數(shù)4 . 00 . 20sbhA在1.6和2.0之間取值。影響抗彎剛度的影響抗彎剛度的因素因素：截面高度截面高度（影響最顯著）（影響最顯著）彎矩彎矩M（M對對Bs如何影響如何影響）配筋率配筋率（大，大，Bs也略有增大）也略有增大）截面形狀截面形狀（有受壓翼緣，（有受壓翼緣， Bs 略大）略大）混凝土等級混凝土等級（提高等級對提高（提高等級對提高Bs影影響不大）響不大）受壓鋼筋受壓鋼筋（

36、提高長期剛度提高長期剛度）5 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMBBMlSf20受彎構(gòu)件撓度計算公式：受彎構(gòu)件撓度計算公式：如果最大撓度超過規(guī)范的限值，如果最大撓度超過規(guī)范的限值，則可采?。簞t可采?。涸黾咏孛娓叨龋ㄗ钣行В┰黾咏孛娓叨龋ㄗ钣行В┰黾涌v向鋼筋的面積（效果增加縱向鋼筋的面積（效果有限）有限）提高混凝土強(qiáng)度等級（效果提高混凝土強(qiáng)度等級（效果有限）有限）配置一定受壓鋼筋配置一定受壓鋼筋選用合理截面（選用合理截面（T、工形）等、工形）等5 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMBBMlSf20受彎構(gòu)件撓度計算

37、公式：受彎構(gòu)件撓度計算公式： 已知在教學(xué)樓樓蓋中一矩形截面簡支梁，截面尺寸已知在教學(xué)樓樓蓋中一矩形截面簡支梁，截面尺寸200mm500mm，配置配置4 16HRB400級受力鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級為級受力鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級為C20，保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度c=25mm，計算跨度，計算跨度l0=5.6m;承受均布荷載，其中永久荷載（含自重）標(biāo)準(zhǔn)承受均布荷載，其中永久荷載（含自重）標(biāo)準(zhǔn)值值gk=12.4kN/m，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=8kN/m，樓面活荷載的組合值系數(shù)，樓面活荷載的組合值系數(shù)c=0.7，準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)q=0.5。試驗算其撓度。試驗算其撓度。BlMEIlMf

38、20k20k4854855 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMB/ 4 . 00 . 2sktetk65. 01 . 1f0 . 12 . 0csEEE 簡支矩形截面梁截面尺寸簡支矩形截面梁截面尺寸bh=250mm600mm，混凝土強(qiáng)度等級為混凝土強(qiáng)度等級為C20，配置配置HRB335，4 18鋼筋，混凝土保護(hù)層厚度鋼筋，混凝土保護(hù)層厚度c=30mm，承受均布荷，承受均布荷載，按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的跨中彎矩載，按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的跨中彎矩Mk=120kNm，按荷載的準(zhǔn)永久組，按荷載的準(zhǔn)永久組合計算的跨中彎矩合計算的跨中彎矩Mq=60kNm，梁的計算跨

39、度，梁的計算跨度l0=6.5m，撓度允許值為，撓度允許值為l0/250。試驗算撓度是否符合要求。試驗算撓度是否符合要求。BlMEIlMf20k20k4854855 . 3162 . 015. 1fE20ssshAEBskqk) 1(BMMMB/ 4 . 00 . 2sktetk65. 01 . 1f0 . 12 . 0csEEE一、延性的概念一、延性的概念 結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面的延性是指從屈服開始至達(dá)到最大承載能力或達(dá)到以后而承載力還沒有顯著下降期間的變形能力。即延性反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后期變形能力（破壞前的變形能力）。構(gòu)件達(dá)到最大承載力后突然喪失承載能構(gòu)件達(dá)到最大承載力后突然喪失承載能力，在沒有預(yù)兆的

40、情況下發(fā)生破壞。力，在沒有預(yù)兆的情況下發(fā)生破壞。構(gòu)件承載力沒有顯著降低的情況下，經(jīng)構(gòu)件承載力沒有顯著降低的情況下，經(jīng)歷很大非線性變形后所發(fā)生的破壞，在歷很大非線性變形后所發(fā)生的破壞，在破壞前能給人以警示。破壞前能給人以警示。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞 對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面除了要求其滿足強(qiáng)度、剛度等要求外，還要求其具有一定的延性：延緩破壞過程，防止脆性破壞延緩破壞過程，防止脆性破壞超靜定結(jié)構(gòu)中，能更好地適應(yīng)偶然超載、基礎(chǔ)沉降、溫超靜定結(jié)構(gòu)中，能更好地適應(yīng)偶然超載、基礎(chǔ)沉降、溫度度變化變化、收縮等情況變化產(chǎn)生的附加內(nèi)力和變形、收縮等情況變化產(chǎn)生的附加內(nèi)力和變形使超靜定結(jié)構(gòu)能充分地進(jìn)行內(nèi)力重分布使超靜定結(jié)構(gòu)能充

41、分地進(jìn)行內(nèi)力重分布吸收和耗散地震能量，降低動力反應(yīng)，減輕地震破壞吸收和耗散地震能量，降低動力反應(yīng)，減輕地震破壞延性可分為材料延性、截面延性、構(gòu)件延性和結(jié)構(gòu)延性。材料延性混凝土或鋼材在沒有明顯應(yīng)力下降情況下維持變形的能力，可混凝土或鋼材在沒有明顯應(yīng)力下降情況下維持變形的能力，可以用以用應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線表示。表示。截面延性構(gòu)件單位長度上截面的轉(zhuǎn)動能力，用構(gòu)件單位長度上截面的轉(zhuǎn)動能力，用截面曲率截面曲率表示。表示。構(gòu)件延性可用構(gòu)件的可用構(gòu)件的轉(zhuǎn)角或位移轉(zhuǎn)角或位移表示。表示。結(jié)構(gòu)延性整個結(jié)構(gòu)體系承受變形的能力，多用整個結(jié)構(gòu)體系承受變形的能力，多用位移位移表示。表示。二、受彎構(gòu)件的截面曲率延性

42、系數(shù)二、受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù) 基于平截面假定，定義截面破壞時的截面曲率與鋼筋屈服時截面曲率的比值為截面曲率延性系數(shù)。 影響截面曲率延性系數(shù)的主要因素： 縱向鋼筋（受拉、受壓）配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋縱向鋼筋（受拉、受壓）配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等級等。屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等級等。2ysc1cu1a0ycuyu)1 ()1 (fkEfxhk三、提高截面曲率延性系數(shù)的主要措施三、提高截面曲率延性系數(shù)的主要措施 1、限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于2.5%；受壓區(qū)高度x（0.250.35）h0； 2、規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般As/As保持為0

43、.30.5； 3、在彎矩較大的區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。四、偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性分析四、偏心受壓構(gòu)件截面曲率延性分析 1、偏心受壓構(gòu)件存在軸向壓力，使構(gòu)件受壓區(qū)高度增大，截面曲率延性系數(shù)降低許多。 2、對偏心受壓構(gòu)件，應(yīng)限制其軸壓比N= N/（fcA）（規(guī)范規(guī)定偏心受壓構(gòu)件的軸壓比限值）。 3、偏心受壓構(gòu)件配箍率的越大，對混凝土的約束越大，使截面曲率延性系數(shù)提高。 4、還可采用密排封閉箍筋，或附加其他形式的箍筋，采用螺旋箍筋等，有效提高受壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變，增大截面曲率延性。一、耐久性的概念一、耐久性的概念 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計使用年限（一般建筑結(jié)構(gòu)為50年，紀(jì)念性建筑和特別

44、重要的建筑結(jié)構(gòu)為100年）內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修就可滿足正常使用和安全功能要求的能力。二、影響耐久性的因素二、影響耐久性的因素內(nèi)內(nèi) 因因外外 因因混凝土強(qiáng)度、密實性、水泥用量、水灰比、混凝土強(qiáng)度、密實性、水泥用量、水灰比、氯離子含量、堿含量、外加劑用量、保護(hù)氯離子含量、堿含量、外加劑用量、保護(hù)層厚度等層厚度等溫度、濕度、溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質(zhì)等含量、侵蝕性介質(zhì)等綜合作用綜合作用其中，混凝土碳化、鋼筋銹蝕是最主要的綜合因素三、混凝土的碳化三、混凝土的碳化碳化碳化是指大氣中的碳化是指大氣中的CO2不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與混凝土不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與混凝土中的堿性物質(zhì)

45、中的堿性物質(zhì)Ca (OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，發(fā)生中和反應(yīng)，使混凝土的堿性下降使混凝土的堿性下降（PH值降低）的現(xiàn)象值降低）的現(xiàn)象。碳化是混凝土的中性化。碳化是混凝土的中性化。危 害混凝土呈堿性，在鋼筋表面生成致密的氧化膜，保護(hù)鋼筋不銹蝕。混凝土呈堿性，在鋼筋表面生成致密的氧化膜，保護(hù)鋼筋不銹蝕。當(dāng)碳化至鋼筋表面時，將會破壞氧化膜，使鋼筋有銹蝕的危險。當(dāng)碳化至鋼筋表面時，將會破壞氧化膜，使鋼筋有銹蝕的危險。此外，碳化會加劇混凝土收縮，導(dǎo)致其開裂，影響耐久性此外，碳化會加劇混凝土收縮，導(dǎo)致其開裂，影響耐久性環(huán)境因素：環(huán)境因素：CO2的濃度、濕度、溫度等的濃度、濕度、溫度等自身因素：自身因素：CaO含

46、量、強(qiáng)度等級、內(nèi)部密實度、孔隙率、孔徑、含量、強(qiáng)度等級、內(nèi)部密實度、孔隙率、孔徑、 水灰比、保護(hù)層厚度等水灰比、保護(hù)層厚度等影響因素三、混凝土的碳化三、混凝土的碳化碳化碳化是指大氣中的碳化是指大氣中的CO2不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與混凝土不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與混凝土中的堿性物質(zhì)中的堿性物質(zhì)Ca (OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，發(fā)生中和反應(yīng)，使混凝土的堿性下降使混凝土的堿性下降（PH值降低）的現(xiàn)象值降低）的現(xiàn)象。碳化是混凝土的中性化。碳化是混凝土的中性化。減小碳化的措施u合理確定配合比，規(guī)定水泥用量的低限值和水灰比的高限值，合理確定配合比，規(guī)定水泥用量的低限值和水灰比的高限值，合理采用摻合料合理采用

47、摻合料u提高混凝土的密實性、抗?jié)B性提高混凝土的密實性、抗?jié)B性u規(guī)定保護(hù)層的最小厚度規(guī)定保護(hù)層的最小厚度u采用覆蓋面層（水泥砂漿或涂料）采用覆蓋面層（水泥砂漿或涂料）l碳酸試液測定。碳酸試液測定。l碳化深度與時間相關(guān)表達(dá)式，可預(yù)測碳化深度。碳化深度與時間相關(guān)表達(dá)式，可預(yù)測碳化深度。碳化深度測定四、鋼筋的銹蝕四、鋼筋的銹蝕銹蝕 銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵問題之一。銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵問題之一。 鋼筋表面氧化膜被破壞形成鋼筋銹蝕的必要條件，含氧鋼筋表面氧化膜被破壞形成鋼筋銹蝕的必要條件，含氧水份侵入是鋼筋銹蝕的充分條件。水份侵入是鋼筋銹蝕的充分條件。 銹蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕。過程：銹

48、蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕。過程：“坑蝕坑蝕”、“環(huán)環(huán)蝕蝕”形形成銹蝕面、成銹蝕面、“暴筋暴筋”危 害 鋼筋銹蝕，體積膨脹，導(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，使保鋼筋銹蝕，體積膨脹，導(dǎo)致沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫，使保護(hù)層剝落，使鋼筋截面削弱，承載力降低，最終使結(jié)構(gòu)破壞或失護(hù)層剝落，使鋼筋截面削弱，承載力降低，最終使結(jié)構(gòu)破壞或失效。效。環(huán)境因素：周圍環(huán)境腐蝕性成分的含量環(huán)境因素：周圍環(huán)境腐蝕性成分的含量自身因素：密實度、保護(hù)層厚度、氯離子含量等自身因素：密實度、保護(hù)層厚度、氯離子含量等影響因素四、鋼筋的銹蝕四、鋼筋的銹蝕銹蝕 銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵問題之一。銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵問題之一。

49、鋼筋表面氧化膜被破壞形成鋼筋銹蝕的必要條件，含氧鋼筋表面氧化膜被破壞形成鋼筋銹蝕的必要條件，含氧水份侵入是鋼筋銹蝕的充分條件。水份侵入是鋼筋銹蝕的充分條件。 銹蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕。過程：銹蝕機(jī)理是電化學(xué)腐蝕。過程：“坑蝕坑蝕”、“環(huán)環(huán)蝕蝕”形形成銹蝕面、成銹蝕面、“暴筋暴筋”防止鋼筋銹蝕措施p降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的密實度降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的密實度p要有足夠的混凝土保護(hù)層厚度要有足夠的混凝土保護(hù)層厚度p嚴(yán)格控制氯離子含量嚴(yán)格控制氯離子含量p采用覆蓋層，防止采用覆蓋層，防止CO2、O2、CL的滲入。的滲入。五、耐久性設(shè)計五、耐久性設(shè)計1、耐久性設(shè)計的必要性“五倍定

50、律五倍定律”：設(shè)計時對鋼筋防護(hù)少花：設(shè)計時對鋼筋防護(hù)少花1元錢，出現(xiàn)問題時就需要花元錢，出現(xiàn)問題時就需要花5元錢補(bǔ)救。元錢補(bǔ)救。u1998年美國土木工程學(xué)會的一份材料估計，他們需要年美國土木工程學(xué)會的一份材料估計，他們需要1.3萬億美元來處理國內(nèi)基萬億美元來處理國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題，僅維修與更換橋面板就需礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問題，僅維修與更換橋面板就需800億美元；億美元；u加拿大蒙特利爾一座水電站由于耐久性問題需加拿大蒙特利爾一座水電站由于耐久性問題需15億加元修補(bǔ)維修；億加元修補(bǔ)維修；u湛江港建成后不到湛江港建成后不到20年就由于鋼筋銹蝕全面進(jìn)行大修；年就由于鋼筋銹蝕全面進(jìn)行大修；u19

51、80年建成的寧波北侖港年建成的寧波北侖港10萬噸級礦石碼頭，使用不到萬噸級礦石碼頭，使用不到10年上部結(jié)構(gòu)就因鋼筋年上部結(jié)構(gòu)就因鋼筋嚴(yán)重銹蝕而破損；嚴(yán)重銹蝕而破損；u我國第一座城市大型立交橋北京西直門立交橋我國第一座城市大型立交橋北京西直門立交橋1980年建成，年建成，19年后拆除重建；年后拆除重建；u濟(jì)南黃河公路大橋濟(jì)南黃河公路大橋1990年建成，年建成，10年后因吊桿損壞發(fā)生局部橋面坍塌；年后因吊桿損壞發(fā)生局部橋面坍塌；大量的工程實踐表明，耐久性問題不容忽視，否則后患無窮。大量的工程實踐表明，耐久性問題不容忽視，否則后患無窮。3、耐久性概念設(shè)計條 件條 件室內(nèi)正常環(huán)境a室內(nèi)潮濕環(huán)境：非嚴(yán)寒

52、和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境b嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境，與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境使用除冰鹽的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室外環(huán)境海水環(huán)境受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境四五注：嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范JGJ24的規(guī)定。二環(huán)境類別環(huán)境類別一三2、耐久性設(shè)計的目標(biāo) 我國我國混凝土結(jié)果設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)果設(shè)計規(guī)范規(guī)定的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計還不是規(guī)定的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計還不是定量設(shè)計，而是以混凝土定量設(shè)計，而是以混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別和和設(shè)計使用年限設(shè)計使用年限為依據(jù)的為依據(jù)的概念概念設(shè)計設(shè)計。 使

53、結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修就能達(dá)到設(shè)計使用年限。在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修就能達(dá)到設(shè)計使用年限。1T：混凝土完全碳化所需時間2T：鋼筋開始銹蝕至保護(hù)層沿鋼筋開裂所需時間T：結(jié)構(gòu)預(yù)期使用年限TTT21目標(biāo)：（1）結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別）結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別新規(guī)范中結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別（2）耐久性的基本要求）耐久性的基本要求最大水灰比最小水泥用量（kg/m3）最低混凝土強(qiáng)度等級最大氯離子含量(%)最大堿含量（kg/m3）0.65225C201.0不限制a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.00.50300C300.13.0三結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的

54、基本要求環(huán)境類別二一控制最大氯離子含量控制最大氯離子含量主要是為了避免游離的氯離子破壞鋼筋表面的氧化膜主要是為了避免游離的氯離子破壞鋼筋表面的氧化膜而促使鋼筋銹蝕，氯離子還會使混凝土的凍融破壞加劇。而促使鋼筋銹蝕，氯離子還會使混凝土的凍融破壞加劇?？刂茐A含量控制堿含量是為了防止堿骨料反應(yīng)造成混凝土破壞。堿骨料反應(yīng)是指水泥是為了防止堿骨料反應(yīng)造成混凝土破壞。堿骨料反應(yīng)是指水泥水化過程中釋放出來的堿與骨料中的堿活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一種在水化過程中釋放出來的堿與骨料中的堿活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一種在吸水后產(chǎn)生體積膨脹的混合物，從而使混凝土開裂。吸水后產(chǎn)生體積膨脹的混合物，從而使混凝土開裂。新規(guī)

55、范中結(jié)構(gòu)材料的耐久性基本要求（3）提高耐久性的對策）提高耐久性的對策把好規(guī)劃設(shè)計第一關(guān)：把好規(guī)劃設(shè)計第一關(guān)：隨著耐久性問題的突出及對耐久性認(rèn)識的提高，隨著耐久性問題的突出及對耐久性認(rèn)識的提高，許多國家的規(guī)范已增加了耐久性的條文，雖然有些條文屬于許多國家的規(guī)范已增加了耐久性的條文，雖然有些條文屬于“概念設(shè)概念設(shè)計計”，但畢竟有章可循，設(shè)計時要嚴(yán)格遵守；，但畢竟有章可循，設(shè)計時要嚴(yán)格遵守；把好材料關(guān)：把好材料關(guān)：材料是耐久性的基礎(chǔ)；材料是耐久性的基礎(chǔ)；優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計：優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計：優(yōu)化配合比設(shè)計對于混凝土耐久性影響很大。優(yōu)化配合比設(shè)計對于混凝土耐久性影響很大。優(yōu)化配合比設(shè)計不但要達(dá)到

56、混凝土的強(qiáng)度等級，還要保證混凝土的和優(yōu)化配合比設(shè)計不但要達(dá)到混凝土的強(qiáng)度等級，還要保證混凝土的和易性，特別是泵送混凝土要保證有很大的塌落度；易性，特別是泵送混凝土要保證有很大的塌落度；適當(dāng)增加保護(hù)層厚度：適當(dāng)增加保護(hù)層厚度：在環(huán)境較差的環(huán)境中，保護(hù)層厚度對耐久性的在環(huán)境較差的環(huán)境中，保護(hù)層厚度對耐久性的影響十分顯著；影響十分顯著；引氣劑的使用：引氣劑的使用：引氣劑可以降低混凝土的凍融破壞，提高抗凍性；引氣劑可以降低混凝土的凍融破壞，提高抗凍性；混凝土面層保護(hù)：混凝土面層保護(hù)：混凝土表面砌耐腐蝕性高的花崗巖、用水泥砂漿罩混凝土表面砌耐腐蝕性高的花崗巖、用水泥砂漿罩面、表面涂保護(hù)層；面、表面涂保護(hù)

57、層；環(huán)氧涂層鋼筋的使用：環(huán)氧涂層鋼筋的使用：環(huán)氧涂層具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和環(huán)氧涂層具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和不透水性，能夠阻止水、氧、氯離子等腐蝕介質(zhì)與鋼筋的接觸，避免不透水性，能夠阻止水、氧、氯離子等腐蝕介質(zhì)與鋼筋的接觸，避免生銹；生銹；鋼筋阻銹劑：鋼筋阻銹劑：鋼筋阻銹劑按化學(xué)成分分為有機(jī)型、無機(jī)型、混合型；鋼筋阻銹劑按化學(xué)成分分為有機(jī)型、無機(jī)型、混合型；按使用方法分為摻入型和滲透型；按使用方法分為摻入型和滲透型；陰極保護(hù)：陰極保護(hù)：陰極保護(hù)是常用的、有效的電化學(xué)保護(hù)方法，已有近百年陰極保護(hù)是常用的、有效的電化學(xué)保護(hù)方法，已有近百年的歷史，多用于常規(guī)水下、地下金屬結(jié)構(gòu)中。的歷史，多用于常規(guī)水下、地下金屬結(jié)構(gòu)中。正常使用極限狀態(tài)驗算時，荷載應(yīng)取正常使用極限狀態(tài)驗算時，荷載應(yīng)取 值，材料強(qiáng)度應(yīng)取值，材料強(qiáng)度應(yīng)取 值。值。 可以減小鋼筋混凝土受彎構(gòu)件裂縫寬度的措施為（可以減小鋼筋混凝土受彎構(gòu)件裂縫寬度的措施為（ ）。）。A增大鋼筋直徑增大鋼筋直徑 B提高混凝土強(qiáng)度等級提高混凝土強(qiáng)度等級C提高鋼筋強(qiáng)度等級提高鋼筋強(qiáng)度等級 D增加鋼筋用量增加鋼筋用量混凝土保護(hù)層的作用是混凝土保護(hù)層的作用是 和和 等。等。結(jié)構(gòu)的功能要求為：結(jié)構(gòu)的功能要求為： 。鋼筋混凝土梁在正常使用時，（鋼筋混凝土梁在正常使用時，（ ）。）。A