正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及耐久性設(shè)計(jì)ppt課件

1、p本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容最大裂痕寬度的驗(yàn)算最大裂痕寬度的驗(yàn)算 受彎構(gòu)件撓度的驗(yàn)算受彎構(gòu)件撓度的驗(yàn)算 構(gòu)造的耐久性構(gòu)造的耐久性 正常運(yùn)用極限形狀驗(yàn)算n目的：保證構(gòu)造的適用性和耐久性目的：保證構(gòu)造的適用性和耐久性n內(nèi)容：抗裂驗(yàn)算；內(nèi)容：抗裂驗(yàn)算；n 裂痕寬度驗(yàn)算；裂痕寬度驗(yàn)算；n 受彎構(gòu)件變形驗(yàn)算；受彎構(gòu)件變形驗(yàn)算；n 構(gòu)造耐久性設(shè)計(jì)。構(gòu)造耐久性設(shè)計(jì)。n可靠度水準(zhǔn)：目的可靠目的比承載才干極限形狀低?？煽慷人疁?zhǔn)：目的可靠目的比承載才干極限形狀低。n計(jì)算特點(diǎn)計(jì)算特點(diǎn)n 1荷載、資料強(qiáng)度均取規(guī)范值；荷載、資料強(qiáng)度均取規(guī)范值；n 2思索荷載效應(yīng)的長期組合；思索荷載效應(yīng)的長期組合；n 3裂痕寬度和變形驗(yàn)算

2、取第裂痕寬度和變形驗(yàn)算取第階段的應(yīng)力圖形。階段的應(yīng)力圖形。p 構(gòu)造的適用性構(gòu)造的適用性p 構(gòu)造的耐久性構(gòu)造的耐久性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能要求功能要求 安全性安全性 適用適用性性耐久性耐久性承載才干極限形狀承載才干極限形狀正常運(yùn)用極限形狀正常運(yùn)用極限形狀變形變形抗裂抗裂裂痕寬度裂痕寬度n 正常運(yùn)用極限形狀的設(shè)計(jì)特點(diǎn)正常運(yùn)用極限形狀的設(shè)計(jì)特點(diǎn)n 可靠目的可適當(dāng)降低可靠目的可適當(dāng)降低n 這種設(shè)計(jì)為驗(yàn)算而非計(jì)算這種設(shè)計(jì)為驗(yàn)算而非計(jì)算n 資料和荷載采用規(guī)范值或準(zhǔn)永久值資料和荷載采用規(guī)范值或準(zhǔn)永久值n 思索荷載的長期作用效應(yīng)思索荷載的長期作用效應(yīng)p 裂痕的分類裂痕的分類p 裂痕的成因裂痕的成因p 裂痕控

3、制目的和要求裂痕控制目的和要求9.2.1 裂痕的分類與成因 裂縫按成因分類裂縫按成因分類荷載作用引起的裂縫荷載作用引起的裂縫 溫度變化引起的裂縫溫度變化引起的裂縫 混凝土收縮引起的裂縫混凝土收縮引起的裂縫 鋼筋銹蝕引起的裂縫鋼筋銹蝕引起的裂縫 凍融循環(huán)作用等引起的裂縫凍融循環(huán)作用等引起的裂縫 堿骨料反應(yīng)引起的裂縫堿骨料反應(yīng)引起的裂縫 荷載引起荷載引起變形引起變形引起9.2.2 裂痕控制目的和要求n 裂痕控制的目的裂痕控制的目的p 運(yùn)用功能的要求運(yùn)用功能的要求p 建筑外觀的要求建筑外觀的要求p 耐久性的要求耐久性的要求n 對荷載作用下正截面裂痕的控制要求對荷載作用下正截面裂痕的控制要求p 一級一

4、級: 嚴(yán)厲要求不出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件嚴(yán)厲要求不出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件p按荷載規(guī)范組合計(jì)算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力按荷載規(guī)范組合計(jì)算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力p 二級二級: 普通要求不出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件普通要求不出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件p按荷載規(guī)范組合時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗按荷載規(guī)范組合時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度規(guī)范值；拉強(qiáng)度規(guī)范值；p 三級三級: 允許出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂痕的構(gòu)件p 對鋼筋混凝土構(gòu)件，按荷載準(zhǔn)永久組合并思索長期作用影響計(jì)算時，對鋼筋混凝土構(gòu)件，按荷載準(zhǔn)永久組合并思索長期作用影響計(jì)算時，構(gòu)件的最大裂痕寬度不應(yīng)超越規(guī)定的最大裂痕寬

5、度限值。構(gòu)件的最大裂痕寬度不應(yīng)超越規(guī)定的最大裂痕寬度限值。p 對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按荷載規(guī)范組合并思索長期作用影響計(jì)算時，對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按荷載規(guī)范組合并思索長期作用影響計(jì)算時，構(gòu)件的最大裂痕寬度不應(yīng)超越規(guī)定的最大裂痕寬度限值。構(gòu)件的最大裂痕寬度不應(yīng)超越規(guī)定的最大裂痕寬度限值。p 平均裂痕間距的計(jì)算平均裂痕間距的計(jì)算p 平均裂痕寬度的計(jì)算平均裂痕寬度的計(jì)算p 最大裂痕寬度的計(jì)算最大裂痕寬度的計(jì)算n 裂痕寬度計(jì)算方式裂痕寬度計(jì)算方式裂縫寬度計(jì)算模式裂縫寬度計(jì)算模式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式粘結(jié)滑移理論粘結(jié)滑移理論 無滑移理論無滑移理論 前兩種理論的結(jié)

6、合前兩種理論的結(jié)合 n 我國我國 提出的裂痕寬度計(jì)算公式主要以提出的裂痕寬度計(jì)算公式主要以粘結(jié)滑移實(shí)際為根底，同時也思索了混凝土維護(hù)層厚度及鋼粘結(jié)滑移實(shí)際為根底，同時也思索了混凝土維護(hù)層厚度及鋼筋約束區(qū)的影響。筋約束區(qū)的影響。9.3.1 裂痕的出現(xiàn)、分布和開展過程n 受彎構(gòu)件純彎段的垂直裂痕開展過程受彎構(gòu)件純彎段的垂直裂痕開展過程McrMcrscssMcrMcrscssaaccbbt tll2lftkss1p 裂痕即將出現(xiàn)裂痕即將出現(xiàn)aaccp 第一批裂痕出現(xiàn)與傳送長度第一批裂痕出現(xiàn)與傳送長度 l lss2aaccMcrscssbbt tlablbcMcrssmp 第二批裂痕出現(xiàn)與裂痕開展過程

7、第二批裂痕出現(xiàn)與裂痕開展過程9.3.1 裂痕的出現(xiàn)、分布和開展過程n裂痕出現(xiàn)前、后應(yīng)力圖形的變化。在裂痕截面，混凝土應(yīng)力裂痕出現(xiàn)前、后應(yīng)力圖形的變化。在裂痕截面，混凝土應(yīng)力為零，鋼筋應(yīng)力最大；分開裂痕截面，混凝土應(yīng)力增大，鋼為零，鋼筋應(yīng)力最大；分開裂痕截面，混凝土應(yīng)力增大，鋼筋應(yīng)力減小。筋應(yīng)力減小。n粘結(jié)應(yīng)力分布。粘結(jié)應(yīng)力分布。n實(shí)際上的最小裂痕間距為實(shí)際上的最小裂痕間距為 ，最大裂痕間距為，最大裂痕間距為 ，平均裂痕間距為，平均裂痕間距為,mincrl,max,min2crcrll,min1.5mcrll9.3.2 9.3.2 平均裂痕寬度計(jì)算公式平均裂痕寬度計(jì)算公式n緣由：裂痕寬度是由于鋼

8、筋與混凝土間出現(xiàn)相對滑移，引起緣由：裂痕寬度是由于鋼筋與混凝土間出現(xiàn)相對滑移，引起混凝土回縮而產(chǎn)生的。混凝土回縮而產(chǎn)生的。n按粘結(jié)滑移實(shí)際，平均裂痕寬度是指縱向受拉鋼筋重心程度按粘結(jié)滑移實(shí)際，平均裂痕寬度是指縱向受拉鋼筋重心程度處構(gòu)件側(cè)外表的裂痕寬度；處構(gòu)件側(cè)外表的裂痕寬度；n平均裂痕寬度可由兩條相鄰裂痕之間鋼筋的平均伸長值與相平均裂痕寬度可由兩條相鄰裂痕之間鋼筋的平均伸長值與相應(yīng)程度處受拉混凝土的平均伸長值之差求得。應(yīng)程度處受拉混凝土的平均伸長值之差求得。cmmsm mcm msmmsm1wlllsksmsksEskmcmswlE MKMKlm+ lmecmlm+ lmesm9.3.3 平均

9、裂痕間距n 平均裂痕間距的規(guī)律性平均裂痕間距的規(guī)律性p由于資料的不均勻性以及截面尺寸的偏向等要素影響，實(shí)踐構(gòu)件中的裂由于資料的不均勻性以及截面尺寸的偏向等要素影響，實(shí)踐構(gòu)件中的裂痕間距和裂痕寬度均為隨機(jī)變量，裂痕的分布也是不均勻的。但對大量痕間距和裂痕寬度均為隨機(jī)變量，裂痕的分布也是不均勻的。但對大量實(shí)驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析闡明，從平均的觀念來看，平均裂痕間距和平均裂實(shí)驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析闡明，從平均的觀念來看，平均裂痕間距和平均裂痕寬度是有規(guī)律性的。痕寬度是有規(guī)律性的。p第一條批裂痕出現(xiàn)后，鋼筋經(jīng)過粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳送給混凝土，第一條批裂痕出現(xiàn)后，鋼筋經(jīng)過粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳送給混凝土，經(jīng)過一定的長

10、度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)第二條批經(jīng)過一定的長度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)第二條批裂痕，這一傳送長度為實(shí)際上的臨界裂痕間裂痕，這一傳送長度為實(shí)際上的臨界裂痕間 lcr,min lcr,min，或稱最小傳送長，或稱最小傳送長度。度。p 最大傳送長度最大傳送長度 lcr,max = lcr,max = 2lcr,min2lcr,minp 平均裂痕間距大約為平均裂痕間距大約為 lm= lm= 1.5lcr,min1.5lcr,min9.3.3 平均裂痕間距n 平均裂痕間距的求解平均裂痕間距的求解McrMcrlmab1A1A1A1Atmtm11ssss ammuAAlttmx

11、tmxtmtm1 01crsshAM裂痕截面裂痕截面a aMcr10101A1A即將開裂截面即將開裂截面b bMcr1A1A20203030201csrs actMAhM0ctmmMlu ht即將出現(xiàn)裂痕截面混即將出現(xiàn)裂痕截面混凝土所能接受的彎矩凝土所能接受的彎矩 9.3.3 平均裂痕間距n 平均裂痕間距的求解平均裂痕間距的求解pMct的計(jì)算方法的計(jì)算方法bhfb hffh bfftkcrcr33 0.5h3ctktetfMhA 為了簡化計(jì)為了簡化計(jì)算，對于矩形、算，對于矩形、T T形和形和I I形截面，近形截面，近似假定截面中和似假定截面中和軸高度軸高度x=0.5h;x=0.5h; 同 時

12、，同 時 ，還假定截面受拉還假定截面受拉區(qū)混凝土應(yīng)力為區(qū)混凝土應(yīng)力為均勻分布，其值均勻分布，其值等于等于ftkftk。 Ate為有效受為有效受拉混凝土截面面拉混凝土截面面積積 0.5teffAbhbbh9.3.3 平均裂痕間距n 平均裂痕間距的求解平均裂痕間距的求解3tktectA fhM30tetkmmA fhlu ht0ctmmMlu ht30tkstemsfhAAhuAt304tkmmtefhdlhtrconst. const.testeAAr縱向受拉鋼筋相縱向受拉鋼筋相對粘結(jié)特征系數(shù)對粘結(jié)特征系數(shù) 閱歷系數(shù)閱歷系數(shù) p 上式闡明，按照粘結(jié)滑移上式闡明，按照粘結(jié)滑移實(shí)際推導(dǎo)出的平均裂痕間

13、距實(shí)際推導(dǎo)出的平均裂痕間距 lmlm與混凝土強(qiáng)度無關(guān)，而與與混凝土強(qiáng)度無關(guān)，而與 d/rte d/rte 成線性關(guān)系。這與實(shí)成線性關(guān)系。這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能很好的符合，應(yīng)驗(yàn)結(jié)果不能很好的符合，應(yīng)予以作如下修正。予以作如下修正。1mtedlkrp9.3.3 平均裂痕間距n 平均裂痕間距的修正平均裂痕間距的修正1mtedlkrp公式的缺乏公式的缺乏p裂痕間距與混凝土的維護(hù)層厚度裂痕間距與混凝土的維護(hù)層厚度 c c 有關(guān)有關(guān), ,實(shí)驗(yàn)闡明，平均裂痕間距實(shí)驗(yàn)闡明，平均裂痕間距 lm lm與混凝土維護(hù)層厚度與混凝土維護(hù)層厚度 c c 大致呈線性關(guān)系。大致呈線性關(guān)系。p當(dāng)鋼筋配置很多時，雖然鋼筋與混凝土間的粘

14、結(jié)作用因鋼筋間距減小當(dāng)鋼筋配置很多時，雖然鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用因鋼筋間距減小而降低很多，但并不完全消逝。因此，平均裂痕間距的計(jì)算公式應(yīng)思而降低很多，但并不完全消逝。因此，平均裂痕間距的計(jì)算公式應(yīng)思索混凝土維護(hù)層厚度和鋼筋有效約束區(qū)的影響。索混凝土維護(hù)層厚度和鋼筋有效約束區(qū)的影響。p上式假定裂痕兩側(cè)混凝土產(chǎn)生平行的回縮，構(gòu)件上式假定裂痕兩側(cè)混凝土產(chǎn)生平行的回縮，構(gòu)件外表與鋼筋處的裂痕寬度一樣，與實(shí)踐不符。外表與鋼筋處的裂痕寬度一樣，與實(shí)踐不符。p當(dāng)當(dāng) d/rte d/rte趨近于零時，平均裂痕間距將趨近趨近于零時，平均裂痕間距將趨近于于, ,這也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符。這也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符。p修正的緣

15、由修正的緣由9.3.3 平均裂痕間距n鋼筋對混凝土的回縮起約束作用。離鋼筋越遠(yuǎn)，約束作用越鋼筋對混凝土的回縮起約束作用。離鋼筋越遠(yuǎn)，約束作用越小，將構(gòu)件外表混凝土拉應(yīng)力提高到抗拉強(qiáng)度所需求的間隔小，將構(gòu)件外表混凝土拉應(yīng)力提高到抗拉強(qiáng)度所需求的間隔越大。越大。m21tedlk ckr9.3.3平均裂痕間距n 平均裂痕間距的修正平均裂痕間距的修正p修正的方法修正的方法mte1.90.08dlcrmte1.90.08eqdlcr2eqiiiiinddnd mte(1.90.08)eqdlcrn受拉縱筋直徑一樣時受拉縱筋直徑一樣時n受拉縱筋直徑不同時受拉縱筋直徑不同時按照粘結(jié)力等效原按照粘結(jié)力等效原那

16、么確定的等效直徑那么確定的等效直徑 縱向鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)，對帶縱向鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)，對帶肋鋼筋，取肋鋼筋，取1.01.0；對光面鋼筋，取；對光面鋼筋，取0.70.7n平均裂痕間距計(jì)算公式的普通平均裂痕間距計(jì)算公式的普通方式方式思索構(gòu)件受力特征的系數(shù)思索構(gòu)件受力特征的系數(shù)，對軸心受拉構(gòu)件，取，對軸心受拉構(gòu)件，取1.11.1；對其他構(gòu)件均??；對其他構(gòu)件均取1.01.0。 9.3.3 平均裂痕寬度n 平均裂痕間距的修正平均裂痕間距的修正MKMKlmwm/2lm+ lmecmlm+ lmesmp平均裂痕寬度是指縱向受拉鋼筋重心程平均裂痕寬度是指縱向受拉鋼筋重心程度處的構(gòu)件側(cè)外表的裂痕寬度；

17、度處的構(gòu)件側(cè)外表的裂痕寬度；p平均裂痕寬度可由兩條相鄰裂痕之間鋼平均裂痕寬度可由兩條相鄰裂痕之間鋼筋的平均伸長值與相應(yīng)程度處受拉混凝筋的平均伸長值與相應(yīng)程度處受拉混凝土的平均伸長值之差求得。土的平均伸長值之差求得。cmmmmsmsmmcmsm1wlllcmsm1c ssksksmEcmmskswlE nkk為按荷載效應(yīng)規(guī)范組合為按荷載效應(yīng)規(guī)范組合計(jì)算的構(gòu)件裂計(jì)算的構(gòu)件裂 縫截面處縱縫截面處縱向受拉鋼筋應(yīng)力向受拉鋼筋應(yīng)力nc c 為裂痕間縱向受拉鋼筋應(yīng)為裂痕間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)變不均勻系數(shù)nc c 為思索裂痕間混凝土本為思索裂痕間混凝土本身伸長對裂痕寬度的影響系身伸長對裂痕寬度的影響系數(shù)

18、數(shù)9.3.3 平均裂痕寬度n 裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力ssksskp受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件k ksskAsC00h00kskhAMsk00.87sMA hp軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件ksksNA NkNksskAsp在荷載效應(yīng)規(guī)范組協(xié)作用下，構(gòu)件裂痕截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)力，可在荷載效應(yīng)規(guī)范組協(xié)作用下，構(gòu)件裂痕截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)力，可根據(jù)正常運(yùn)用階段軸心受拉、受彎、偏心受拉以及偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)力根據(jù)正常運(yùn)用階段軸心受拉、受彎、偏心受拉以及偏心受壓構(gòu)件的應(yīng)力形狀，按裂痕截面處的平衡條件求得。形狀，按裂痕截面處的平衡條件求得。9.3.3 平均裂痕寬度n 裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力裂痕截面處的

19、鋼筋應(yīng)力ssksskp偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件00shha 假設(shè)近似采用大偏心受拉構(gòu)件的截面內(nèi)力臂長度假設(shè)近似采用大偏心受拉構(gòu)件的截面內(nèi)力臂長度那么大、小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算公式可一致表達(dá)為那么大、小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算公式可一致表達(dá)為NkNksskAsyce0e00h0sa大偏拉大偏拉sskAsNkNkyce0eh0sasksA sa小偏拉小偏拉)(s0skskahAeN9.3.4 平均裂痕寬度n 裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力ssksskp偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件NkNksskAs00ysezssA CcCsksk)(AzzeN20f000.870.12(1)0.87hzhhe )(

20、s0syee2000s)/(/400011hlhe0fffbb hbhn是指運(yùn)用階段的軸向壓力偏心是指運(yùn)用階段的軸向壓力偏心距增大系數(shù)距增大系數(shù)n f f是受壓翼緣截面面積與腹板有是受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值效截面面積的比值9.3.4 平均裂痕寬度n 縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)c c pc 也稱裂痕間混凝土參與任務(wù)也稱裂痕間混凝土參與任務(wù)系數(shù)系數(shù)lmctctctmctm1122MkMkmmsmsmsksk12smsSs 221sskSp由由2-22-2截面的平衡條件可得截面的平衡條件可得22 0kssctMAhM kcts2s2 0MMAhct1k(1)

21、MSM)1 ( 1 . 1kctMM9.3.4 平均裂痕寬度n 縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)c c )1 ( 1 . 1kctMM21sskSkcts2s2 0MMAh0kskhAMskctct11kk(1)MMMSSMMsktetk65. 01 . 1rfp 思索到混凝土質(zhì)量的不均勻性思索到混凝土質(zhì)量的不均勻性和收縮等要素，裂痕間混凝土和收縮等要素，裂痕間混凝土參與受拉的程度能夠沒有計(jì)算參與受拉的程度能夠沒有計(jì)算的那么大，為平安計(jì)起見，的那么大，為平安計(jì)起見，c 取其最低值為取其最低值為0.4；p 對直接接受動力荷載的構(gòu)件，對直接接受動力荷載的構(gòu)件，思索到應(yīng)力的反復(fù)變

22、化能夠會思索到應(yīng)力的反復(fù)變化能夠會導(dǎo)致裂痕間受拉混凝土更多地導(dǎo)致裂痕間受拉混凝土更多地退出任務(wù)，那么不應(yīng)思索受拉退出任務(wù)，那么不應(yīng)思索受拉混凝土參與任務(wù)?；炷羺⑴c任務(wù)。p規(guī)定，規(guī)定， c 1.0時，取時，取1.0；對直接接受反復(fù)荷載的構(gòu)；對直接接受反復(fù)荷載的構(gòu)件，取件，取c =1.0。9.3.4 平均裂痕寬度n 裂痕間混凝土本身伸長對裂痕寬度的影響系數(shù)裂痕間混凝土本身伸長對裂痕寬度的影響系數(shù)acp ac可由實(shí)驗(yàn)資料確可由實(shí)驗(yàn)資料確定定mscsk mw Elp實(shí)驗(yàn)研討闡明，系數(shù)實(shí)驗(yàn)研討闡明，系數(shù)ac與配筋率、截面外形和混凝土維護(hù)層厚度等要素與配筋率、截面外形和混凝土維護(hù)層厚度等要素有關(guān)，但變化

23、幅度不大。為簡化計(jì)算，對受彎、軸心受拉、偏心受力等有關(guān)，但變化幅度不大。為簡化計(jì)算，對受彎、軸心受拉、偏心受力等構(gòu)件，均可近似取構(gòu)件，均可近似取ac 0.85。mte(1.90.08)eqdlcrsktetk65. 01 . 1rf0kskhAMsksksNA )(s0skskahAeNsksk)(AzzeN0.020.040.060.080.100.1201.02.03.0iimw wtf(x)9.3.5 最大裂痕寬度n 最大裂痕寬度普通是由平均裂痕寬度乘以擴(kuò)展系數(shù)得到最大裂痕寬度普通是由平均裂痕寬度乘以擴(kuò)展系數(shù)得到n 擴(kuò)展系數(shù)值擴(kuò)展系數(shù)值 t 應(yīng)思索的兩個方面應(yīng)思索的兩個方面p荷載效應(yīng)規(guī)范

24、組協(xié)作用下的最大裂痕寬度荷載效應(yīng)規(guī)范組協(xié)作用下的最大裂痕寬度n擴(kuò)展系數(shù)值擴(kuò)展系數(shù)值 ts 分布根本符分布根本符合正態(tài)分布合正態(tài)分布max1 1.645mwwn n對于軸心受拉和偏心受拉對于軸心受拉和偏心受拉構(gòu)件，可求得裂痕擴(kuò)展系構(gòu)件，可求得裂痕擴(kuò)展系數(shù)系數(shù)值數(shù)系數(shù)值 ts =1.90 n對受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)對受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件，可求得裂痕擴(kuò)展系數(shù)件，可求得裂痕擴(kuò)展系數(shù)系數(shù)值系數(shù)值 ts =1.66 9.3.5 最大裂痕寬度擴(kuò)展系數(shù)值擴(kuò)展系數(shù)值t 應(yīng)思索的兩個方面應(yīng)思索的兩個方面p思索荷載長期作用等要素影響的最大裂痕寬度思索荷載長期作用等要素影響的最大裂痕寬度n 在荷載長期作用下，由于混凝

25、土的徐變，使得在荷載長期作用下，由于混凝土的徐變，使得 c 值增大，從而使裂值增大，從而使裂n 縫寬度隨時間而增大?？p寬度隨時間而增大。n 混凝土收縮，使裂痕間混凝土長度縮短，會引起裂痕寬度的增大?；炷潦湛s，使裂痕間混凝土長度縮短，會引起裂痕寬度的增大。n 荷載長期作用下的最大裂痕寬度可由短期荷載作用下的最大裂痕寬荷載長期作用下的最大裂痕寬度可由短期荷載作用下的最大裂痕寬n 度乘以裂痕擴(kuò)展系數(shù)度乘以裂痕擴(kuò)展系數(shù)t ln 思索裂痕擴(kuò)展系數(shù)后，荷載長期作用下的最大裂痕寬度思索裂痕擴(kuò)展系數(shù)后，荷載長期作用下的最大裂痕寬度max0.85sslmslmswwlEt tt tn 規(guī)定的最大裂痕寬度計(jì)算方

26、法規(guī)定的最大裂痕寬度計(jì)算方法eqsmaxcrsste(1.90.08)dwcE r9.3.5 最大裂痕寬度n計(jì)算公式計(jì)算公式n式中：鋼筋應(yīng)力式中：鋼筋應(yīng)力對對RC構(gòu)件，按準(zhǔn)永久組構(gòu)件，按準(zhǔn)永久組合計(jì)算；合計(jì)算；n 對對PC構(gòu)件，按構(gòu)件，按規(guī)范組合計(jì)算。規(guī)范組合計(jì)算。eqsmaxcrsste1.90.08dwcE r9.3.6 影響裂痕寬度的主要要素影響裂痕寬度的主要要素影響裂痕寬度的主要要素p 縱向受拉鋼筋的應(yīng)力縱向受拉鋼筋的應(yīng)力sskp 縱筋直徑縱筋直徑dp 縱向受拉鋼筋外表外形縱向受拉鋼筋外表外形p 縱向受拉鋼筋配筋率縱向受拉鋼筋配筋率rtep 混凝土維護(hù)層厚度混凝土維護(hù)層厚度cp 荷載性

27、質(zhì)荷載性質(zhì)p 構(gòu)件受力性質(zhì)構(gòu)件受力性質(zhì) p 混凝土強(qiáng)度等級對裂痕寬度的影響不大混凝土強(qiáng)度等級對裂痕寬度的影響不大 p 短期剛度的建立短期剛度的建立p 受彎構(gòu)件的剛度受彎構(gòu)件的剛度p 最小剛度原那么最小剛度原那么受彎構(gòu)件變形計(jì)算提要變形計(jì)算公式仍采用資料力學(xué)或構(gòu)造力學(xué)公式構(gòu)件截面剛度及構(gòu)件剛度需思索鋼筋混凝土的特點(diǎn)構(gòu)件截面剛度公式建立方法 基于平截面假定，建立平均應(yīng)變與平均曲率之間的幾何關(guān)系； 裂痕截面內(nèi)力與應(yīng)力之間的平衡關(guān)系； 裂痕截面應(yīng)力與平均應(yīng)變之間的物理關(guān)系。構(gòu)件剛度：采用最小剛度9.4.1 變形控制的目的和要求對受彎構(gòu)件進(jìn)展變形控制的主要目的對受彎構(gòu)件進(jìn)展變形控制的主要目的p 保證構(gòu)造

28、的運(yùn)用功能要求保證構(gòu)造的運(yùn)用功能要求p 防止非構(gòu)造構(gòu)件的損壞防止非構(gòu)造構(gòu)件的損壞p 滿足外觀和運(yùn)用者的心思要求滿足外觀和運(yùn)用者的心思要求p 防止對其他構(gòu)造構(gòu)件的不利影響防止對其他構(gòu)造構(gòu)件的不利影響n 對于變形控制主要限于受彎構(gòu)件撓度，使變形的計(jì)算值不超越對于變形控制主要限于受彎構(gòu)件撓度，使變形的計(jì)算值不超越允許的限值，即允許的限值，即 f flim構(gòu)構(gòu) 件件 類類 型型撓撓 度度 限限 值值 吊車梁：手動吊車吊車梁：手動吊車 電動吊車電動吊車l0 / 500l0 / 600 屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件：屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件： 當(dāng)當(dāng) l09m 時時l0 / 200（l0 / 250）l0 / 250（

29、l0 / 300）l0 / 300（l0 / 400）9.4.2 混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)混凝土受彎構(gòu)件變形計(jì)算的特點(diǎn)n 鋼筋砼梁的截面彎曲剛度隨彎矩的變化特點(diǎn)鋼筋砼梁的截面彎曲剛度隨彎矩的變化特點(diǎn)EI(B)OMEIBOMuMyM2McrMM1fufyf2f1af階段階段階段階段階段階段p EI是梁的截面彎曲剛度，是度量截面抵抗彎曲變形才干的重要目的；是梁的截面彎曲剛度，是度量截面抵抗彎曲變形才干的重要目的；p 對勻質(zhì)彈性資料梁，對勻質(zhì)彈性資料梁，M-f 或或 M-f 一直堅(jiān)持不變的線性關(guān)系；一直堅(jiān)持不變的線性關(guān)系；p 對于非勻質(zhì)的混凝土資料，為區(qū)別于彈性彎曲剛

30、度對于非勻質(zhì)的混凝土資料，為區(qū)別于彈性彎曲剛度EI，用符號，用符號 Bs 來表來表示截面彎曲剛度示截面彎曲剛度 。9.4.3 短期剛度Bs的建立鋼筋和混凝土的應(yīng)變分布特征鋼筋和混凝土的應(yīng)變分布特征p 鋼筋應(yīng)變鋼筋應(yīng)變es和受壓邊和受壓邊緣混凝土的應(yīng)變緣混凝土的應(yīng)變es沿構(gòu)沿構(gòu)件軸線方向?yàn)榉蔷鶆蚣S線方向?yàn)榉蔷鶆蚍植?，分布?呈波浪形變化；呈波浪形變化；p 截面的中和軸高度截面的中和軸高度 xc 和曲率和曲率 f 沿構(gòu)件軸線沿構(gòu)件軸線方向也呈波浪形變化；方向也呈波浪形變化；p 因此，截面彎曲剛度因此，截面彎曲剛度沿構(gòu)件軸線方向也是沿構(gòu)件軸線方向也是變化的。變化的。MkcmcmccrMkh0f 1

31、/rf 1/rmmsmsccmc9.4.3 短期剛度Bs的建立n Bs的推導(dǎo)過程的推導(dǎo)過程p幾何關(guān)系幾何關(guān)系1mmddrxfmnmndqdxmmnndqcsm2m1y ddxxy dddqy1y2h0dqsmcm12dyydxsmcmsmcm120ddxyyhsmcm0mhfrm9.4.3 短期剛度Bs的建立n Bs的推導(dǎo)過程的推導(dǎo)過程p物理關(guān)系物理關(guān)系 c cccc lEccc lEcclEclEcEc 鋼鋼筋筋的的本本構(gòu)構(gòu)關(guān)關(guān)系系 混混凝凝土土的的本本構(gòu)構(gòu)關(guān)關(guān)系系n 構(gòu)件的受力形狀處于第構(gòu)件的受力形狀處于第階段階段n 鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性n 混凝土的受壓應(yīng)

32、力混凝土的受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)應(yīng)變關(guān)系應(yīng)n 思索其彈塑性，采用變形模量思索其彈塑性，采用變形模量ccEEln 鋼筋和混凝土的物理關(guān)系可分鋼筋和混凝土的物理關(guān)系可分n 別表示為別表示為sssEcccccEEl E E 9.4.3 短期剛度Bs的建立p平衡關(guān)系平衡關(guān)系n Bs的推導(dǎo)過程的推導(dǎo)過程00z 0z 0AAMkccCwcwcn T形截面壓應(yīng)力合力為形截面壓應(yīng)力合力為ck0ck0fffDbhbb hbhwxxw壓應(yīng)力圖形豐滿程度系數(shù)壓應(yīng)力圖形豐滿程度系數(shù) 受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù) n 由平衡條件可得由平衡條件可得ck20kfMbhw xsk0ksMAhn 鋼筋和受壓邊緣混凝土的平

33、均應(yīng)變?yōu)殇摻詈褪軌哼吘壔炷恋钠骄鶓?yīng)變?yōu)閏kkkcmcc22f00c0cc()ccMMEbh Ebh E w x llz skksmssss0MEE Ah受壓區(qū)邊緣混凝土受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)平均應(yīng)變綜合系數(shù) 9.4.3 短期剛度Bs的建立p n Bs的推導(dǎo)過程的推導(dǎo)過程smcm0mhfksmss0kcm20cME AhMbh Ez2000kksscmMME Ahbh Ehzf230011ksscME Ahbh Ez202300111ksssmssEcME AhBE Ahbh Efz rzn aE 為鋼筋與混凝土的彈性模量比為鋼筋與混凝土的彈性模量比EscEEn r 為縱向受拉鋼筋的

34、配筋率為縱向受拉鋼筋的配筋率n c 為鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)0sA bhrsktetk65. 01 . 1rf9.4.4 參數(shù)z和h確實(shí)定n 開裂截面的內(nèi)力臂系數(shù)開裂截面的內(nèi)力臂系數(shù) hp 我國我國為簡化計(jì)算，取為簡化計(jì)算，取 h = 0.87n 受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù) zp z 可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果由下式直接求得可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果由下式直接求得kcm20cMbh Ezp實(shí)驗(yàn)分析闡明，實(shí)驗(yàn)分析闡明，z z 取值可不思索荷載的影響，由下式直接求得取值可不思索荷載的影響，由下式直接求得fEE5 . 3162 . 0rzrn 短期剛度短期剛度Bs的計(jì)算

35、公式的計(jì)算公式fE20sss5 . 3162 . 015. 1rhAEB短期剛度Bs的建立n物理意義物理意義n 分母第一項(xiàng)表示受拉區(qū)混凝土受力對剛度的分母第一項(xiàng)表示受拉區(qū)混凝土受力對剛度的影響，故稱為拉區(qū)剛度；影響，故稱為拉區(qū)剛度；n 分母第二項(xiàng)表示受壓區(qū)混凝土變形對剛度的分母第二項(xiàng)表示受壓區(qū)混凝土變形對剛度的影響，故稱為壓區(qū)剛度。影響，故稱為壓區(qū)剛度。nRC構(gòu)件截面剛度與該截面處的彎矩有關(guān)，彎矩大，構(gòu)件截面剛度與該截面處的彎矩有關(guān)，彎矩大，剛度小。剛度小。n最主要的影響要素：構(gòu)件截面高度最主要的影響要素：構(gòu)件截面高度202300111ksssmssEcME AhBE Ahbh Efz rzf

36、E20sss5 . 3162 . 015. 1rhAEB9.4.5 受彎構(gòu)件的剛度Bn 荷載長期作用下影響撓度增長的要素荷載長期作用下影響撓度增長的要素p由于受壓區(qū)混凝土的徐變，壓應(yīng)變將隨時間而增長；由于受壓區(qū)混凝土的徐變，壓應(yīng)變將隨時間而增長；p由于裂痕間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋之間滑移徐變，由于裂痕間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋之間滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出任務(wù)，因此受拉鋼筋平均應(yīng)變將隨時間而增大。使受拉混凝土不斷退出任務(wù)，因此受拉鋼筋平均應(yīng)變將隨時間而增大。n 受彎構(gòu)件長期撓度的計(jì)算方法受彎構(gòu)件長期撓度的計(jì)算方法p第一類為用不同方式和在不同程度上思索混凝土徐變和收

37、縮以計(jì)算荷第一類為用不同方式和在不同程度上思索混凝土徐變和收縮以計(jì)算荷載長期作用下的剛度；載長期作用下的剛度；p第二類為根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定撓度的增大系數(shù)來計(jì)算構(gòu)件的長期剛度；第二類為根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定撓度的增大系數(shù)來計(jì)算構(gòu)件的長期剛度；p我國我國采用第二類方法。采用第二類方法。n 撓度的增大系數(shù)撓度的增大系數(shù) q 的定義的定義lsff9.4.5 受彎構(gòu)件的剛度Bn 撓度的增大系數(shù)撓度的增大系數(shù) q 確實(shí)定確實(shí)定p撓度增大系數(shù)值根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定撓度增大系數(shù)值根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定p對于單筋矩形、對于單筋矩形、T形和形和I形截面梁，可取形截面梁，可取 q = 2.0；p對于普通情況下的矩形、對于普通情況下的

38、矩形、T形和形和I形截面雙筋梁，可取形截面雙筋梁，可取 q = 2.0 - 0.4r / r 。徐變是降低構(gòu)件剛度的主要要素，受壓鋼筋可減小混凝土徐變。徐變是降低構(gòu)件剛度的主要要素，受壓鋼筋可減小混凝土徐變p規(guī)定，對翼緣在受拉區(qū)的倒規(guī)定，對翼緣在受拉區(qū)的倒T形截面梁，形截面梁，q 值應(yīng)值應(yīng)增大增大20%。n 矩形、矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按荷載的規(guī)范組合并形截面預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件按荷載的規(guī)范組合并思索荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式思索荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式skqk) 1(BMMMBn矩形、矩形、T形、倒形、倒T形和形和I形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按荷載

39、的準(zhǔn)永久組合并思形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按荷載的準(zhǔn)永久組合并思索荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式：索荷載長期作用影響的剛度計(jì)算公式：s/BB9.4.5 受彎構(gòu)件的剛度Bn 對剛度計(jì)算公式的了解對剛度計(jì)算公式的了解p全部荷載作用下構(gòu)件的總撓度全部荷載作用下構(gòu)件的總撓度 f 是短期撓度是短期撓度 fs 與長期撓度與長期撓度 fs 之和；之和；p全部荷載應(yīng)按荷載的規(guī)范組合值確定，長期荷載應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組全部荷載應(yīng)按荷載的規(guī)范組合值確定，長期荷載應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組合值確定，那么短期荷載即為荷載的規(guī)范組合值與荷載的準(zhǔn)永久組合合值確定，那么短期荷載即為荷載的規(guī)范組合值與荷載的準(zhǔn)永久組合值之差；值之差；p

40、Mk = (Mk - Mq) + Mq，(Mk - Mq)相當(dāng)于短期荷載產(chǎn)生的彎矩，相當(dāng)于短期荷載產(chǎn)生的彎矩，Mq相當(dāng)于長期荷載產(chǎn)生的彎矩；相當(dāng)于長期荷載產(chǎn)生的彎矩；p 短期撓度不用增大，有短期撓度不用增大，有p故有故有2kq0s202q 0s()kM lBMllMBBM lsfffskqk) 1(BMMMB9.4.6 最小剛度原那么與撓度計(jì)算n 規(guī)定：在等截面構(gòu)件中，可假定各同規(guī)定：在等截面構(gòu)件中，可假定各同號彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等，并取用該區(qū)段內(nèi)最大彎矩處的剛號彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等，并取用該區(qū)段內(nèi)最大彎矩處的剛度。即采用各同號彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩度。即采用各同號彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩Mmax處的最

41、小截面處的最小截面剛度剛度Bmin作為該區(qū)段的剛度作為該區(qū)段的剛度B按等剛度梁來計(jì)算構(gòu)件的撓度，按等剛度梁來計(jì)算構(gòu)件的撓度，這就是受彎構(gòu)件撓度計(jì)算中的最小剛度原那么。這就是受彎構(gòu)件撓度計(jì)算中的最小剛度原那么。n 簡支梁與延續(xù)梁的最小剛度截面取法簡支梁與延續(xù)梁的最小剛度截面取法n 簡支梁：取全跨內(nèi)彎矩最大處的截面剛度，作為全梁的剛簡支梁：取全跨內(nèi)彎矩最大處的截面剛度，作為全梁的剛度。度。n 延續(xù)梁：假定同號彎矩區(qū)段內(nèi)的高度相等，取該段內(nèi)最大彎延續(xù)梁：假定同號彎矩區(qū)段內(nèi)的高度相等，取該段內(nèi)最大彎矩處的剛度。矩處的剛度。n 在撓度計(jì)算中采用最小剛度原那么的可行性在撓度計(jì)算中采用最小剛度原那么的可行性

42、9.4.7 提高受彎構(gòu)件剛度的措施n 增大構(gòu)件截面高度增大構(gòu)件截面高度h是提高截面剛度的最有效措施是提高截面剛度的最有效措施n 當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸遭到限制時，可思索添加受拉鋼筋配筋率當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸遭到限制時，可思索添加受拉鋼筋配筋率或提高混凝土強(qiáng)度等級；或提高混凝土強(qiáng)度等級；n 對某些構(gòu)件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對長期剛度的有利對某些構(gòu)件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對長期剛度的有利影響，在構(gòu)件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋。影響，在構(gòu)件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋。n 此外，采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效此外，采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效措施。措施。9.5 混凝

43、土構(gòu)造的耐久性n耐久性耐久性(durability)n 指構(gòu)造及其構(gòu)件在估計(jì)的設(shè)計(jì)運(yùn)用年限內(nèi)，在正常維指構(gòu)造及其構(gòu)件在估計(jì)的設(shè)計(jì)運(yùn)用年限內(nèi)，在正常維護(hù)和運(yùn)用條件下，在指定的任務(wù)環(huán)境中，構(gòu)造不需求進(jìn)展大護(hù)和運(yùn)用條件下，在指定的任務(wù)環(huán)境中，構(gòu)造不需求進(jìn)展大修即可滿足正常運(yùn)用和平安功能的才干修即可滿足正常運(yùn)用和平安功能的才干 混凝土被腐蝕，鋼混凝土被腐蝕，鋼筋銹蝕，構(gòu)件損傷等。筋銹蝕，構(gòu)件損傷等。n混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計(jì)的意義混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計(jì)的意義n 影響構(gòu)造的適用性和平安性；保證構(gòu)造的適用性和平安性影響構(gòu)造的適用性和平安性；保證構(gòu)造的適用性和平安性。n 國際規(guī)范國際規(guī)范9.5 混凝土構(gòu)造的耐久性n影響混凝土構(gòu)造耐久性的主要要素影響混凝土構(gòu)造耐久性的主要要素n 混凝土碳化：破壞鋼筋外表的氧化膜，引起鋼筋發(fā)混凝土碳化：破壞鋼筋外表的氧化膜，引起鋼筋發(fā)生銹蝕；加劇混凝土的收縮，導(dǎo)致混凝土的開裂。生銹蝕；加劇混凝土的收縮，導(dǎo)