09 變形及裂縫ppt課件

1、第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算構(gòu)件的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算是屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過(guò)大影響使用功能，不能保證適用性，而裂縫寬度過(guò)大，則同時(shí)影響使用功能和耐久性。裂痕荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：9.1占20% ct ft 計(jì)算max lim材料收縮、溫度變化、混凝土碳化后引起鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降。(80%)9.1 概述第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算圖9-1NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b

2、)(c)(d(e)9.1 概述第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算通常，撓度和裂縫寬度一般可分別用控制最大跨高比和最大鋼筋直徑來(lái)控制，只有在構(gòu)件截面尺寸小，鋼筋應(yīng)力高時(shí)進(jìn)行驗(yàn)算。 為防止溫度應(yīng)力過(guò)大引起的開(kāi)裂，規(guī)定了最大伸縮縫之間的間距。 為防止由于鋼筋周?chē)胚^(guò)快的碳化失去對(duì)鋼筋的保護(hù)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護(hù)層的最小厚度。非荷載引起的裂縫9.1 概述第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算撓度驗(yàn)算公式撓度驗(yàn)算公式保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)

3、生不良影響防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)f flimflim為受彎構(gòu)件的撓度為受彎構(gòu)件的撓度限值限值主要從以下幾個(gè)方面考慮：主要從以下幾個(gè)方面考慮：9.2第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算 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)勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度 f 為為20MlfEI 當(dāng)梁的截面形狀、尺寸和材料確定時(shí)，其截面彎曲剛度當(dāng)梁的截面形狀、尺寸和材料確定時(shí)，其截面彎曲剛度EI 是一個(gè)常數(shù)

4、，既是一個(gè)常數(shù)，既與彎矩?zé)o關(guān)，也不受時(shí)間影響。與彎矩?zé)o關(guān)，也不受時(shí)間影響?；炷潦軓潣?gòu)件的跨中撓度混凝土受彎構(gòu)件的跨中撓度 f 為為20MlfB B 仍稱(chēng)為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均勻的非彈性材料，其仍稱(chēng)為受彎構(gòu)件的彎曲剛度，但由于混凝土是不均勻的非彈性材料，其變形模量變形模量 Ec 隨截面應(yīng)力增大而減小，而裂縫截面的慣性矩隨截面應(yīng)力增大而減小，而裂縫截面的慣性矩 Ic 也隨裂縫開(kāi)展也隨裂縫開(kāi)展而顯著降低，加之混凝土材料具有比較明顯的徐變、收縮等而顯著降低，加之混凝土材料具有比較明顯的徐變、收縮等“時(shí)隨特性，需時(shí)隨特性，需要考慮長(zhǎng)期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝土構(gòu)件的彎曲剛度要考慮

5、長(zhǎng)期荷載的影響，因而確定鋼筋混凝土構(gòu)件的彎曲剛度 B 要較確定勻要較確定勻質(zhì)材料梁質(zhì)材料梁 EI 復(fù)雜得多。復(fù)雜得多。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的M關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)受諸多因素影響，目前尚難以給出明確受諸多因素影響，目前尚難以給出明確的解析表達(dá)式。的解析表達(dá)式。適筋梁適筋梁M關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)解決辦法是通過(guò)一定的理論分析與試驗(yàn)解決辦法是通過(guò)一定的理論分析與試驗(yàn)研究，首先確定構(gòu)件在短期荷載作用下研究，首先確定構(gòu)件在短期荷載作用下的剛度的剛度Bs，然后考慮長(zhǎng)期荷載的影響，然后考慮長(zhǎng)期荷載的影響，以計(jì)算構(gòu)件正常

6、使用階段的撓度。以計(jì)算構(gòu)件正常使用階段的撓度。對(duì)要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，也可近似地對(duì)要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，也可近似地把混凝土開(kāi)裂前的把混凝土開(kāi)裂前的M曲線(xiàn)視為直線(xiàn)，曲線(xiàn)視為直線(xiàn)，它的斜率就是截面彎曲剛度，取為它的斜率就是截面彎曲剛度，取為0.85EcIc。 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)第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的作用是非線(xiàn)性的。圖9-221EI2(a)(b)Mf0EI(B)M0第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)于簡(jiǎn)支梁承受均布荷載作用時(shí)，其

7、跨中撓度：EIlMfk20485Bs 荷載短期效應(yīng)組合下的抗彎剛度Bl 荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響的抗彎剛度Blqgf384)(540kkB 鋼筋混凝土梁的撓度計(jì)算材力：9.2 受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算EIlqgf384)(540kk或rMkocoaacsash0Mkbblcr1. 短期剛度短期剛度 Bs的計(jì)算的計(jì)算rEIM1rMEI1sBMrhrk0smcm11fE20sss5 . 3162 . 015. 1rhAEB0fff)(bhhbbrc20kcmEbhMss0ksmEAhM圖9-391式中：第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算（1受壓區(qū)混凝土發(fā)生徐變

8、受壓區(qū)混凝土發(fā)生徐變（2） 裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛、混凝土和鋼筋的滑移徐變，使裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛、混凝土和鋼筋的滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出工作受拉混凝土不斷退出工作（3） 裂縫不斷向上發(fā)展，使其上部原來(lái)受拉的混凝土脫離工作，使裂縫不斷向上發(fā)展，使其上部原來(lái)受拉的混凝土脫離工作，使內(nèi)力臂減小內(nèi)力臂減?。?由于受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的收縮不一致，使梁發(fā)生翹曲，亦由于受拉區(qū)和受壓區(qū)混凝土的收縮不一致，使梁發(fā)生翹曲，亦將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低將導(dǎo)致曲率的增大和剛度的降低（5所有影響混凝土徐變和收縮的因素都將影響剛度的降低，使構(gòu)所有影響混凝土徐變和收縮的因素都將影響剛度的降低，使構(gòu)件撓

9、度增大件撓度增大荷載長(zhǎng)期作用下剛度降低的原因：荷載長(zhǎng)期作用下剛度降低的原因：2. 長(zhǎng)期剛度長(zhǎng)期剛度 B的計(jì)算的計(jì)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算s2ks2)(BlMMBlMfqq產(chǎn)生隨時(shí)間增大的撓度產(chǎn)生短期的撓度s2k)(BlMMMqqs2k) 1(BlMMqskk2k) 1(BMMMlMqBM = Mk + (Mk Mq) 9.2 受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算2. 長(zhǎng)期剛度長(zhǎng)期剛度 B的計(jì)算的計(jì)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算skk) 1(BMMMBqMk 荷載短期效應(yīng)組合算得的彎矩。(恒載活載)

10、標(biāo)準(zhǔn)值。Mq 荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合算得的彎矩。(恒載活載q) 標(biāo)準(zhǔn)值。 撓度增大系數(shù)。 = 2.0 0.4 /92Bs 短期剛度按式(9-1)計(jì)算。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)+gk+qkBminBmin(a)(b)3. 最小剛度原則：最小剛度原則：受彎構(gòu)件在正常狀態(tài)下，沿長(zhǎng)度剛度是變化的。取同一彎矩符號(hào)區(qū)段內(nèi)最小剛度作為等剛度，按材力的方法計(jì)算。 提高剛度的有效措施 h0圖9-4圖9-5 或As 添加9.2 受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋

11、混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算4. 圖表法圖表法Mq 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩Mk 荷載短期效應(yīng)組合產(chǎn)生的彎矩 = 1 Mq / Mk 實(shí)際上是限制跨高比l0/h0。9.2 受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算圖9-63020100.40.81.21.62.0l0/h0(%)=1.09.2 受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算 提高受彎構(gòu)件剛度的措施提高受彎構(gòu)件剛度的措施 增大構(gòu)件截面有效高度是提高構(gòu)件截面剛度最有效的措施 當(dāng)截面高度及其他條件不變時(shí)，如有受拉翼緣或受

12、壓翼緣，那么 Bs有所增大 增大受拉筋的配筋率，Bs 略有增大 當(dāng)設(shè)計(jì)中構(gòu)件的截面高度受到限制時(shí)，可考慮增加受拉鋼筋配筋率、采用雙筋截面等措施 采用高性能混凝土、對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力等都是提高混凝土構(gòu)件剛度的有效措施第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算【例【例9-1】已知在教學(xué)樓蓋中一矩形截面簡(jiǎn)支梁，截面尺寸】已知在教學(xué)樓蓋中一矩形截面簡(jiǎn)支梁，截面尺寸為為200mm500mm，配置，配置416HRB400級(jí)縱向受力筋，混凝級(jí)縱向受力筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為土強(qiáng)度等級(jí)為C20，保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度C=25mm, l0=5.6m;承受均布承受均布荷載荷載,其

13、中永久荷載包括自重標(biāo)準(zhǔn)值其中永久荷載包括自重標(biāo)準(zhǔn)值gk=12.4kN/m，樓面，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk=8kN/m，樓面活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)，樓面活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)q=0.5。試驗(yàn)算其撓度試驗(yàn)算其撓度f(wàn)。 mKNlqlgMkkk97.796 . 58816 . 54 .12818181222020mKNlqlgMkqkq29.646 . 585 . 0816 . 54 .12818181222020【解】(1) 求Mk及Mq第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算068. 04652008045 .252000bhAEEscsE260/246

14、80446587. 01097.79mmNAhMsksk86. 0246016. 054. 165. 01 . 165. 01 . 1sktetkf21323201018. 2068. 062 . 086. 015. 1465804102005 . 3162 . 015. 1mmNhAEBfEsss（2計(jì)算有關(guān)參數(shù)（3計(jì)算Bs016. 05002005 . 0804testeAA第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算213131021. 11018. 297.79) 12(29.6497.79) 1(mmNBMMMBskqkmmBlMfk59.211

15、021. 156001097.79485485132620200/1/0limlf變形滿(mǎn)足要求,200/1259/15600/59.21/0lf(4) 計(jì)算B（5變形驗(yàn)算查附表4-1知，第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算【例【例9-2】已知已知圖】已知已知圖9-11a所示八孔空心板，所示八孔空心板，C20等級(jí)混等級(jí)混凝土，配置凝土，配置96HPB235級(jí)受力筋，保護(hù)層厚度級(jí)受力筋，保護(hù)層厚度C=10mm, 計(jì)計(jì)算跨度算跨度l0=3.04m;承受荷載標(biāo)準(zhǔn)組合承受荷載標(biāo)準(zhǔn)組合Mk=4.47kN.m，承受荷載，承受荷載準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合Mq=2.91

16、kN.m; flim =l0/200。試驗(yàn)算撓度是否滿(mǎn)足。試驗(yàn)算撓度是否滿(mǎn)足。 【解】 按截面形心位置、面積和對(duì)形心軸慣性矩不變的條件，將 圓孔 換算成bhhh的矩形孔，即 1264,4342hhhhhbdhbd求得bh=72.6m, hh=69.2mm, 則換算后的字形截面的尺寸為：b=890-872.6=310mm; hf=65-69.2/2=30.4mm0.2h0=21.4mm,取21.4mm; hf=55-69.2/2=20.4mm。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算89090065 5512089031012020.430.4063.

17、01073103 . 8925 .25210E01. 0,0084. 04 .20)310890(1203105 . 03 .289)(5 . 0teffstehbbbhA取374. 01073104 .21)310890()(0bhhbbfff260/1893 .28910787. 01047. 4mmNAhMsksk第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算570. 018901. 054. 165. 01 . 165. 01 . 1sktetkf21123201001. 6374. 05 . 31063. 062 . 0570. 015. 1107

18、3 .289102105 . 3162 . 015. 1mmNhAEBfEsss）值增加注：20%(1014. 31092. 547. 4) 10 . 22 . 1 (91. 247. 4) 1(21111mmNBMMMBskqkmmlmmBlMfk2 .15200/7 .131014. 330401047. 44854850112620那么 滿(mǎn)足要求。 隨機(jī)性規(guī)范在若干假定的基礎(chǔ)上，根據(jù)裂縫出現(xiàn)機(jī)理，建立理論公式，然后按試驗(yàn)資料確定系數(shù)，得到相應(yīng)的裂縫寬度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)式。圖9-7ftkNN(a)(b)(c)(d)sskct=ftkNcrNcrNsNs11max9.3第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的

19、變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算1. 裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展當(dāng)c ftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由于鋼筋和砼之間的粘結(jié)，砼應(yīng)力逐漸增加至 ft 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)力傳遞至砼達(dá)到 ftk 裂縫出現(xiàn)完成。當(dāng)荷載繼續(xù)增加到Ns，sk與sm相差越小，砼回縮。在一定區(qū)段由鋼筋與砼應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬度。出現(xiàn)：開(kāi)展：9.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算2. 裂縫寬度的計(jì)算公式：裂縫寬度的計(jì)算公式：認(rèn)為裂縫寬度是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)破壞。出現(xiàn)相對(duì)滑移，引起裂縫處混凝土的回縮引起的。圖9-8粘結(jié) 滑移理論：Ncr+N211

20、Ncr+N123ftkNsNs 分布ftksmsk(b)(a)(c)(d)(e) 平均裂縫寬度平均裂縫寬度cr0csmd)(llcrssmccrsmsmsmcrcmsmm1)(lEll式中：sm = sk圖9-993c 0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算tecr08. 09 . 1eqdclc 保護(hù)層厚度；deq 縱向受拉鋼筋等效直徑mm）； i 第i種縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)光圓 i =0.7帶肋 i=1.0式中：949.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度

21、驗(yàn)算iiiiieqdndnd2ni 第i種縱向鋼筋的根數(shù)；di 第i種縱向鋼筋的公稱(chēng)直徑； 與受力特性有關(guān)的系數(shù)軸心受拉 =1.1受彎、偏心受壓、偏拉 =1.0hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te 截面的有效配筋率te = As / Ate圖9-10第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，表示砼參與工作的程度 65. 01 . 1sktetksksmf(0.2 1.0)95Ate形截面矩形、T 2bh )(2ffhbbbh9.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度

22、驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算sk 裂縫截面處鋼筋應(yīng)力skskAN軸心受拉：受 彎：s0ksk87. 0AhM)(s0skskahAeN偏心受拉：9.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算偏心受壓：zAzeNsksk)( 020f)(1 (12. 087. 0hehzs0syee2000s)(/400011hlhe9.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算圖9-110.87h0h0Nksk

23、AsMkCskAsee0eNkh0asAsAsense0sAsAssAsCCcZskAsNk(a)(b)(c)(d)CskAssAs9.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算 最大裂縫寬度：max = s sl lm荷載長(zhǎng)期效應(yīng)裂縫擴(kuò)大系數(shù)組合系數(shù)擴(kuò)大系數(shù) cr構(gòu)件受力特征系數(shù)軸心受拉偏心受拉受彎、偏壓96cr=2.7cr=2.4cr=2.19.3 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度驗(yàn)算tesskmax08. 09 . 185. 0eqlslsdcE第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)

24、算【例【例9-3】已知某屋架下選弦按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)，】已知某屋架下選弦按軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)， 截面尺截面尺寸為寸為200mm160mm，保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度C=25mm,配置配置416HRB400級(jí)縱向受力筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為級(jí)縱向受力筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，荷載，荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合的軸向拉力效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合的軸向拉力Nk=142kN，lim=0.2mm。試驗(yàn)算最大裂縫寬度。試驗(yàn)算最大裂縫寬度。0251. 0160200/804/bhAstemmdteeq637025. 0/16/2/177804/142000/mmNANsksk【解】按式9-40），cr=2.7 第九章第九章 鋼筋混凝土

25、構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算75. 01770251. 040. 265. 01 . 165. 01 . 1sktetkfmmmmdcEteeqsskcr2 . 0176. 0)63708. 0259 . 1 (10217775. 07 . 208. 09 . 1lim5max滿(mǎn)足要求。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算【例【例9-4】條件同例題】條件同例題9-1，lim=0.3mm 。 試驗(yàn)算最大裂縫寬度。試驗(yàn)算最大裂縫寬度?！窘狻坑衫}9-1可知： Mk=79.97KN.m, =0.86, sk=246N/mm2

26、, te=0.016, C=25mm, deq=16mm 對(duì)受彎構(gòu)件，cr=2.1mmmmdcEteeqsskcr3 . 028. 0)016. 01608. 0259 . 1 (10224686. 01 . 208. 09 . 1lim5max滿(mǎn)足要求。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算【例【例9-5】條件同例題】條件同例題9-2，lim=0.2mm 。 試驗(yàn)算最大裂縫寬度。試驗(yàn)算最大裂縫寬度?！窘狻坑衫}9-2可知： Mk=4.47KN.m, =0.57, sk=189N/mm2, te=0.0084(0.01), C=10mm, ds=6m

27、m 對(duì)受彎構(gòu)件，cr=2.1mmmmdcEteeqsskcr2 . 0094. 0)01. 057. 808. 0109 . 1 (101 . 218957. 01 . 208. 09 . 1lim5max滿(mǎn)足要求。deq=6/0.7=8.57第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算【例【例9-6】有一矩形截面的對(duì)稱(chēng)配筋偏心受壓柱，截面尺寸】有一矩形截面的對(duì)稱(chēng)配筋偏心受壓柱，截面尺寸bh=350mm600mm，計(jì)算長(zhǎng)度，計(jì)算長(zhǎng)度l0=5m，受拉受壓鋼筋均，受拉受壓鋼筋均為為420HRB335級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋A(yù)s=As=1256mm2），采用混凝土），采用混

28、凝土強(qiáng)度等級(jí)為強(qiáng)度等級(jí)為C30，保護(hù)層厚度，保護(hù)層厚度C=30mm, 荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的Nk=380kN，Mk=160KN.m。試驗(yàn)算是否滿(mǎn)足露天環(huán)境中使。試驗(yàn)算是否滿(mǎn)足露天環(huán)境中使用的裂縫寬度要求。用的裂縫寬度要求。0 . 1,1433. 8600/5000/0shlmmdcas4010302/mmahhs560406000mmhmmNMekk30855. 0421380/10160/030【解】查附錄4附表4-3，lim=0.2mmmmahees681403004212/0第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算mmhehh4425606

29、8156012. 087. 012. 087. 0202002300/1644421256/44268110380/mmNhAheNsksk012. 06003505 . 0/12565 . 0/bhAste436. 0164012. 001. 265. 01 . 165. 01 . 1sktetkfmmmmdcEteeqssk2 . 014. 0)012. 02008. 0309 . 1 (102164436. 07 . 208. 09 . 11 . 2lim5max滿(mǎn)足要求。第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算 設(shè)計(jì)的基本規(guī)定設(shè)計(jì)依據(jù)：混凝土結(jié)

30、構(gòu)及其構(gòu)件的耐久性應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)使用年限及其相應(yīng)極限狀態(tài)和不同的環(huán)境類(lèi)別及其作用等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同一結(jié)構(gòu)中的不同構(gòu)件或同一構(gòu)件中的不同部位，由于所處的局部環(huán)境條件有異，應(yīng)予區(qū)別對(duì)待。結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)必須考慮施工質(zhì)量控制與質(zhì)量保證對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響。必須考慮結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中的維修與檢測(cè)要求。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性9.4第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算1、設(shè)計(jì)年限：、設(shè)計(jì)年限：根據(jù)工程的實(shí)際要求，建筑物的重要性。根據(jù)工程的實(shí)際要求，建筑物的重要性。工礦建筑與構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限則與生產(chǎn)的工礦建筑與構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限則與生產(chǎn)的設(shè)計(jì)服務(wù)年限相適

31、應(yīng)。設(shè)計(jì)服務(wù)年限相適應(yīng)。工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用因現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的快速工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用因現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的快速變更，設(shè)計(jì)年限應(yīng)短一些。變更，設(shè)計(jì)年限應(yīng)短一些。環(huán)境特別嚴(yán)酷，采用較長(zhǎng)的使用年限，受技術(shù)、環(huán)境特別嚴(yán)酷，采用較長(zhǎng)的使用年限，受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上制約的時(shí)，則在主營(yíng)部門(mén)或業(yè)主的同意下，經(jīng)濟(jì)上制約的時(shí)，則在主營(yíng)部門(mén)或業(yè)主的同意下，可按較低的設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)，但一般不宜低于可按較低的設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)，但一般不宜低于30年。年。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬

32、度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算2、維修：在保證設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)進(jìn)行維修、維修：在保證設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)進(jìn)行維修具有維修條件。具有維修條件。當(dāng)技術(shù)條件不能保證結(jié)構(gòu)的所有部件均能達(dá)到當(dāng)技術(shù)條件不能保證結(jié)構(gòu)的所有部件均能達(dá)到與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限相同的耐久性時(shí)，或從經(jīng)濟(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限相同的耐久性時(shí)，或從經(jīng)濟(jì)角度認(rèn)為有必要時(shí)，則在業(yè)主認(rèn)可的前提下，可角度認(rèn)為有必要時(shí)，則在業(yè)主認(rèn)可的前提下，可在設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)構(gòu)某些構(gòu)件需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年在設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)構(gòu)某些構(gòu)件需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)進(jìn)行限內(nèi)進(jìn)行12次或更多次的大修或更換。次或更多次的大修或更換。不能維修的構(gòu)件水下，地下應(yīng)與結(jié)構(gòu)整體不能維修的構(gòu)件水下，地

33、下應(yīng)與結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)使用年限相等。設(shè)計(jì)使用年限相等。需要維修或更換的構(gòu)件，其使用年限應(yīng)低于結(jié)需要維修或更換的構(gòu)件，其使用年限應(yīng)低于結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)使用年限。構(gòu)整體設(shè)計(jì)使用年限。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算3、環(huán)境作用等級(jí)、環(huán)境作用等級(jí)根據(jù)環(huán)境對(duì)鋼筋混凝土根據(jù)環(huán)境對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕或損傷程度分為結(jié)構(gòu)的侵蝕或損傷程度分為5級(jí)：級(jí)：A、B、C、D、E、依次、依次劣化程度增大。劣化程度增大。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算4、砼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文

34、件應(yīng)列入以下內(nèi)容、砼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文件應(yīng)列入以下內(nèi)容結(jié)構(gòu)使用環(huán)境類(lèi)別與環(huán)境條件。結(jié)構(gòu)使用環(huán)境類(lèi)別與環(huán)境條件。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限并列出結(jié)構(gòu)中各個(gè)部件使用結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限并列出結(jié)構(gòu)中各個(gè)部件使用年限的明細(xì)表。年限的明細(xì)表。向施工單位提出耐久性混凝土施工質(zhì)量控制與施向施工單位提出耐久性混凝土施工質(zhì)量控制與施工質(zhì)量保證的具體措施與要求。工質(zhì)量保證的具體措施與要求。向工程業(yè)主和工程使用的運(yùn)營(yíng)管理單位提出使用向工程業(yè)主和工程使用的運(yùn)營(yíng)管理單位提出使用過(guò)程中的正常維修計(jì)劃和要求。過(guò)程中的正常維修計(jì)劃和要求。對(duì)于橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，需對(duì)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的全對(duì)于橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，需對(duì)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的全壽命投資費(fèi)

35、用作出適當(dāng)?shù)脑u(píng)估與論證。壽命投資費(fèi)用作出適當(dāng)?shù)脑u(píng)估與論證。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算5、砼結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括、砼結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)一般應(yīng)包括耐久性混凝土的選用。耐久性混凝土的選用。與結(jié)構(gòu)耐久性有關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施與裂縫控制措施。與結(jié)構(gòu)耐久性有關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施與裂縫控制措施。為結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中的檢測(cè)、維修或部件更換，設(shè)置必為結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中的檢測(cè)、維修或部件更換，設(shè)置必要的通道空間。要的通道空間。與結(jié)構(gòu)耐久性有關(guān)的施工質(zhì)量要求，混凝土養(yǎng)護(hù)方法與結(jié)構(gòu)耐久性有關(guān)的施工質(zhì)量要求，混凝土養(yǎng)護(hù)方法以及保護(hù)層厚度的控制與質(zhì)量保

36、證措施保護(hù)層厚度施以及保護(hù)層厚度的控制與質(zhì)量保證措施保護(hù)層厚度施工允差。工允差。結(jié)構(gòu)使用階段的定期維修與檢測(cè)要求。結(jié)構(gòu)使用階段的定期維修與檢測(cè)要求。當(dāng)環(huán)境作用為當(dāng)環(huán)境作用為E級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮采取防腐蝕的附加措級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮采取防腐蝕的附加措施。施。對(duì)于可能遭受對(duì)于可能遭受Cl-引起鋼筋銹蝕的重要混凝土工程，根引起鋼筋銹蝕的重要混凝土工程，根據(jù)環(huán)境條件和適當(dāng)?shù)牟牧狭踊Ｐ?，進(jìn)行結(jié)構(gòu)使用年據(jù)環(huán)境條件和適當(dāng)?shù)牟牧狭踊Ｐ?，進(jìn)行結(jié)構(gòu)使用年限的驗(yàn)算。限的驗(yàn)算。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算6、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性一般設(shè)計(jì)原則、提高混

37、凝土結(jié)構(gòu)耐久性一般設(shè)計(jì)原則采用的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)盡可能減輕環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，便采用的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)盡可能減輕環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，便于施工保證施工質(zhì)量，便于使用過(guò)程中的檢查和維修。于施工保證施工質(zhì)量，便于使用過(guò)程中的檢查和維修。選用質(zhì)量穩(wěn)定，有利改善混凝土密實(shí)性和抗裂性的水選用質(zhì)量穩(wěn)定，有利改善混凝土密實(shí)性和抗裂性的水泥、骨料等原材料、合適的砼的技術(shù)參數(shù)、摻合料、高泥、骨料等原材料、合適的砼的技術(shù)參數(shù)、摻合料、高效減水劑和引氣劑等。效減水劑和引氣劑等。增加保護(hù)層厚度。增加保護(hù)層厚度。注重防、排水和密封等構(gòu)造措施。注重防、排水和密封等構(gòu)造措施。提出施工質(zhì)量要求。提出施工質(zhì)量要求。對(duì)于嚴(yán)重環(huán)境作用下的重要工程，

38、應(yīng)采取多重防護(hù)對(duì)對(duì)于嚴(yán)重環(huán)境作用下的重要工程，應(yīng)采取多重防護(hù)對(duì)策。策。同一結(jié)構(gòu)中使用相同材質(zhì)的鋼筋有利于降低鋼材的電同一結(jié)構(gòu)中使用相同材質(zhì)的鋼筋有利于降低鋼材的電化學(xué)銹蝕速度。對(duì)非予應(yīng)力鋼筋，宜在設(shè)計(jì)中統(tǒng)一選用化學(xué)銹蝕速度。對(duì)非予應(yīng)力鋼筋，宜在設(shè)計(jì)中統(tǒng)一選用新三級(jí)新三級(jí)HRB400。9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算耐久性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與方面耐久性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與方面1、設(shè)計(jì)使用年限、設(shè)計(jì)使用年限 2、環(huán)境作用、環(huán)境作用 3、混凝土材料選擇、混凝土材料選擇 4、構(gòu)造措施和裂縫寬度限制、構(gòu)造措施和裂縫寬度限制 5、施工要求

39、與施工質(zhì)量驗(yàn)收、施工要求與施工質(zhì)量驗(yàn)收 6、使用期內(nèi)的維修和定期檢測(cè)、使用期內(nèi)的維修和定期檢測(cè) 7、使用年限的定量預(yù)測(cè)、使用年限的定量預(yù)測(cè) 9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算1 1、設(shè)計(jì)使用年限、設(shè)計(jì)使用年限我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限與歐州相同我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限與歐州相同但但EurocodeEurocode還規(guī)定橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)為還規(guī)定橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)為100100年年我國(guó)城市地鐵規(guī)范修訂稿已明確設(shè)計(jì)年限我國(guó)城市地鐵規(guī)范修訂稿已明確設(shè)計(jì)年限100100年年 而公路和鐵路橋梁結(jié)構(gòu)尚無(wú)明確規(guī)定。而公路和鐵路橋梁結(jié)構(gòu)尚

40、無(wú)明確規(guī)定。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)該提倡靈活設(shè)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)該提倡靈活設(shè)定 全壽命費(fèi)用評(píng)估全壽命費(fèi)用評(píng)估 適當(dāng)提高混凝土材料強(qiáng)度等級(jí)和保護(hù)適當(dāng)提高混凝土材料強(qiáng)度等級(jí)和保護(hù)層厚度，可以大量節(jié)約以后修理費(fèi)用層厚度，可以大量節(jié)約以后修理費(fèi)用 9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算2、環(huán)境作用選定一種最主要的環(huán)境類(lèi)別進(jìn)行設(shè)計(jì)多種環(huán)境作用影響 荷載對(duì)環(huán)境作用影響 第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算3 3、混凝土材料選擇、混凝土材料選擇使混凝土有良好的抗侵入性、體積穩(wěn)定性和使混凝土有良好

41、的抗侵入性、體積穩(wěn)定性和抗裂性抗裂性 1) 1) 選用低水化熱、低選用低水化熱、低C3AC3A含量、偏低含含量、偏低含堿量水泥堿量水泥 2) 2) 選用堅(jiān)固耐久的潔凈骨料選用堅(jiān)固耐久的潔凈骨料 3) 3) 一般情況下，礦物摻和料應(yīng)作為必需一般情況下，礦物摻和料應(yīng)作為必需組份組份 4) 4) 將適量引氣作為常規(guī)手段將適量引氣作為常規(guī)手段 5) 5) 采用偏低的用水量采用偏低的用水量 6) 6) 限制單方混凝土中膠凝材料最低和最限制單方混凝土中膠凝材料最低和最高用量高用量, , 重視骨料級(jí)配及粗骨料粒形重視骨料級(jí)配及粗骨料粒形 7) 7) 盡可能降低膠凝材料中的硅酸鹽水泥盡可能降低膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量用量 強(qiáng)度與耐久性的矛盾強(qiáng)度與耐久性的矛盾 粉煤灰粉煤灰 引氣劑引氣劑低水膠比與抗裂性的矛盾低水膠比與抗裂性的矛盾 第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形及裂縫寬度驗(yàn)算4 4、構(gòu)造措施和裂縫寬度限制、構(gòu)造措施和裂縫寬度限制 1) 1) 隔絕或減輕環(huán)境對(duì)混凝土的作用如隔絕或減輕環(huán)境對(duì)混凝土的作用如防、排水措施）防、排水措施） 2) 2) 控制