正常使用極限狀態(tài)

1、6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài)：耐久性，適用性正常使用極限狀態(tài)：耐久性，適用性耐久性：抵抗侵蝕的能力耐久性：抵抗侵蝕的能力適用性：滿足使用功能要求適用性：滿足使用功能要求構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算是屬于構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算是屬于正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)。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(shí)影響使用功能和耐久性。而裂縫寬度過大，則同時(shí)影響使用功能和耐久性。6.1 概述概述(1)裂縫寬度驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長(zhǎng)期作

2、用影響計(jì)算的最大裂縫寬度，不應(yīng)超過規(guī)定的限值。的最大裂縫寬度，不應(yīng)超過規(guī)定的限值。6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.1 概述概述limmax ww(2)變形驗(yàn)算變形驗(yàn)算 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算的最大撓度，不應(yīng)超過規(guī)定的限值。的最大撓度，不應(yīng)超過規(guī)定的限值。lim ff6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.1 概述概述6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施混凝土構(gòu)件的裂縫按裂縫形成的原因可分為：混凝土構(gòu)件的裂縫按裂縫形成的原因可分為： 荷載裂縫和非荷載裂

3、縫荷載裂縫和非荷載裂縫裂縫裂縫荷載引起的裂縫：荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：材料收縮、施工原因、溫度變化、材料收縮、施工原因、溫度變化、混凝土碳化后引起鋼筋銹蝕、地混凝土碳化后引起鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降?；痪鶆虺两?。(80%) 荷載作用下構(gòu)件上產(chǎn)生的主拉應(yīng)力超荷載作用下構(gòu)件上產(chǎn)生的主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度造成。過混凝土的抗拉強(qiáng)度造成。占占20% 6.2.1裂縫產(chǎn)生的原因裂縫產(chǎn)生的原因(變形因素引起的裂縫變形因素引起的裂縫)6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算（1）材料方面的原因）材料方面的原因1）水泥方面的原因）水泥方面的原因 異常凝結(jié)

4、和異常膨脹異常凝結(jié)和異常膨脹 水泥水化熱水泥水化熱2）骨料方面的原因）骨料方面的原因 骨料中的泥分骨料中的泥分 堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算3) 固體下沉，表面泌水而引起的固體下沉，表面泌水而引起的:對(duì)策對(duì)策: :控制水灰比控制水灰比, ,采用適量減水劑采用適量減水劑, ,振搗過程中不漏振振搗過程中不漏振, , 不過振不過振, ,在混凝土終凝前抹面壓光在混凝土終凝前抹面壓光縱向裂縫縱向裂縫澆筑時(shí)混凝土表面澆筑時(shí)混凝土表面下沉后混凝土表面下沉后混凝土表面6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施

5、產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算(2) 施工原因引起的裂縫施工原因引起的裂縫1）混合材料不均勻）混合材料不均勻攪拌不均勻攪拌不均勻2）長(zhǎng)時(shí)間攪拌）長(zhǎng)時(shí)間攪拌3）澆筑速度過快）澆筑速度過快高度較大的構(gòu)件高度較大的構(gòu)件4）交接縫）交接縫5）模板外鼓）模板外鼓6）支撐下沉）支撐下沉7）快速干燥）快速干燥8）模板拆除過早）模板拆除過早6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算大風(fēng)、高溫使混凝土表面大風(fēng)、高溫使混凝土表面水分水分快速蒸發(fā)引起的（龜裂）快速蒸發(fā)引起的（龜裂）

6、:加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算（3）溫度變化和收縮引起的裂縫）溫度變化和收縮引起的裂縫:1)梁板結(jié)構(gòu)，由于溫度和收縮變形收到剛度較大構(gòu)件梁板結(jié)構(gòu)，由于溫度和收縮變形收到剛度較大構(gòu)件的約束而開裂。的約束而開裂。2)2)使用期間的裂縫使用期間的裂縫-溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度區(qū)段氣溫升高時(shí)T6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土的收縮受到約束后產(chǎn)生的裂縫混凝土的收縮受到約束后

7、產(chǎn)生的裂縫約束收縮裂縫約束收縮裂縫:地基或底板對(duì)收縮的阻障作用地基或底板對(duì)收縮的阻障作用收縮裂縫收縮裂縫混凝土收縮方向混凝土收縮方向6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算（4）不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫）不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫 地基不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形而地基不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形而可能開裂。可能開裂。6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算(6)鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕引起的裂縫引起的裂縫(5)凍融循環(huán)凍融循環(huán)作用引起的作用

8、引起的裂縫裂縫荷載作用下產(chǎn)生的裂縫：荷載作用下產(chǎn)生的裂縫：NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b)(c)(d(e)6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.2.2 裂縫控制及裂縫寬度驗(yàn)算裂縫控制及裂縫寬度驗(yàn)算1 1）裂縫控制考慮的兩個(gè)方面：）裂縫控制考慮的兩個(gè)方面： 外觀要求，耐久性要求外觀要求，耐久性要求2）裂縫控制的等級(jí)和要求）裂縫控制的等級(jí)和要求一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件二級(jí)：一般二級(jí)：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件三級(jí)：允許

9、出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施（1） 裂縫控制的目的和要求裂縫控制的目的和要求（2）裂縫控制措施）裂縫控制措施 避免或減少混凝土裂縫的主要措施避免或減少混凝土裂縫的主要措施1）控制混凝土配合比、骨料、砂率、水灰比、）控制混凝土配合比、骨料、砂率、水灰比、水泥用量、摻合料；水泥用量、摻合料；2）加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)）加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)3）適當(dāng)提高配筋率，采用變形鋼筋）適當(dāng)提高配筋率，采用變形鋼筋4）設(shè)置后澆帶（沉降、溫度、收縮影響）設(shè)置后澆帶（沉降、溫度、收縮影響）（6）平均裂縫間距）平均裂縫間

10、距l(xiāng)mllm5 . 15）使用纖維混凝土）使用纖維混凝土6）施加預(yù)應(yīng)力）施加預(yù)應(yīng)力（3）荷載作用引起的裂縫寬度驗(yàn)算）荷載作用引起的裂縫寬度驗(yàn)算 1）混凝土裂縫開展的理論）混凝土裂縫開展的理論 A、粘結(jié)滑移理論、粘結(jié)滑移理論 認(rèn)為裂縫開展是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移，混凝土收縮造成的。 B、無滑移理論、無滑移理論 試驗(yàn)表明，裂縫出現(xiàn)以后鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度并未完全破壞。對(duì)變形鋼筋可假定鋼筋與混凝土無滑移，表面裂縫由應(yīng)變梯度造成，裂縫平均寬度與保護(hù)層成正比，wmax2wm。出現(xiàn)：當(dāng)出現(xiàn)：當(dāng) c ftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫在某一薄弱環(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)

11、出現(xiàn)，由于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)，混凝土應(yīng)力逐漸增加至力逐漸增加至 ft 出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間出現(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(dá)到的距離近到不足以使粘結(jié)力傳遞至混凝土達(dá)到 ftk 裂縫出現(xiàn)完成。裂縫出現(xiàn)完成。開展：開展：當(dāng)荷載繼續(xù)增加到當(dāng)荷載繼續(xù)增加到Ns，由于裂縫截面由于裂縫截面處處混凝土回縮混凝土回縮,鋼筋的不斷伸長(zhǎng)鋼筋的不斷伸長(zhǎng),在一定區(qū)段由鋼筋在一定區(qū)段由鋼筋與混凝土應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬度。與混凝土應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬度。A、粘結(jié)滑移理論、粘結(jié)滑移理論裂縫的出現(xiàn)，分布和開展裂縫的出現(xiàn)，分布和開展ftkNN(a)(b)(c)

12、(d)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max裂縫的出現(xiàn)，分布和開展裂縫的出現(xiàn)，分布和開展mctmmsmmll平均裂縫寬度平均裂縫寬度B、無粘結(jié)理論：沿裂縫深度，裂縫的寬度是、無粘結(jié)理論：沿裂縫深度，裂縫的寬度是不相同的。鋼筋表面處的裂縫寬度大約只有構(gòu)件不相同的。鋼筋表面處的裂縫寬度大約只有構(gòu)件混凝土表面裂縫寬度的混凝土表面裂縫寬度的1/51/3。我們所。我們所要驗(yàn)算要驗(yàn)算的裂縫寬度是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面的裂縫寬度是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上混凝土的裂縫寬度。上混凝土的裂縫寬度。裂縫出現(xiàn)裂縫出現(xiàn)的的隨機(jī)性隨機(jī)性:規(guī)范規(guī)范在若干假定的基礎(chǔ)上，根據(jù)裂縫出現(xiàn)機(jī)在若干假定的基礎(chǔ)

13、上，根據(jù)裂縫出現(xiàn)機(jī)理，建立理，建立理論公式理論公式，然后按試驗(yàn)資料確定系數(shù)，得到，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)算相應(yīng)的裂縫寬度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式。6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施2 2）影響裂縫寬度的主要因素）影響裂縫寬度的主要因素: : a）縱向鋼筋的應(yīng)力）縱向鋼筋的應(yīng)力 裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力近似成線性關(guān)系；裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力近似成線性關(guān)系； b）縱筋的直徑）縱筋的直徑 當(dāng)構(gòu)件內(nèi)受拉縱筋截面相同時(shí)，采用細(xì)而密的當(dāng)構(gòu)件內(nèi)受拉縱筋截面相同時(shí)，采用細(xì)而密的鋼筋，則會(huì)增大鋼筋表面積，因而使粘結(jié)力增

14、大，鋼筋，則會(huì)增大鋼筋表面積，因而使粘結(jié)力增大，裂縫寬度變小。裂縫寬度變小。 6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.2 產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施 c）縱筋表面形狀）縱筋表面形狀 帶肋鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度較光面鋼筋大得多，可減小裂帶肋鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度較光面鋼筋大得多，可減小裂度寬度。度寬度。 d）縱筋配筋率）縱筋配筋率 構(gòu)件受拉區(qū)的縱筋配筋率越大，裂縫寬度越小。構(gòu)件受拉區(qū)的縱筋配筋率越大，裂縫寬度越小。 e） 混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度f） 混凝土的徐變混凝土的徐變6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.2 產(chǎn)生裂縫

15、原因及其控制措施產(chǎn)生裂縫原因及其控制措施 cr構(gòu)件受力特征系數(shù)構(gòu)件受力特征系數(shù)軸心受拉軸心受拉偏心受拉偏心受拉受彎、偏壓受彎、偏壓cr=2.7cr=2.4cr=1.9)08. 09 . 1 (maxteeqsssqcrdcE3）最大裂縫寬度計(jì)算公式）最大裂縫寬度計(jì)算公式sqtetkf65. 01 . 1 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，表示，表示混凝土參與工作的程度混凝土參與工作的程度式中：式中：按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的鋼筋混凝按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力土構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力sqsqsqAN軸心受拉：軸心受拉：受受 彎：彎：s0qsq8

16、7. 0AhM偏心受拉：偏心受拉：)(0sqsqsahAeN偏心受壓：偏心受壓：zAzeNsqsq)( 020)(1 (12. 087. 0hehzssyee00)(bhhbbff2000)(/400011hlhes上式中：上式中： As受拉區(qū)縱向鋼筋面積；受拉區(qū)縱向鋼筋面積； 對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取全部縱向受拉鋼筋面積，對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取全部縱向受拉鋼筋面積， 對(duì)偏拉構(gòu)件，取受拉較大邊縱向鋼筋截面積，對(duì)偏拉構(gòu)件，取受拉較大邊縱向鋼筋截面積， 對(duì)受彎、偏壓構(gòu)件，取受拉區(qū)縱筋截面積。對(duì)受彎、偏壓構(gòu)件，取受拉區(qū)縱筋截面積。Nq、Mq按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的軸力、彎矩值；按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的軸力、彎矩值

17、； e軸向拉力合力點(diǎn)至受壓區(qū)或受拉較小邊縱筋軸向拉力合力點(diǎn)至受壓區(qū)或受拉較小邊縱筋合合 力點(diǎn)的距離；力點(diǎn)的距離； e軸向拉力合力點(diǎn)至軸向拉力合力點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離 e0荷載準(zhǔn)永久組合下的初始偏心距，取荷載準(zhǔn)永久組合下的初始偏心距，取Mq/Nq z縱向受拉鋼筋至截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離，縱向受拉鋼筋至截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離， 且不大于且不大于0.87h0 s使用階段軸向壓力偏心距增大系數(shù)，當(dāng)使用階段軸向壓力偏心距增大系數(shù)，當(dāng)l0/h 不大于不大于14時(shí)，取時(shí)，取1.0； ys截面重心至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離；截面重心至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離； f受壓翼緣截面面

18、積與腹板有效截面面積的受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的 比值比值bf、hf分別為受壓翼緣的寬度和高度；當(dāng)分別為受壓翼緣的寬度和高度；當(dāng)hf大于大于 0.2h0時(shí)，取時(shí)，取0.2h0； Es縱向受拉鋼筋的彈性模量縱向受拉鋼筋的彈性模量 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，表示，表示混凝土參與工作的程度混凝土參與工作的程度sqtetkf65. 01 . 1cs最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離離(mm)：當(dāng)：當(dāng)cs65 時(shí)，取時(shí)，取cs=65；te按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱

19、向受拉鋼筋配筋率鋼筋配筋率te = As / Ate hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)Ate形截面矩形、T 2bh )(2ffhbbbhni第第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù)種縱向受拉鋼筋的根數(shù)di第第i種縱向受拉鋼筋的直徑種縱向受拉鋼筋的直徑vi 第第i種縱向受拉鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)種縱向受拉鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù) 光面鋼筋光面鋼筋vi =0.7， 帶肋鋼筋帶肋鋼筋vi =1.0deq縱向受拉鋼筋的等效直徑縱向受拉鋼筋的等效直徑iiiiieqdvndnd24 4）減小裂縫寬度的措施）減小裂縫寬度的措施 增大鋼筋截面積；增大鋼筋截面積；

20、 在鋼筋截面面積不變的情況下，采用較小直徑的在鋼筋截面面積不變的情況下，采用較小直徑的 鋼筋；鋼筋； 采用變形鋼筋；采用變形鋼筋； 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)； 減小混凝土保護(hù)層厚度；減小混凝土保護(hù)層厚度； 施加預(yù)應(yīng)力。施加預(yù)應(yīng)力。 例：矩形截面簡(jiǎn)支梁截面尺寸例：矩形截面簡(jiǎn)支梁截面尺寸200mm500mm,混混凝土強(qiáng)度等級(jí)凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，混凝土保護(hù)層，混凝土保護(hù)層c=20mm，配，配置置HRB400級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋414，箍筋，箍筋8150，按荷載，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算的跨中彎矩效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算的跨中彎矩Mq=66.8kNm，最大裂縫寬度限值最大裂縫寬度限值wlim=0.3m

21、m，試驗(yàn)算其最大裂，試驗(yàn)算其最大裂縫寬度?？p寬度。解：解：2/01. 2mmNftk25/100 . 2mmNEs20365)7820(400mmhmmcs288200123. 05002005 . 06155 . 0bhAste最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離260/5 .26861546587. 0108 .6687. 0mmNAhMsqsq734. 02 .2900123. 001. 265. 01 . 165. 01 . 1sqtetkfmmwmmdcEwteeqsssqcr3 . 0298. 0)0123. 01408. 0289

22、. 1 (100 . 25 .268734. 01 . 2)08. 09 . 1 (lim5max滿足要求滿足要求6.3 變形控制驗(yàn)算變形控制驗(yàn)算6.3.1 變形控制驗(yàn)算的目的變形控制驗(yàn)算的目的1）保證建筑的使用功能要求）保證建筑的使用功能要求2）防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不利影響）防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不利影響3）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4）保證人們的感覺在可接受程度之內(nèi)）保證人們的感覺在可接受程度之內(nèi)6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算limff 對(duì)于受彎構(gòu)件，規(guī)范要求按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合，并對(duì)于受彎構(gòu)件，規(guī)范要求按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長(zhǎng)期作用影

23、響的最大撓度值不應(yīng)超過規(guī)定的撓考慮長(zhǎng)期作用影響的最大撓度值不應(yīng)超過規(guī)定的撓度限值度限值6.3.2 受彎構(gòu)件撓度的計(jì)算方法受彎構(gòu)件撓度的計(jì)算方法材料力學(xué)中：材料力學(xué)中：2020lslEIMsf s與荷載形式有關(guān)的系數(shù)與荷載形式有關(guān)的系數(shù)混凝土：塑性材料，混凝土：塑性材料，EI為變量，以為變量，以B代替代替EI，B抗彎剛度抗彎剛度 如：簡(jiǎn)支梁跨中撓度的計(jì)算公式為如：簡(jiǎn)支梁跨中撓度的計(jì)算公式為EIMlEIqlf244853845均布荷載下均布荷載下集中荷載下集中荷載下EIMlEIFlf231214811）B隨荷載的增大而降低隨荷載的增大而降低2）B隨隨的降低而減小的降低而減小 3）沿構(gòu)件跨度，截面抗

24、彎剛度是變化）沿構(gòu)件跨度，截面抗彎剛度是變化4）隨加載時(shí)間的增長(zhǎng)而減小）隨加載時(shí)間的增長(zhǎng)而減小1）平均曲率）平均曲率（2）短期剛度）短期剛度 的確定的確定sBsscmsmBMh01cmsmssshMMB0cmsm（1）抗彎剛度）抗彎剛度B的特點(diǎn)的特點(diǎn)EssshAEB62 . 015. 120csEEE（3）截面剛度）截面剛度B荷載長(zhǎng)期作用下，撓度增大的原因：荷載長(zhǎng)期作用下，撓度增大的原因：1）荷載長(zhǎng)期作用下受壓混凝土將發(fā)生徐變）荷載長(zhǎng)期作用下受壓混凝土將發(fā)生徐變2）受拉鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)）受拉鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)3）由于混凝土的收縮，梁發(fā)生翹曲）由于混凝土的收縮，梁發(fā)

25、生翹曲skqkBMMMB) 1(4 . 00 . 2Mq：按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值，：按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大彎矩值；大彎矩值；Mk：按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值，：按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值，取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大彎取計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大彎矩值矩值 ：考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)：考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù)受彎構(gòu)件：受彎構(gòu)件：=0時(shí)，時(shí)， =2.0； = 時(shí)，時(shí)， =1.6，當(dāng)當(dāng)為為中間數(shù)值時(shí)，中間數(shù)值時(shí)， 按線性內(nèi)插法取用。按線性內(nèi)插法取用。（4）撓度驗(yàn)算）撓度驗(yàn)算受彎構(gòu)件在正常狀態(tài)下，沿長(zhǎng)度剛度是變化的。受彎構(gòu)件在正常狀態(tài)下，沿長(zhǎng)度剛度

26、是變化的。gk+qkBminBmin(a)(b)最小剛度原則：最小剛度原則：以彎矩最大截面處的剛度代替全梁抗彎剛度，用材料以彎矩最大截面處的剛度代替全梁抗彎剛度，用材料力學(xué)中不考慮剪切變形的影響公式來計(jì)算撓度力學(xué)中不考慮剪切變形的影響公式來計(jì)算撓度 flBMsf20幾個(gè)最大撓度計(jì)算公式幾個(gè)最大撓度計(jì)算公式懸臂梁端部作用集中力懸臂梁端部作用集中力FBFlf33懸臂梁作用均布荷載懸臂梁作用均布荷載qBqlf84簡(jiǎn)支梁均布荷載下跨中撓度簡(jiǎn)支梁均布荷載下跨中撓度Bqlf43845BFlf3481簡(jiǎn)支梁集中荷載下跨中撓度簡(jiǎn)支梁集中荷載下跨中撓度例：某簡(jiǎn)支梁截面尺寸例：某簡(jiǎn)支梁截面尺寸250mm600mm

27、，混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)C30，配置，配置418，箍筋，箍筋10150，混凝，混凝土保護(hù)層土保護(hù)層c=20mm，跨中彎矩：標(biāo)準(zhǔn)組合下，跨中彎矩：標(biāo)準(zhǔn)組合下Mk=120kNm，準(zhǔn)永久組合下，準(zhǔn)永久組合下Mq=80kNm，梁的計(jì)，梁的計(jì)算跨度算跨度l0=6.5m，試驗(yàn)算其撓度。，試驗(yàn)算其撓度。解：解：2/01. 2mmNftk25/100 . 2mmNEs24/100 . 3mmNEc67. 6103/102/45csEEE21017mmAs%678. 0)600250/(1017/bhAsmmh561)91020(6000縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊

28、的距離cs=30mm0136. 06002505 . 010175 . 0bhAste260/2 .161101756187. 0108087. 0mmNAhMsqsq504. 02 .1610136. 001. 265. 01 . 165. 01 . 1sqtetkf21325201009. 600678. 067. 662 . 0504. 015. 1561101710262 . 015. 1NmmhAEBEsss2131310654. 31009. 680) 12(120120) 1(NmmBMMMBsqkkmmBlMfk45.1410654. 365001012048548513262

29、0滿足要求滿足要求mmlf2665002501250106.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性定義：指混凝土在使用環(huán)境下抵抗各種破壞因素作用，定義：指混凝土在使用環(huán)境下抵抗各種破壞因素作用， 長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整形的性能長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整形的性能抗凍性抗凍性抗?jié)B性抗?jié)B性抗碳化性抗碳化性抗堿骨料反應(yīng)性能抗堿骨料反應(yīng)性能6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.4.1 概述概述混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性：是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)要求的使用壽命內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性：是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)要求的使用壽命內(nèi)，不需花費(fèi)大量資金加固處理而保持其安全、使用和外觀要求不需花費(fèi)大量資金加固處理而保持

30、其安全、使用和外觀要求的能力。的能力。 李田、劉西拉提出的耐久性設(shè)計(jì)公式：李田、劉西拉提出的耐久性設(shè)計(jì)公式： RSS內(nèi)力設(shè)計(jì)值；內(nèi)力設(shè)計(jì)值； R結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 耐久性設(shè)計(jì)系數(shù)。耐久性設(shè)計(jì)系數(shù)。 耐久性設(shè)計(jì)耐久性設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的評(píng)估準(zhǔn)則：混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的評(píng)估準(zhǔn)則： （1）碳化壽命準(zhǔn)則）碳化壽命準(zhǔn)則 碳化壽命準(zhǔn)則是以保護(hù)層混凝土碳化，從而失去對(duì)鋼筋碳化壽命準(zhǔn)則是以保護(hù)層混凝土碳化，從而失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，使鋼筋開始產(chǎn)生銹蝕的時(shí)間作為結(jié)構(gòu)的使的保護(hù)作用，使鋼筋開始產(chǎn)生銹蝕的時(shí)間作為結(jié)構(gòu)的使用壽命。用壽命。 （2）銹脹開裂壽命準(zhǔn)則）銹脹開裂壽命準(zhǔn)則 銹脹開裂壽命

31、理論是以混凝土表面出現(xiàn)沿縱筋的銹脹裂銹脹開裂壽命理論是以混凝土表面出現(xiàn)沿縱筋的銹脹裂縫所需時(shí)間作為結(jié)構(gòu)的使用壽命?？p所需時(shí)間作為結(jié)構(gòu)的使用壽命。 （3）裂縫寬度與鋼筋銹蝕量限值壽命準(zhǔn)則）裂縫寬度與鋼筋銹蝕量限值壽命準(zhǔn)則 銹脹裂縫寬度或鋼筋銹蝕量達(dá)到某一界限值時(shí)壽命終止銹脹裂縫寬度或鋼筋銹蝕量達(dá)到某一界限值時(shí)壽命終止 （4）承載力壽命準(zhǔn)則）承載力壽命準(zhǔn)則 承載力壽命理論是考慮鋼筋銹蝕等引起的抗力退化，以構(gòu)件承載力壽命理論是考慮鋼筋銹蝕等引起的抗力退化，以構(gòu)件的載力降低到某一界限作為耐久性極限狀態(tài)。的載力降低到某一界限作為耐久性極限狀態(tài)。 6.4.2 影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素 （1

32、）對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性造成損壞的原因）對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性造成損壞的原因 1）設(shè)計(jì)構(gòu)造上的原因：）設(shè)計(jì)構(gòu)造上的原因：保護(hù)層、鋼筋間距大、沉降保護(hù)層、鋼筋間距大、沉降縫構(gòu)造不當(dāng)、洞邊配筋不當(dāng)，隔熱層、防滑層處理不當(dāng)?shù)瓤p構(gòu)造不當(dāng)、洞邊配筋不當(dāng)，隔熱層、防滑層處理不當(dāng)?shù)?2）材料質(zhì)量不合格：）材料質(zhì)量不合格：骨料級(jí)配不當(dāng)、外加劑使用不骨料級(jí)配不當(dāng)、外加劑使用不當(dāng)?shù)?。?dāng)?shù)取?3）施工質(zhì)量低劣：）施工質(zhì)量低劣：支模不當(dāng)，水灰比過大，澆筑振搗支模不當(dāng)，水灰比過大，澆筑振搗不密實(shí)，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，快速冷卻或干燥等。不密實(shí)，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，快速冷卻或干燥等。 4）環(huán)境中各種介質(zhì)的侵蝕：）環(huán)境中各種介質(zhì)的侵蝕：CO2、SO2、H2SO3氣

33、氣體的侵蝕，有侵蝕性水、硫酸鹽及堿溶液的侵蝕等體的侵蝕，有侵蝕性水、硫酸鹽及堿溶液的侵蝕等6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)構(gòu)造設(shè)計(jì)構(gòu)造材料性質(zhì)材料性質(zhì)施工質(zhì)量施工質(zhì)量外界環(huán)境條件外界環(huán)境條件影響因素影響因素內(nèi)在條件內(nèi)在條件混凝土孔結(jié)構(gòu)（孔徑和孔的分布）混凝土孔結(jié)構(gòu)（孔徑和孔的分布）影響范圍影響范圍水、氣、溶解物在混凝土孔隙和裂縫中遷移水、氣、溶解物在混凝土孔隙和裂縫中遷移混凝土劣化混凝土劣化鋼筋劣化鋼筋劣化物理物理化學(xué)化學(xué)銹蝕銹蝕承載力下降承載力下降剛度降低剛度降低表面損傷表面損傷承載力下降承載力下降剛度降低剛度降

34、低表面損傷表面損傷結(jié)構(gòu)安全性結(jié)構(gòu)安全性使用性能使用性能外觀外觀耐久性性能耐久性性能影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素6.4.3 6.4.3 混凝土耐久性的設(shè)計(jì)內(nèi)容混凝土耐久性的設(shè)計(jì)內(nèi)容混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類別進(jìn)行耐混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)使用年限和環(huán)境類別進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容：久性設(shè)計(jì)，耐久性設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容：1 1 確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別；確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別；2 2 提出對(duì)混凝土材料的耐久性基本要求；提出對(duì)混凝土材料的耐久性基本要求；3 3 確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度；確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度；4 4 不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)

35、措施；不同環(huán)境條件下的耐久性技術(shù)措施；5 5 提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)與維護(hù)要求。提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測(cè)與維護(hù)要求。注：對(duì)臨時(shí)性的混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐注：對(duì)臨時(shí)性的混凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮混凝土的耐久性要求。久性要求。6 混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算6.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性環(huán)境類別環(huán)境類別條條 件件一一室內(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(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；嚴(yán)和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地

36、區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境觸的環(huán)境二二b干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露干濕交替環(huán)境；水位頻繁變動(dòng)環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無侵蝕性的水或土天環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境壤直接接觸的環(huán)境三三a嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)區(qū)環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)區(qū)環(huán)境；受除冰鹽影響環(huán)境；海風(fēng)環(huán)境海風(fēng)環(huán)境三三b鹽漬土環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境鹽漬土環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境；海岸環(huán)境四四海水環(huán)境海水環(huán)境五五受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)

37、影響的環(huán)境受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別注：注：1 1 室內(nèi)潮濕環(huán)境是指構(gòu)件表面經(jīng)常處于結(jié)露或濕室內(nèi)潮濕環(huán)境是指構(gòu)件表面經(jīng)常處于結(jié)露或濕潤(rùn)狀態(tài)的環(huán)境；潤(rùn)狀態(tài)的環(huán)境； 2 2 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的劃分應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50176GB 50176的有關(guān)規(guī)定；的有關(guān)規(guī)定； 3 3 海岸環(huán)境和海風(fēng)環(huán)境宜根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，考慮主海岸環(huán)境和海風(fēng)環(huán)境宜根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，考慮主導(dǎo)風(fēng)向及結(jié)構(gòu)所處迎風(fēng)、背風(fēng)部位等因素的影響，由導(dǎo)風(fēng)向及結(jié)構(gòu)所處迎風(fēng)、背風(fēng)部位等因素的影響，由調(diào)查研究和工程經(jīng)驗(yàn)確定；調(diào)查研究和工程經(jīng)驗(yàn)確定； 4 4 受除冰鹽影響環(huán)境是指受到除冰鹽鹽霧影響的受除冰鹽影響環(huán)境是指受到除冰鹽鹽霧影響的環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境是指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)環(huán)境；受除冰鹽作用環(huán)境是指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)境以及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房、停車樓等建筑。境以及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房、停車樓等建筑。 5 5 暴露的環(huán)境是指混凝土結(jié)構(gòu)表面所處的環(huán)境。暴露的環(huán)境是指混凝土結(jié)構(gòu)表面所處的環(huán)境。設(shè)計(jì)使用年限為設(shè)計(jì)使用年限為5050年的混凝土結(jié)構(gòu)，其混凝土材料年的混凝土結(jié)構(gòu)，其混凝土材料宜符合下表的規(guī)定。宜符合下表的規(guī)定。環(huán)境類環(huán)境類別別最大水膠最大水膠比比