撓度、裂縫寬度驗算概要ppt課件

1、第第7 7章章 撓度、裂痕寬度撓度、裂痕寬度為什么要進展受彎構(gòu)件的撓度驗算？為什么要進展受彎構(gòu)件的撓度驗算？1 1、保證構(gòu)造的運用功能要求。構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生過大的變形將影、保證構(gòu)造的運用功能要求。構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生過大的變形將影響甚至喪失其運用功能，如支承精細儀器設(shè)備的樓蓋產(chǎn)生過響甚至喪失其運用功能，如支承精細儀器設(shè)備的樓蓋產(chǎn)生過大的撓度或震動將降低儀器的精度；屋面構(gòu)造撓度過大會構(gòu)大的撓度或震動將降低儀器的精度；屋面構(gòu)造撓度過大會構(gòu)成積水，產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過大變形會妨礙吊車和成積水，產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過大變形會妨礙吊車和車輛的正常運轉(zhuǎn)；車輛的正常運轉(zhuǎn)； 2 2、防止對構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。

2、如支承在磚墻上的梁端產(chǎn)、防止對構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。如支承在磚墻上的梁端產(chǎn)生過大轉(zhuǎn)角將使支承面積減小、反力偏心，引起墻體開裂；生過大轉(zhuǎn)角將使支承面積減小、反力偏心，引起墻體開裂；3 3、防止對非構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。構(gòu)造變形過大會使門窗、防止對非構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。構(gòu)造變形過大會使門窗等不能正常開關(guān)，甚至導(dǎo)致隔墻、天花板和飾面的開裂或損等不能正常開關(guān)，甚至導(dǎo)致隔墻、天花板和飾面的開裂或損壞。壞。8.1 8.1 受彎構(gòu)件的撓度驗算受彎構(gòu)件的撓度驗算保證構(gòu)造正常運用的撓度限值保證構(gòu)造正常運用的撓度限值4、保證人們的覺得在可接受的范圍內(nèi)。例如防止厚度較、保證人們的覺得在可接受的范圍內(nèi)。例如防止厚度

3、較小的板在人們站上去以后產(chǎn)生過大的哆嗦或明顯下垂引小的板在人們站上去以后產(chǎn)生過大的哆嗦或明顯下垂引起不平安感；防止可變荷載活荷載、風(fēng)荷載等引起起不平安感；防止可變荷載活荷載、風(fēng)荷載等引起的振動及噪聲對人的不良覺得等。的振動及噪聲對人的不良覺得等。課本附錄課本附錄4 4 表表4-14-1fEIMlEIqlf244853845均布：2 MfSlEI MEI 對于彈性均質(zhì)資料截面，對于彈性均質(zhì)資料截面，EI為常數(shù)，為常數(shù)，M-關(guān)系為直線。關(guān)系為直線。EIMlEIPlf23121481集中：2Sl MEI 資料力學(xué)資料力學(xué)8.1.1 8.1.1 截面彎曲剛度的定義截面彎曲剛度的定義 構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件受力

4、后將在截面上產(chǎn)生內(nèi)力，并使截面構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件受力后將在截面上產(chǎn)生內(nèi)力，并使截面產(chǎn)生變形。截面上的資料抵抗內(nèi)力的才干就是截面承載力；產(chǎn)生變形。截面上的資料抵抗內(nèi)力的才干就是截面承載力；抵抗變形的才干就是截面剛度。抵抗變形的才干就是截面剛度。 對于接受彎矩對于接受彎矩M的截面來說，抵抗截面轉(zhuǎn)動的才干，就的截面來說，抵抗截面轉(zhuǎn)動的才干，就是截面彎曲剛度。是截面彎曲剛度。 截面的轉(zhuǎn)動是以截面曲率截面的轉(zhuǎn)動是以截面曲率來度量的來度量的. 截面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)生截面彎曲剛度就是使截面產(chǎn)生單位曲率需求施加的彎矩值。單位曲率需求施加的彎矩值。但混凝土為彈塑性資料，鋼筋混凝土適筋梁隨彎矩增大，但混凝土為彈塑

5、性資料，鋼筋混凝土適筋梁隨彎矩增大，由于混凝土開裂、塑性變形和鋼筋屈服等影響，截面彎曲剛由于混凝土開裂、塑性變形和鋼筋屈服等影響，截面彎曲剛度逐漸減小，變形曲線度逐漸減小，變形曲線M-f 不再是直線，而是呈曲線變化。不再是直線，而是呈曲線變化。適筋梁正截面的適筋梁正截面的M-曲線上任一點處切線的斜率就是該點曲線上任一點處切線的斜率就是該點處的截面彎曲剛度處的截面彎曲剛度B。因此，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的彎曲剛。因此，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的彎曲剛度不再是常量度不再是常量EI而是變量而是變量B。雖然這樣做在實際上是正確的，但既有困難，又不適用。雖然這樣做在實際上是正確的，但既有困難，又不適用。鋼筋混凝土

6、適筋梁的變形曲線鋼筋混凝土適筋梁的變形曲線正常運用時的截面彎曲剛度正常運用時的截面彎曲剛度MyMsMcrEcI0BsM研討闡明，鋼筋混凝土正常運用時正截面接受的彎矩大致研討闡明，鋼筋混凝土正常運用時正截面接受的彎矩大致為受彎承載力為受彎承載力Mu的的50%70%。我國我國?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?給出了受彎構(gòu)件截面彎曲剛度給出了受彎構(gòu)件截面彎曲剛度B的定義：在的定義：在M-曲線的曲線的0.5Mu0.7Mu區(qū)段內(nèi)，曲線上的任區(qū)段內(nèi)，曲線上的任一點與坐標(biāo)原點相連割線的斜率。一點與坐標(biāo)原點相連割線的斜率。正常運用時的截面彎曲剛度正常運用時的截面彎曲剛度MyMsMcrEcI0BsM 鋼筋

7、混凝土梁的截面剛度不只隨彎矩變化，而且隨荷載繼鋼筋混凝土梁的截面剛度不只隨彎矩變化，而且隨荷載繼續(xù)作用的時間的增長而減小。續(xù)作用的時間的增長而減小。 通常用通常用Bs表示鋼筋混凝土梁不思索時間要素的截面彎曲剛表示鋼筋混凝土梁不思索時間要素的截面彎曲剛度，簡稱短期剛度度，簡稱短期剛度; 而用而用B表示思索時間要素的截面彎曲剛度，簡稱長期剛度。表示思索時間要素的截面彎曲剛度，簡稱長期剛度。8.1.2 受彎構(gòu)件的短期剛度受彎構(gòu)件的短期剛度sB2061.150.213.5sssEfE A hB ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?規(guī)定：規(guī)定：ESCEE 0sAbh 0()fffbb hbh 受壓翼

8、緣加強系數(shù)受壓翼緣加強系數(shù)當(dāng)當(dāng)hf0.2h0時，時，取取hf=0.2h08.1.2 受彎構(gòu)件的短期剛度受彎構(gòu)件的短期剛度sB2061.150.213.5sssEfE A hB ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?規(guī)定：規(guī)定：裂痕處受拉鋼筋重心處的拉應(yīng)變不均勻系數(shù)裂痕處受拉鋼筋重心處的拉應(yīng)變不均勻系數(shù) 當(dāng)當(dāng)y 1.0時，取時，取y =1.0；對直接接受反復(fù)荷載作用的構(gòu)件，取對直接接受反復(fù)荷載作用的構(gòu)件，取y =1.0。1.10.65tksqtef steteAA tete為以有效受拉混凝土截面面積計算的受拉鋼筋配筋率。為以有效受拉混凝土截面面積計算的受拉鋼筋配筋率。AteAte為有效受拉混凝

9、土截面面積：為有效受拉混凝土截面面積：對受彎構(gòu)件及偏心構(gòu)件取對受彎構(gòu)件及偏心構(gòu)件取對軸心受拉構(gòu)件為構(gòu)件的截面面積。對軸心受拉構(gòu)件為構(gòu)件的截面面積。0.5()teffAbhbb h在最大裂痕寬度和撓度驗算中，當(dāng)在最大裂痕寬度和撓度驗算中，當(dāng)te0.01時，取時，取te0.01。sq 為按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力為按荷載準(zhǔn)永久組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力對受彎構(gòu)件取對受彎構(gòu)件取00.87qsqSMh A ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?規(guī)定：規(guī)定：1nqGkqiQikiMMM ?規(guī)范規(guī)范?規(guī)定：規(guī)定：對對Bs可有以下認(rèn)識：可有以下認(rèn)識：1、 Bs主要是

10、用縱向受拉鋼筋來表達的，其計算公式外表復(fù)雜，主要是用縱向受拉鋼筋來表達的，其計算公式外表復(fù)雜，實踐上比用混凝土表達的反而簡單。實踐上比用混凝土表達的反而簡單。2、 Bs不是常數(shù)，是隨彎矩而變的，彎矩增大，不是常數(shù)，是隨彎矩而變的，彎矩增大， Bs減??；彎矩減??；彎矩減小，減小，Bs增大。增大。3、當(dāng)其他條件一樣時，截面有效高度、當(dāng)其他條件一樣時，截面有效高度h0 對截面彎曲剛度的影響對截面彎曲剛度的影響最顯著。最顯著。4、當(dāng)截面有受拉翼緣或有受壓翼緣時，都會使、當(dāng)截面有受拉翼緣或有受壓翼緣時，都會使Bs有所增大。有所增大。2061.150.213.5sssEfE A hB 5、詳細計算闡明，縱

11、向受拉鋼筋配筋率、詳細計算闡明，縱向受拉鋼筋配筋率增大，增大， Bs也略有增也略有增大。大。6、在常用配筋率、在常用配筋率的情況下，提高混凝土強度等的情況下，提高混凝土強度等級對提高級對提高B的作用不大。的作用不大。7、 Bs的單位與彈性資料的的單位與彈性資料的EI是一樣的，都是是一樣的，都是“Nmm，由，由于彎矩的單位是于彎矩的單位是“Nmm，截面曲率的單位是，截面曲率的單位是“1/mm。對對Bs可有以下認(rèn)識：可有以下認(rèn)識：2061.150.213.5sssEfE A hB ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?給出了長期撓度與短期撓度的比給出了長期撓度與短期撓度的比值值的計算公式：的計算

12、公式： 在荷載長期作用下，由于混凝土的徐變會使梁的撓度在荷載長期作用下，由于混凝土的徐變會使梁的撓度隨時間增長。此外，鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑移徐變、混凝隨時間增長。此外，鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑移徐變、混凝土的收縮等也會導(dǎo)致梁的撓度增大。土的收縮等也會導(dǎo)致梁的撓度增大。8.1.3 長期剛度長期剛度 B 的計算的計算SBB ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?規(guī)定，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的規(guī)定，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度計算應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組合彎矩值撓度計算應(yīng)按荷載的準(zhǔn)永久組合彎矩值Mq并思索荷載長期并思索荷載長期作用的影響計算。作用的影響計算。2 00 4.lsff 長期剛度長期剛度 B的計算的計算:

13、 8.1.4 最小剛度原那么最小剛度原那么Bmin剛度剛度實踐實踐1/r=Mk/BMk/Bmin 在混凝土構(gòu)造中裂痕通常是由拉應(yīng)力引起的。因混在混凝土構(gòu)造中裂痕通常是由拉應(yīng)力引起的。因混凝土的極限拉應(yīng)變凝土的極限拉應(yīng)變etu 隨混凝土種類、配合比、添加劑、隨混凝土種類、配合比、添加劑、養(yǎng)護條件、加載速度、截面上的應(yīng)力梯度等不同會發(fā)生養(yǎng)護條件、加載速度、截面上的應(yīng)力梯度等不同會發(fā)生變化。變化。 嚴(yán)厲地說，只需當(dāng)某處混凝土的拉應(yīng)變嚴(yán)厲地說，只需當(dāng)某處混凝土的拉應(yīng)變et 到達混凝到達混凝土的極限拉應(yīng)變土的極限拉應(yīng)變etu 時才會呈現(xiàn)裂痕。時才會呈現(xiàn)裂痕。8.2 裂痕寬度驗算裂痕寬度驗算1、裂痕寬度、

14、裂痕寬度 ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?定義的裂痕開展寬度是指受拉鋼筋定義的裂痕開展寬度是指受拉鋼筋重心程度處構(gòu)件側(cè)外表混凝土的裂痕寬度。重心程度處構(gòu)件側(cè)外表混凝土的裂痕寬度。 裂痕的寬度就等于裂痕間鋼筋的伸長減去混凝土的伸長。裂痕的寬度就等于裂痕間鋼筋的伸長減去混凝土的伸長?？梢?，裂痕間距小，裂痕寬度就小，即裂痕密而細，這是工程可見，裂痕間距小，裂痕寬度就小，即裂痕密而細，這是工程中所希望的。中所希望的。max(1.90.08)sqeqcrsstedwcE 根據(jù)實驗結(jié)果，將各種系數(shù)歸并后，根據(jù)實驗結(jié)果，將各種系數(shù)歸并后，?規(guī)范規(guī)范?規(guī)定的最大裂規(guī)定的最大裂痕寬度計算公式：痕寬度計算

15、公式：裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力裂痕截面處的鋼筋應(yīng)力sq計算公式：計算公式：受彎構(gòu)件：受彎構(gòu)件：軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件:偏心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件： 4 偏心受壓構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件：2、 最大裂痕寬度驗算最大裂痕寬度驗算 ?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?把鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土把鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂痕控制等級分為個等級。構(gòu)件的裂痕控制等級分為個等級。 一級和二級：要求不呈現(xiàn)裂痕的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；一級和二級：要求不呈現(xiàn)裂痕的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件； 三級裂痕控制等級：鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂痕寬度可按三級裂痕控制等級：鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂痕寬度可按荷載準(zhǔn)永久組合并思索長期作

16、用影響的效應(yīng)計算，最大裂痕寬荷載準(zhǔn)永久組合并思索長期作用影響的效應(yīng)計算，最大裂痕寬度應(yīng)符合以下規(guī)定：度應(yīng)符合以下規(guī)定：3、 最大裂痕寬度限值最大裂痕寬度限值 確定最大裂痕寬度限值，主要思索兩個方面的理由，一確定最大裂痕寬度限值，主要思索兩個方面的理由，一是外觀要求；二是耐久性要求，并以后者為主。是外觀要求；二是耐久性要求，并以后者為主。 附表附表4-2maxlimww .混凝土構(gòu)造的耐久性混凝土構(gòu)造的耐久性.耐久性的普通概念耐久性的普通概念 混凝土構(gòu)造的耐久性是指構(gòu)造或構(gòu)件在設(shè)計運用年限內(nèi)，混凝土構(gòu)造的耐久性是指構(gòu)造或構(gòu)件在設(shè)計運用年限內(nèi)，在正常維護條件下，不需求進展大修就可滿足正常運用和平在

17、正常維護條件下，不需求進展大修就可滿足正常運用和平安功能要求的才干。安功能要求的才干。 混凝土的碳化及鋼筋銹蝕是影響混凝土構(gòu)造耐久性的最混凝土的碳化及鋼筋銹蝕是影響混凝土構(gòu)造耐久性的最主要的要素。主要的要素。.混凝土的碳化混凝土的碳化 大氣環(huán)境中的大氣環(huán)境中的CO2 引起混凝土中性化的過程稱為混凝土的引起混凝土中性化的過程稱為混凝土的碳化。碳化。 碳化對混凝土本身是無害的，但碳化會破壞鋼筋外表的氧碳化對混凝土本身是無害的，但碳化會破壞鋼筋外表的氧化膜，為鋼筋銹蝕發(fā)明了前提條件；同時碳化會加劇混凝土的化膜，為鋼筋銹蝕發(fā)明了前提條件；同時碳化會加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開裂，使鋼筋容易銹蝕。收

18、縮，可導(dǎo)致混凝土開裂，使鋼筋容易銹蝕。.鋼筋的銹蝕鋼筋的銹蝕混凝土中鋼筋的銹蝕機理是電化學(xué)腐蝕?；炷林袖摻畹匿P蝕機理是電化學(xué)腐蝕。防止鋼筋銹蝕的主要措施有：防止鋼筋銹蝕的主要措施有：降低水灰比，添加水泥用量，提高混凝土的密實度；降低水灰比，添加水泥用量，提高混凝土的密實度；要有足夠的混凝土維護層厚度；要有足夠的混凝土維護層厚度；嚴(yán)厲控制氯離子的含量；嚴(yán)厲控制氯離子的含量；采用覆蓋層，防止采用覆蓋層，防止CO2、O2、Cl 的滲入。的滲入。.混凝土構(gòu)造的耐久性設(shè)計混凝土構(gòu)造的耐久性設(shè)計?混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)范?規(guī)定了混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計的根規(guī)定了混凝土構(gòu)造耐久性設(shè)計的根本內(nèi)容如下

19、：本內(nèi)容如下： 確定構(gòu)造所處的環(huán)境類別，附表確定構(gòu)造所處的環(huán)境類別，附表4-2。 提出對混凝土資料的耐久性根本要求。提出對混凝土資料的耐久性根本要求。 對設(shè)計年限為對設(shè)計年限為50年的混凝土構(gòu)造，其混凝土資料的耐久年的混凝土構(gòu)造，其混凝土資料的耐久性根本要求宜符合表性根本要求宜符合表8-1的相關(guān)規(guī)定。的相關(guān)規(guī)定。 確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土維護層厚度。混凝土維護層厚確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土維護層厚度。混凝土維護層厚度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定；當(dāng)采取有效的外表防護措施時，混凝土度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定；當(dāng)采取有效的外表防護措施時，混凝土維護層厚度可適當(dāng)減小。維護層厚度可適當(dāng)減小。 混凝土構(gòu)造及構(gòu)件尚應(yīng)采取以下耐久性技術(shù)措施：混凝土構(gòu)造及構(gòu)件尚應(yīng)采取以下耐久性技術(shù)措施：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造中的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)根據(jù)詳細情況采取外表防預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造中的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)根據(jù)詳細情況采取外表防護、孔道灌漿、加大混凝土維護層厚度等措施，外露的錨固端應(yīng)采護、孔道灌漿、加大混凝土維護層厚度等措施，外露的錨固端應(yīng)采取封錨和混凝土外表處置等有效措施；取封錨和混凝土外表處置等有效措施；有抗?jié)B要求的混凝土構(gòu)造，混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)符合有關(guān)規(guī)有抗?jié)B要求的混凝土構(gòu)造，混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求；范的要