第4章 構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)

遼寧省交通高等?？茖W(xué)校鋼筋混凝土12構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)4.1受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算4.2裂縫寬度驗(yàn)算

受彎構(gòu)件的撓度限值構(gòu)件類型撓度限值吊車梁手動吊車電動吊車l0/500l0/600屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件當(dāng)l0<7m時(shí)當(dāng)7m≤l0≤9m時(shí)當(dāng)l0>9m時(shí)l0/200(l0/250)l0/250(l0/300)l0/300(l0/400)注：①表中l(wèi)0為構(gòu)件的計(jì)算跨度；②表中括號內(nèi)數(shù)值適用于使用上對撓度有較高要求的構(gòu)件；③計(jì)算懸臂梁構(gòu)件的撓度限值時(shí)，其計(jì)算跨度l0按實(shí)際懸臂長度的2倍取用。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值環(huán)境類別鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制等級wlim(mm)裂縫控制等級wlim(mm)一三0.3(0.4)三0.2二三0.2二—三三0.2一—注：①

1表中規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的混凝土構(gòu)件和采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線及處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；②

對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度可采用括號內(nèi)的數(shù)值；③

表中的最大裂縫寬度限值用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度。

4.1受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算1.鋼筋混凝土梁抗彎剛度的特點(diǎn)材料力學(xué)中勻質(zhì)彈性材料梁的撓度計(jì)算方法鋼筋混凝土構(gòu)件材料屬彈塑性

截面抗彎剛度不再是常數(shù)

抗彎剛度逐漸減小

計(jì)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度，關(guān)鍵是確定截面的抗彎剛度

《規(guī)范》規(guī)定：荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的截面抗彎剛度即短期剛度，用Bs表示；按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的截面抗彎剛度即長期剛度，用B表示。

由幾何關(guān)系、物理關(guān)系、平衡關(guān)系得短期剛度

–––撓度增大系數(shù)。=2.00.4'/…8－6Bs

–––短期剛度按式(3-72)計(jì)算3.長期剛度4.受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算受彎構(gòu)件在正常狀態(tài)下，剛度沿長度是變化的。為了簡化計(jì)算，可近似的按純彎區(qū)段平均的截面抗彎剛度，即該區(qū)段最小剛度Bmin作為全梁的抗彎剛度，這一計(jì)算原則通常稱為“最小剛度原則”。最小剛度原則提高剛度的有效措施h0或As增加'鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度計(jì)算

≤

當(dāng)鋼筋混凝土梁產(chǎn)生的撓度值不滿足《規(guī)范》規(guī)定的限值要求時(shí)，可采取提高剛度的措施選擇合理的截面形式(T形、I形)

采用雙筋截面

提高混凝土的強(qiáng)度等級

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)。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。裂縫荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：占20%ct>ft

計(jì)算max[max]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%)通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，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)力過大引起的開裂，規(guī)定了最大伸縮縫之間的間距。為防止由于鋼筋周圍砼過快的碳化失去對鋼筋的保護(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4.2裂縫寬度驗(yàn)算

裂縫控制的目的與要求4.2裂縫寬度驗(yàn)算?

外觀要求?

耐久要求

1.裂縫的發(fā)生與其分布ftkNN(a)(b)(c)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max《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。隨機(jī)性當(dāng)cftk，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，ss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)：開展：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)相對滑移，引起裂縫處混凝土的回縮引起的。粘結(jié)–––滑移理論：Ncr+N211Ncr+N123<ftkNsNs分布<ftksmss(b)(a)(c)(d)(e)2.平均裂縫間距3.平均裂縫寬度式中：sm=

ss

…8－1c–––0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)

–––與受力特性有關(guān)的系數(shù)c

–––保護(hù)層厚度d–––鋼筋直徑軸心受拉=1.1受彎、偏心受壓、偏拉=1.0

–––縱向受拉鋼筋的表面特征系數(shù)光面=1.1變形=1.0式中：hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te

–––截面的有效配筋率te=As/Ate–––鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)，表示砼參與工作的程度(0.41.0)Atess

–––裂縫截面處鋼筋應(yīng)力軸心受拉：受彎：偏心受拉：偏心受壓：0.87h0h0NsssAsMsCssAsee0eNsh0–asAsAsense0sAsAssAsCCcZssAsNs(a)(b)(c)(d)CssAssAs4.最大裂縫寬度與裂縫寬度驗(yàn)算max=ssl