鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

第9章鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第一節(jié)：概述第二節(jié)：鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算

第三節(jié)：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算

第四節(jié)：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)?！?．1概述

安全性適用性耐久性結(jié)構(gòu)功能承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)本章主要講述的是正常使用極限狀態(tài)鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。安全性

是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)，應(yīng)能承受正常施工、正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用。在作用（如地震）或偶然事件（如爆炸）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)能保持整體穩(wěn)定，不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

安全性是通過(guò)承載力的計(jì)算和構(gòu)造措施來(lái)保證的，前面幾章對(duì)拉、壓、彎、剪、扭及其復(fù)合受力狀態(tài)的承載力計(jì)算公式和相應(yīng)的構(gòu)造措施做了系統(tǒng)介紹。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。拉彎壓剪扭簡(jiǎn)單受力狀態(tài)偏心受拉偏心受壓復(fù)合受力狀態(tài)剪扭彎扭彎剪扭壓彎剪扭鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。適用性

結(jié)構(gòu)的適用性是通過(guò)正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算來(lái)滿足的，包括裂縫和變形的驗(yàn)算。通過(guò)計(jì)算使裂縫寬度和變形不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值。

是結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下具有良好的工作性能，如不產(chǎn)生影響使用的過(guò)大撓度或振幅，不產(chǎn)生讓使用者感到不安的裂縫等。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件不滿足正常使用極限狀態(tài)的危害性要小，其相應(yīng)的可靠指標(biāo)β值相對(duì)要求較小，故裂縫寬度及變形的計(jì)算時(shí)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。為了方便，驗(yàn)算裂縫寬度及變形時(shí)，只按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響進(jìn)行計(jì)算。構(gòu)件的變形及裂縫寬度都隨時(shí)間而增大，對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合及準(zhǔn)永久組合分別加以驗(yàn)算。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。耐久性

結(jié)構(gòu)在所處的工作環(huán)境中，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下不需要進(jìn)行大修就能完成預(yù)定功能的能力。如混凝土不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、脫落，鋼筋不發(fā)生銹蝕等。耐久性是通過(guò)滿足耐久性規(guī)定與規(guī)范限值(如混凝土保護(hù)層最小厚度、最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)等)實(shí)現(xiàn)的?；炷两Y(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境類(lèi)別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。§9．2鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算

裂縫裂縫微觀裂縫宏觀裂縫變形引起的裂縫荷載引起的裂縫裂縫寬度驗(yàn)算主要指的是荷載引起的裂縫鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。裂縫寬度是指受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面上的混凝土的裂縫寬度。試驗(yàn)量測(cè)表明，沿裂縫深度，裂縫寬度是不相等的，由于受到鋼筋的約束，近鋼筋處回縮變形小，構(gòu)件表面處回縮大鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。裂縫特點(diǎn)

1在使用荷載作用下，對(duì)于工作在正常使用階段的受彎構(gòu)件來(lái)講，處于受彎全過(guò)程的第Ⅱ階段，此時(shí):①裂縫基本“出齊”，即裂縫的分布處于穩(wěn)定狀態(tài)。②由于材料的不均勻性以及截面尺寸的偏差等因素的影響，裂縫的出現(xiàn)具有某種程度的偶然性，因而裂縫出現(xiàn)的間距和寬度是不均勻的。③平均裂縫間距和平均裂縫寬度是有規(guī)律性的，平均裂縫寬度與最大裂縫寬度之間也具有一定的規(guī)律性。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。

2當(dāng)荷載長(zhǎng)期作用①由于混凝土的滑移徐變和拉應(yīng)力的松馳，將導(dǎo)致裂縫間受拉混凝土不斷退出工作，使裂縫開(kāi)展寬度增大；②混凝土的收縮使裂縫間混凝土的長(zhǎng)度縮短，這也會(huì)引起裂縫的進(jìn)一步開(kāi)展。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。裂縫控制等級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制分為三級(jí)。裂縫控制等級(jí)的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：

一級(jí)—

嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力；

二級(jí)—

一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；而按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜產(chǎn)生拉應(yīng)力；

三級(jí)—

允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)表4-3規(guī)定的最大裂縫寬度限值。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，處于一類(lèi)環(huán)境時(shí)，可允許開(kāi)裂，應(yīng)進(jìn)行最大裂縫寬度的驗(yàn)算；處于二、三類(lèi)環(huán)境時(shí)，不允許出現(xiàn)裂縫，應(yīng)分別以二級(jí)及一級(jí)裂縫控制等級(jí)驗(yàn)算；

鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)均為三級(jí)，即鋼筋混凝土構(gòu)件均需進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算予以保證。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。平均裂縫間距

裂縫出現(xiàn)后，開(kāi)裂截面混凝土向裂縫兩側(cè)回縮，在回縮的那一段長(zhǎng)度l中，混凝土與鋼筋之間有相對(duì)滑移，產(chǎn)生粘結(jié)應(yīng)力τ。通過(guò)粘結(jié)應(yīng)力的作用，隨著離裂縫截面距離的增大，鋼筋拉應(yīng)力逐漸減??；混凝土拉應(yīng)力由零逐漸增大，距離裂縫l處，粘結(jié)應(yīng)力消失圖(9-2(c))，混凝土和鋼筋又具有相同的拉伸應(yīng)變，各自的應(yīng)力又趨于均勻分布。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。平均裂縫間距

令乘以1.5

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)?；炷梁弯摻铋g的τu、τ

cr、τ

，均與混凝土抗拉強(qiáng)度基本成正比例關(guān)系，故可取ft/τ

m為常數(shù)。平均裂縫間距與混凝土保護(hù)層有一定關(guān)系。應(yīng)適當(dāng)考慮混凝土保護(hù)層厚度的影響。鋼筋表面特征同樣影響平均裂縫間距，對(duì)此可用鋼筋的等效直徑deq代替d。當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度c不大于65mm時(shí)，對(duì)配置帶肋鋼筋混凝土構(gòu)件的平均裂縫間距可按下列公式計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。平均裂縫寬度裂縫寬度為裂縫出現(xiàn)后鋼筋與外圍混凝土在裂縫間距之間的相對(duì)滑移總和。故wm等于平均裂縫間距內(nèi)鋼筋與相應(yīng)水平處構(gòu)件側(cè)表面混凝土伸長(zhǎng)的差值設(shè)裂縫間縱向受拉鋼筋的拉應(yīng)變不均勻系數(shù)為ψ，在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，鋼筋并未達(dá)到屈服，采用其彈性模量。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。令

分析表明，αc與配筋率ρte、混凝土保護(hù)層厚度c等有關(guān)，但變化幅度不大。為簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)軸心受拉、受彎及偏心受力構(gòu)件，可統(tǒng)一取αc=0.85。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。裂縫處的鋼筋應(yīng)力

⑴軸心受拉構(gòu)件⑵矩形、T形、倒T形和I形截面偏心受拉構(gòu)件大小偏心受拉構(gòu)件的σsk計(jì)算可統(tǒng)一由下式表達(dá)鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。

⑶受彎構(gòu)件為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)矩形、T形和I形截面受彎構(gòu)件對(duì)受壓區(qū)合力點(diǎn)取矩，得鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。⑷矩形、T形、倒T形和I形截面偏心受壓構(gòu)件對(duì)于偏心受壓構(gòu)件，η的計(jì)算較為復(fù)雜，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，近似地取鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。

γ′

f受壓翼緣增強(qiáng)系數(shù)，等于受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值對(duì)受壓區(qū)合力點(diǎn)取矩，得

e軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離偏心構(gòu)件的的l0/h>14時(shí)，還需考慮側(cè)向撓度的影響，引入偏心距增大系數(shù)ηs，可近似地?。轰摻罨炷翗?gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。最大裂縫寬度及其驗(yàn)算

確定最大裂縫寬度的方法

裂縫間距和裂縫寬度的分散性比較大，在構(gòu)件中的最大裂縫寬度要比平均裂縫寬度大得多。wmax,s可由平均裂縫寬度乘以τs求得。長(zhǎng)期荷載作用下，受拉區(qū)混凝土將產(chǎn)生收縮、滑移徐變，受壓區(qū)混凝土也將產(chǎn)生徐變，因此，裂縫寬度亦將不斷增大。wmax可由wmax,s乘以τl求得，τl=1.5。最大裂縫寬度在概率下的含義是具有95%保證率的相對(duì)最大裂縫寬度。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。最大裂縫寬度的計(jì)算綜合參數(shù)αc、τs、τl、β的影響，引入構(gòu)件受力特征系數(shù)αcr=αcτsτlβ表示。

《規(guī)范》規(guī)定對(duì)矩形、T形、倒T形和I形截面的受拉、受彎和偏心受壓構(gòu)件，按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響的最大裂縫寬度可按下列公式計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。ρte按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向鋼筋配筋率；當(dāng)ρte<0.01，取ρte=0.01

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。矩形截面及T形截面倒T形截面此處應(yīng)特別注意，T形截面和倒T形截面的受拉區(qū)是不同的。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。最大裂縫寬度限值

(1)外觀要求:從外觀要求考慮，裂縫過(guò)寬將給人以不安全感，同時(shí)也影響對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

(2)耐久性要求:裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性是非常不利的。直接受雨淋的構(gòu)件，無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的房屋中經(jīng)常受雨淋的構(gòu)件，經(jīng)常受蒸汽或凝結(jié)水作用的室內(nèi)構(gòu)件(如浴室等)，以及與土壤直接接觸的構(gòu)件(如基礎(chǔ)等)，都具備鋼筋銹蝕的必要和充分條件，因而都應(yīng)嚴(yán)格限制裂縫寬度。處于室內(nèi)正常環(huán)境，因缺少銹蝕的充分條件，不至銹蝕或雖有輕微銹蝕但不會(huì)影響承載力，因此裂縫寬度限值可放寬些。不過(guò)，這時(shí)還應(yīng)按構(gòu)件的工作條件加以區(qū)分。例如，屋架、托架等主要屋面承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及需作疲勞驗(yàn)算的吊車(chē)梁等構(gòu)件，均應(yīng)從嚴(yán)控制裂縫寬度(見(jiàn)表9-1)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。最大裂縫寬度驗(yàn)算應(yīng)滿足：⑴對(duì)于直接承受吊車(chē)荷載但不需作疲勞驗(yàn)算的吊車(chē)梁,可將計(jì)算出的最大裂縫寬度乘以系數(shù)0.85。⑸對(duì)于由荷載以外諸因素引起的裂縫，都不包括在內(nèi)。⑵對(duì)e0/h0≤0.55的偏心受壓構(gòu)件，均能符合wlim的要求，規(guī)定不必驗(yàn)算。⑶對(duì)于斜裂縫寬度，當(dāng)配置受剪承載力所需的腹筋后，使用階段的裂縫寬度一般小于0.2mm，故不必驗(yàn)算。⑷最大裂縫寬度均系指受拉鋼筋截面重心水平處的構(gòu)件側(cè)表面裂縫寬度。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)?！?．3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算截面抗彎剛度的概念

由材料力學(xué)知，勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度可以表示為或在材料力學(xué)中，當(dāng)梁的截面形狀、尺寸和材料已知時(shí)，梁的截面抗彎剛度EI是常數(shù)。在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中，由于混凝土的裂縫和塑性變形影響，其剛度是變化的。由EI=M/φ知，截面抗彎剛度就是使截面產(chǎn)生單位曲率需要施加的彎矩值?；炷潦軓潣?gòu)件的剛度等于彎矩M和曲率φ的比值。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。在使用荷載作用下，處于帶裂縫工作狀態(tài)。由于鋼筋混凝土是不勻質(zhì)的非彈性材料，從圖9-8中可以看出，該階段,M與φ間為非線性關(guān)系，即曲率φ比M增加的快。故剛度隨M增大而降低。而且沿構(gòu)件的截面抗彎剛度也是不均勻分布的。此時(shí)，構(gòu)件截面短期剛度與用材料力學(xué)彈性體公式表達(dá)的抗彎剛度EI已大不相同。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。荷載長(zhǎng)期作用時(shí)，由于受壓混凝土的徐變和收縮，使混凝土的壓應(yīng)變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大；裂縫間受拉區(qū)混凝土的應(yīng)力松弛，受拉區(qū)混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)滑移徐變，裂縫向上延伸，導(dǎo)致受拉混凝土隨時(shí)間不斷退出工作，鋼筋拉應(yīng)變隨時(shí)間增大，構(gòu)件的撓度也就不斷地增長(zhǎng)，也就是說(shuō)，截面的剛度將隨荷載的長(zhǎng)期作用而降低。驗(yàn)算變形時(shí)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用的影響計(jì)算。用長(zhǎng)期剛度B代替，可得鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁跨中撓度驗(yàn)算公式鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下受彎構(gòu)件的截面抗彎剛度，簡(jiǎn)稱為短期剛度，記作Bs。短期剛度

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用到截面抗彎剛度的有兩種情況。⑴是指預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，它包括要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件(可近似地把混凝土開(kāi)裂前的M-φ曲線視為直線，⑵是指帶裂縫工作的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件。此處主要講述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的截面抗彎剛度。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。構(gòu)件出現(xiàn)裂縫后，沿構(gòu)件軸長(zhǎng)，其受拉鋼筋及受壓混凝土的應(yīng)變分布是不均勻的，在裂縫截面處最大，裂縫間為曲線變化(圖)。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件Bs計(jì)算公式的建立

截面剛度則是裂縫截面處最小，裂縫中間截面處最大。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)。這種各截面剛度的不均勻分布給撓度計(jì)算帶來(lái)了困難。此中的關(guān)鍵是得出平均曲率的表達(dá)式

由于構(gòu)件的撓度是反映沿構(gòu)件跨長(zhǎng)變形的綜合效應(yīng)，因此，可以通過(guò)平均剛度加以表征。截面抗彎剛度是使截面產(chǎn)生單位曲率需要施加的彎矩值，利用平均曲率有鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。幾何關(guān)系在平均裂縫間距內(nèi)，各水平纖維的平均應(yīng)變沿梁截面高度的變化符合平截面假定

ΔOAB∽ΔCDE：平均曲率的表達(dá)式！的表達(dá)式？鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。物理關(guān)系工作在第Ⅱ階段的受彎構(gòu)件，鋼筋采用鋼筋的彈性模量，而混凝土采用其變形模量。

鋼筋應(yīng)變：裂縫處的表達(dá)式！混凝土應(yīng)變：平均裂縫間距內(nèi)鋼筋：混凝土：引入應(yīng)變不均勻系數(shù)鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。平衡關(guān)系對(duì)受壓區(qū)合力點(diǎn)取矩，得裂縫處受拉鋼筋的重心取矩，得受壓面積為bx0=ξ0bh0，平均壓應(yīng)力ωσck

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，令鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。短期剛度Bs的一般表達(dá)式

取

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。參數(shù)的討論裂縫截面處內(nèi)力臂系數(shù)η

ηh0是縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離，η是內(nèi)力臂系數(shù)。式中，Mk、Es、h0、As為已知值，εsk可根據(jù)變形量測(cè)求得，因此，η值即可算出。前面講過(guò)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)矩形、T形和I形截面受彎構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。

裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ系數(shù)ψ=εsm/εsk。隨著荷載的增大，εsm與εsk間的差距逐漸減小，亦即ψ值逐漸變大，而此時(shí)混凝土參與工作的程度越小。反之ψ值越小，混凝土參與工作的程度越大；如果ψ=1，裂縫間受拉混凝土全部退出工作。系數(shù)ψ的物理意義就是反映裂縫間受拉混凝土對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度。

鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。系數(shù)ψ反映了裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻的程度，ψ值越小，應(yīng)變?cè)讲痪鶆?；反之，ψ值越大，?yīng)變?cè)骄鶆?；?dāng)ψ=1時(shí)，應(yīng)變完全均勻；當(dāng)然ψ值不可能大于1。

ψ的大小還與ρte有關(guān)。當(dāng)ρte較小時(shí)，說(shuō)明參與受拉的混凝土相對(duì)面積大些，對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變的影響程度也相應(yīng)大些，因而ψ就小些。從受力角度看，所受彎矩越大，構(gòu)件開(kāi)裂越嚴(yán)重，剛度Bs越低，其影響實(shí)際隱含在ψ中，若其他條件相同，Mk增大時(shí)σsk亦增大，因而ψ增大，Bs則相應(yīng)的減小。

ψ值還受到截面尺寸的影響，即ψ隨截面高度的增加而增大。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。采用一個(gè)綜合的系數(shù)ζ以代替多個(gè)分離的系數(shù)，便于通過(guò)試驗(yàn)直接驗(yàn)證。受壓區(qū)邊緣混凝土綜合影響系數(shù)ζ

如果是T形截面，ζ還與受壓翼緣面積有關(guān)，其影響用受壓翼緣加強(qiáng)系數(shù)γ′

f表示鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。受彎構(gòu)件剛度B

計(jì)算撓度時(shí)必須采用按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期作用影響的長(zhǎng)期剛度B。對(duì)翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面，《規(guī)范》建議θ應(yīng)增大20%。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。最小剛度原則

“最小剛度原則”就是在簡(jiǎn)支梁全跨長(zhǎng)范圍內(nèi)，按最小的截面抗彎剛度，計(jì)算撓度。當(dāng)構(gòu)件上存在正、負(fù)彎矩時(shí)，可分別取同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)│Mmax│處截面的最小剛度計(jì)算撓度。撓度驗(yàn)算

采用最小剛度作為本段剛度，使結(jié)果偏大；

材料力學(xué)的撓度公式，未計(jì)剪跨段的剪切變形，和斜裂縫的不利影響，使撓度計(jì)算值偏小。一個(gè)偏大，一個(gè)偏小，大致可以相互抵消，誤差不大。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。(1)保證建筑的使用功能要求混凝土構(gòu)件的變形限值

(2)防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響(3)保證人們的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)吊車(chē)梁的撓度過(guò)大會(huì)妨礙吊車(chē)的正常運(yùn)行；樓板撓度過(guò)大會(huì)影響精密儀表的使用；屋面構(gòu)件和挑檐的撓度過(guò)大會(huì)造成積水和滲漏等。防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形過(guò)大會(huì)使門(mén)窗等活動(dòng)部件不能正常開(kāi)關(guān)，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如隔墻及天花板的開(kāi)裂、壓碎或其它形式的損壞等。防止厚度較小或跨度太大的單塊板站上人后產(chǎn)生過(guò)大的顫動(dòng)或明顯下垂引起的不安全感。防止在可變引起的振動(dòng)對(duì)人的不良感覺(jué)等。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。表中l(wèi)0為構(gòu)件的計(jì)算跨度,計(jì)算懸臂構(gòu)件的撓度限值時(shí)，其計(jì)算跨度l0按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的2倍取用。表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于使用上對(duì)撓度有較高要求的構(gòu)件對(duì)于簡(jiǎn)支梁，跨間為同號(hào)彎矩，可采用材料力學(xué)公式計(jì)算。對(duì)于連續(xù)梁或框架梁，其跨間彎矩變號(hào)，可按彈性結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。

Bs對(duì)撓度的影響如果撓度驗(yàn)算不符合要求，可增大截面高度或減小構(gòu)件跨度，選擇合適的配筋率ρ。同時(shí)選擇合適的水灰比和水泥用量等因素配筋率ρ的影響選擇合適的配筋率截面形狀的影響受拉翼緣受壓翼緣都會(huì)使B

s有所增大?；炷翉?qiáng)度等級(jí)的影響提高Bs的作用不大。截面有效高度h0的影響提高Bs的作用不大。B對(duì)撓度的影響跨度l0對(duì)撓度的影響凡是影響混凝土徐變和收縮的因素都將導(dǎo)致剛度的降低，撓度將增大。l0越大，f越大。選定足夠的截面高度或較小的跨高比l0/h鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性§9．3混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性◆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)能在自然和人為環(huán)境的化學(xué)和物理作用下，滿足在規(guī)定的設(shè)計(jì)工作壽命內(nèi)不出現(xiàn)無(wú)法接受的承載力減小、使用功能降低和不能接受的外觀破損等的耐久性要求?！裟途眯允侵附Y(jié)構(gòu)在預(yù)定設(shè)計(jì)工作壽命期內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修和加固滿足，而滿足正常使用和安全功能要求的能力?！魧?duì)于一般建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工作壽命為50年，重要的建筑物可取100年。◆近年來(lái)，隨著建筑市場(chǎng)化的發(fā)展，業(yè)主也可以對(duì)建筑的壽命提出更高要求。對(duì)于其它土木工程結(jié)構(gòu)，根據(jù)其功能要求，設(shè)計(jì)工作壽命也有差別，如橋梁工程一般要求在100年以上。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第51頁(yè)。混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命

無(wú)損傷劣化開(kāi)始，可修補(bǔ)毀壞,廢棄鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第52頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性碳化一、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素內(nèi)部因素：混凝土強(qiáng)度滲透性保護(hù)層厚度水泥品種標(biāo)號(hào)和用量外加濟(jì)等外部因素：環(huán)境溫度濕度

CO2含量侵蝕性介質(zhì)等鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第53頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性1、混凝土的凍融破壞◆

混凝土水化結(jié)硬后，內(nèi)部有很多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水多些?！?/p>

多余的水份滯留在混凝土毛細(xì)孔中。低溫時(shí)水份因結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。◆反復(fù)凍融多次，就會(huì)使混凝土的損傷累積達(dá)到一定程度而引起結(jié)構(gòu)破壞。◆防止混凝土凍融破壞的主要措施是降低水灰比，減少混凝土中多余的水份?！舳臼┕r(shí)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止早期受凍，并摻入防凍劑等。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第54頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性2、混凝土的堿集料反應(yīng)◆混凝土集料中的某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)?！魤A集料反應(yīng)產(chǎn)生的堿-硅酸鹽凝膠，吸水后會(huì)產(chǎn)生膨脹，體積可增大3~4倍，從而混凝土的剝落、開(kāi)裂、強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致破壞?！粢饓A集料反應(yīng)有三個(gè)條件：⑴混凝土的凝膠中有堿性物質(zhì)。這種堿性物質(zhì)主要來(lái)自于水泥，若水泥中的含堿量（Na2O，K2O）大于0.6%以上時(shí)，則會(huì)很快析出到水溶液中，遇到活性骨料則會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)；⑵骨料中有活性骨料，如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃質(zhì)火山石、安山石等含SiO2的骨料；⑶水分。堿骨料反應(yīng)的充分條件是有水分，在干燥環(huán)境下很難發(fā)生堿骨料反應(yīng)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第55頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性3、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕⑴硫酸鹽腐蝕：硫酸鹽溶液與水泥石中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成石膏和硫鋁酸鈣，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土破壞。硫酸鹽除在一些化工企業(yè)存在外，海水及一些土壤中也存在。當(dāng)硫酸鹽的濃度（以SO2的含量表示）達(dá)到2‰時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。⑵酸腐蝕：混凝土是堿性材料，遇到酸性物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生裂縫、脫落，并導(dǎo)致破壞。酸不僅存在于化工企業(yè)，在地下水，特別是沼澤地區(qū)或泥炭地區(qū)廣泛存在碳酸及溶有CO2的水。此外有些油脂、腐植質(zhì)也呈酸性，對(duì)混凝土有腐蝕作用。⑶海水腐蝕：在海港、近海結(jié)構(gòu)中的混凝土構(gòu)筑物，經(jīng)常收到海水的侵蝕。海水中的NaCl、MgCl2、MgSO4、K2SO4等成分，尤其是Cl-和硫酸鎂對(duì)混凝土有較強(qiáng)的腐蝕作用。在海岸飛濺區(qū)，受到干濕的物理作用，也有利于Cl-和SO4的滲入，極易造成鋼筋銹蝕。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第56頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性4、混凝土的碳化◆混凝土中堿性物質(zhì)（Ca(OH)2）使混凝土內(nèi)的鋼筋表明形成氧化膜，它能有效地保護(hù)鋼筋，防止鋼筋銹蝕。◆但由于大氣中的二氧化碳（CO2）與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土的Ph值降低。其他物質(zhì)，如SO2、H2S，也能與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生類(lèi)似的反應(yīng)，使混凝土的Ph值降低，這就是混凝土的碳化?！舢?dāng)混凝土保護(hù)層被碳化到鋼筋表面時(shí)，將破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋的銹蝕。此外，碳化還會(huì)加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂。◆因此，混凝土的碳化是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要問(wèn)題?！艋炷恋奶蓟瘡臉?gòu)件表面開(kāi)始向內(nèi)發(fā)展，到保護(hù)層完全碳化，所需要的時(shí)間與碳化速度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土密實(shí)性以及覆蓋層情況等因素有關(guān)。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第57頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性[1]環(huán)境因素◆碳化速度主要取決于空氣中的CO2濃度和向混凝土中的擴(kuò)散速度?？諝庵械腃O2濃度大，混凝土內(nèi)外CO2濃度梯度也愈大，因而CO2向混凝土內(nèi)的滲透速度快，碳化反應(yīng)也快?！艨諝鉂穸群蜏囟葘?duì)碳化反應(yīng)速度有較大影響。因?yàn)樘蓟磻?yīng)要產(chǎn)生水份向外擴(kuò)散，濕度越大，水份擴(kuò)散越慢。當(dāng)空氣相對(duì)濕度大于80%，碳化反應(yīng)的附加水份幾乎無(wú)法向外擴(kuò)散，使碳化反應(yīng)大大降低?！舳跇O干燥環(huán)境下，空氣中的CO2無(wú)法溶于混凝土中的孔隙水中，碳化反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行?！粼囼?yàn)表明，當(dāng)混凝土周?chē)橘|(zhì)的相對(duì)濕度為50%~75%時(shí)，混凝土碳化速度最快。環(huán)境溫度越高，碳化的化學(xué)反應(yīng)速度越快，且CO2向混凝土內(nèi)的擴(kuò)散速度也越快。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第58頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性[2]材料因素◆水泥是混凝土中最活躍的成分，其品種和用量決定了單位體積中可碳化物質(zhì)的含量，因而對(duì)混凝土碳化有重要影響。◆單位體積中水泥的用量越多，會(huì)提高混凝土的強(qiáng)度，又會(huì)提高混凝土的抗碳化性能?！羲冶纫彩怯绊懱蓟闹饕蛩亍Ｔ谒嘤昧坎蛔兊臈l件下，水灰比越大，混凝土內(nèi)部的孔隙率也越大，密實(shí)性就越差，CO2的滲入速度越快，因而碳化的速度也越快。◆水灰比大會(huì)使混凝土孔隙中游離水增多，有利于碳化反應(yīng)。◆混凝土中外加摻合料和骨料品種對(duì)碳化也有一定的影響。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第59頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性[3]施工養(yǎng)護(hù)條件混凝土攪拌、振搗和養(yǎng)護(hù)條件影響混凝土的密實(shí)性，因而對(duì)碳化有較大影響。此外，養(yǎng)護(hù)方法與齡期對(duì)水泥的水化程度有影響，進(jìn)而影響混凝土的碳化。所以保證混凝土施工質(zhì)量對(duì)提高混凝土的抗碳化性能十分重要。[4]覆蓋層不同飾面材料的碳化深度比鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第60頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性5、鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最關(guān)鍵問(wèn)題。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第61頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性◆當(dāng)混凝土未碳化時(shí)，由于水泥的高堿性，鋼筋表面形成一層致密的氧化膜，阻止了鋼筋銹蝕電化學(xué)過(guò)程?！舢?dāng)混凝土被碳化，鋼筋表面的氧化膜被破壞，在有水份和氧氣的條件下，就會(huì)發(fā)生銹蝕的電化學(xué)反應(yīng)?！翡摻钿P蝕產(chǎn)生的鐵銹（氫氧化亞鐵Fe(OH)3），體積比鐵增加2~6倍，保護(hù)層被擠裂，使空氣中的水份更易進(jìn)入，促使銹蝕加快發(fā)展?！粞鯕夂退菔卿摻钿P蝕必要條件，混凝土的碳化僅是為鋼筋銹蝕提供了可能?！舢?dāng)構(gòu)件使用環(huán)境很干燥（濕度<40%），或完全處于水中，鋼筋的銹蝕極慢，幾乎不發(fā)生銹蝕?！舳芽p的發(fā)生為氧氣和水份的浸入創(chuàng)造了條件，同時(shí)也使混凝土的碳化形成立體發(fā)展。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第62頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性◆但近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，銹蝕程度與荷載產(chǎn)生的橫向裂縫寬度無(wú)明顯關(guān)系，在一般大氣環(huán)境下，裂縫寬度即便達(dá)到0.3mm，也只是在裂縫處產(chǎn)生銹點(diǎn)?！暨@是由于鋼筋銹蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，因此銹蝕主要取決于氧氣通過(guò)混凝土保護(hù)層向鋼筋表面的陰極的擴(kuò)散速度，而這種擴(kuò)散速度主要取決于混凝土的密實(shí)度?！袅芽p的出現(xiàn)僅是使裂縫處鋼筋局部脫鈍，使銹蝕過(guò)程得以開(kāi)始，但它對(duì)銹蝕速度不起控制作用?！粢虼?，防止鋼筋銹蝕最重要的措施是在增加混凝土的密實(shí)性和混凝土的保護(hù)層厚度。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第63頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第64頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第65頁(yè)。面積減小屈服強(qiáng)度降低粘結(jié)力降低鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第66頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。除增加混凝土的密實(shí)度和保護(hù)層厚度外，采用涂面層、鋼筋阻銹劑、涂層鋼筋等措施來(lái)防止鋼筋的銹蝕。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第67頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性二、結(jié)構(gòu)工作環(huán)境類(lèi)別◆混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境有密切關(guān)系?！敉唤Y(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。◆對(duì)于不同環(huán)境，可以采取不同措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)使用壽命?！羧缭趷毫迎h(huán)境，一味增加混凝土保護(hù)層是不經(jīng)濟(jì)的，效果也不一定好?？稍跇?gòu)件表面采用防護(hù)涂層。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第68頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì)◆混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性極限狀態(tài)，是指經(jīng)過(guò)一定使用年限后，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)某一部分達(dá)到或超過(guò)某種特定狀態(tài)，以致結(jié)構(gòu)不能滿足預(yù)定功能的要求?！舻?jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修補(bǔ)、維修，費(fèi)用不大，可恢復(fù)使用要求的情況，可以認(rèn)為沒(méi)有達(dá)到耐久性極限狀態(tài)?！糁挥挟?dāng)嚴(yán)重超出正常維修費(fèi)允許范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)的使用壽命才終止。鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性全文共76頁(yè)，當(dāng)前為第69頁(yè)。11.５混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì)[1]

對(duì)于不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境，混凝土保護(hù)層完全碳化，即鋼筋脫鈍的時(shí)間T1。不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境有：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；低溫環(huán)境；反復(fù)荷載作用；塑性鉸區(qū)；采用鋼絲作主要受力鋼筋的構(gòu)件；重要的、有紀(jì)念性的建筑物。[2]

鋼筋銹蝕后截面損失率達(dá)到某一值T2

，如1~5%，可依耐久性等級(jí)而定。該極限狀態(tài)可為一般混凝土結(jié)構(gòu)采用，因?yàn)殇摻顝拿撯g到喪失承載力還有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，鋼筋截面損失1