钢筋混凝土构件裂缝宽和挠验算.pptx

混凝土构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态。挠度过大影响使用功能，不能保证适用性，而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。裂缝荷载引起的裂缝：非荷载引起的裂缝：1概概概概 述述述述占20%ct ft 计算max max材料收缩、温度变化、混凝土碳化后引起钢筋锈蚀、地基不均匀沉降。(80%)混凝土图4-1NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b)(c)(d(e)混凝土通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用控制最大钢筋直径和最大跨高比来控制，只有在构件截面尺寸小，钢筋应力高时进行验算。为防止温度应力过大引起的开裂，规定了最大伸缩缝之间的间距。为防止由于钢筋周围砼过快的碳化失去对钢筋的保护作用，出现锈胀引起的沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护层的最小厚度。非荷载引起的裂缝 随机性规范在若干假定的基础上，根据裂缝出现机理，建立理论公式，然后按试验资料确定系数，得到相应的裂缝宽度计算经验式。图4-2ftkNN(a)(b)(c)(d)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max 2裂缝宽度验算裂缝宽度验算裂缝宽度验算裂缝宽度验算混凝土1).裂缝的出现和开展当c ftk，在某一薄弱环节第一条裂缝出现，由于钢筋和砼之间的粘结，砼应力逐渐增加至 ft 出现第二批裂缝，一直到裂缝之间的距离近到不足以使粘结力传递至砼达到 ftk 裂缝出现完成。当荷载继续增加到Ns，ss与sm相差越小，砼回缩。在一定区段由钢筋与砼应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。出现：开展：2).裂缝宽度的计算公式：认为裂缝宽度是由于钢筋与混凝土之间的粘结破坏。出现相对滑移，引起裂缝处混凝土的回缩引起的。图4-3粘结 滑移理论：Ncr+N211Ncr+N123ftkNsNs 分布ftksmss(b)(a)(c)(d)(e)平均裂缝宽度式中：sm=ss 图4-441c 0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)混凝土 与受力特性有关的系数c 保护层厚度d 钢筋直径轴心受拉 =1.1受弯、偏心受压、偏拉 =1.0 纵向受拉钢筋的表面特征系数光面 =1.1变形 =1.0式中：42hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te 截面的有效配筋率te=As/Ate图4-5混凝土 钢筋应力不均匀系数，表示砼参与工作的程度(0.4 1.0)83Ate混凝土ss 裂缝截面处钢筋应力轴心受拉：受 弯：偏心受拉：混凝土偏心受压：混凝土图4-60.87h0h0NsssAsMsCssAsee0eNsh0asAsAsense0sAsAssAsCCcZssAsNs(a)(b)(c)(d)CssAssAs混凝土 最大裂缝宽度：max=s sl lm荷载长期效应裂缝扩大系数组合系数扩大系数max=0.85s sl l cr构件受力特征系数轴心受拉偏心受拉受弯、偏压44cr=2.7cr=2.4cr=2.1钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的作用是非线性的。图4-721EI2(a)(b)Maf0EI(B)M0 3受弯构件挠度计算受弯构件挠度计算受弯构件挠度计算受弯构件挠度计算混凝土对于简支梁承受均布荷载作用时，其跨中挠度：Bs 荷载短期效应组合下的抗弯刚度Bl 荷载长期效应组合影响的抗弯刚度B 钢筋混凝土梁的挠度计算材力：rMsocoaacsash0Msbblcr1).短期刚度 Bs的计算图8-845式中：混凝土产生随时间增大的挠度产生短期的挠度2).长期刚度 Bl的计算BlMs=Ml+(Ms Ml)混凝土Ms 荷载短期效应组合算得的弯矩。(恒载活载)标准值。Ml 荷载长期效应组合算得的弯矩。(恒载活载q)标准值。挠度增大系数。=2.0 0.4/46Bs 短期刚度按式(8-5)计算。混凝土B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)+gk+qkBminBmin(a)(b)3).最小刚度原则：受弯构件在正常状态下，沿长度刚度是变化的。取同一弯矩符号区段内最小刚度作为等刚度，按材力的方法计算。提高刚度的有效措施 h0图4-9图4-10 或As 增加混凝土4).图表法MGk 永久荷载标准值产生的弯矩Ms 荷载短期效应组合产生的弯矩=1 MGk /Ms 实际上是限制跨高比l0/h0。混凝土3020100.40.81.21.62.0l0/h0(%)=1.0