ch10钢筋混凝土结构的适用性及耐久性

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1、第10章钢筋混凝土结构的适用性及耐久性§10.1受弯构件的挠度控制§10.2混凝土构件裂缝宽度计算§10.1受弯构件的挠度控制10.1.1挠度控制的目的和要求对钢筋混凝土受弯构件进行挠度控制的目的基于以下三方面的考虑：1）功能要求结构产生过大的变形将损害甚至使构件完全丧失其使用功能。2）非结构构件的损坏构件过度变形引起的最普遍的一类问题。3）外观要求构件出现明显下垂的挠度会让使用者产生不安全感。《规范》的规定根据工程经验，规定受弯构件的最大挠度计算值不应超过表10-1的挠度限值。表中括号中的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件。为构件的计算跨度。悬臂构件的挠度限值

2、按表中相应数值乘2取用。§10.1受弯构件的挠度控制10.1.2受弯构件刚度的试验研究分析材料力学中，匀质弹性材料梁的跨中挠度为20EIMlSf=式中S——与荷载类型和支承条件有关的系数；EI——梁截面的抗弯刚度。由于是匀质弹性材料，所以当梁截面的尺寸确定后，其抗弯刚度即可确定且为常量，挠度f与M成线性关系。①随荷载的增加而减少，即M越大，抗弯刚度越小。验算变形时，截面抗弯刚度选择在曲线第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）确定；②随配筋率ρ的降低而减少。对于截面尺寸和材料都相同的适筋梁，ρ小，变形大；截面抗弯刚度小些；③沿构件跨度，弯矩在变化，截面刚度也在变化，即使在纯弯段刚

3、度也不尽相同，裂缝截面处的小些，裂缝间截面的大些；④随加载时间的增长而减小。构件在长期荷载作用下，变形会加大，在变形验算中，除了要考虑短期效应组合，还应考虑荷载长期效应的影响，故有长期刚度Bl和短期刚度Bs。对钢筋混凝土构件，由于材料的非弹性性质和受拉区裂缝的开展，梁的抗弯刚度不是常数而是变化的，其主要特点如下：1）钢筋应变es沿梁长呈波浪形变化，es的峰值在开裂截面处，在裂缝中间截面es（两裂缝之间）最小。钢筋平均应变钢筋应变不均匀系数：它反映了拉区混凝土参与受力的程度。2）压区混凝土的应变ec沿纯弯段也是非均匀分布的，开裂截面ec大，裂缝之间ec小，但其波动幅度

4、比钢筋应变的波动幅度小得多。峰值应变ec与平均应变ec差别不大，可取ec=ec。3）由于裂缝的影响，截面的中和轴高度xn也呈波浪形变化，平均中和轴高度为xn，该截面称为“平均截面”。实测的平均应变沿截面高度的分布表明，平均应变的es、ec符合平截面假定，沿截面高度为直线分布。对钢筋混凝土受弯构件，通过记录的试验现象，裂缝趋于稳定以后，钢筋及混凝土的应变分布具有以下的特征：10.1.3短期刚度Bs短期刚度是指钢筋混凝土受弯构件在荷载短期效应组合下的刚度值（以N·mm2计）。参数h、z和y的确定1.开裂截面内力臂系数h试验和理论分析表明，在短期弯矩Mk≈(0.6~0.8

5、)Mu范围，裂缝截面的相对受压区高度变化很小，内力臂的变化也不大。对常用的混凝土强度和配筋情况，其值在0.83~0.93之间波动。《规范》为简化计算，取0.87。参数h、z和y的确定2.受压边缘混凝土平均应变综合系数zT形截面梁矩形截面梁参数h、z和y的确定3.受拉钢筋应变不均匀系数y10.1.3短期刚度Bs短期刚度是指钢筋混凝土受弯构件在荷载短期效应组合下的刚度值（以N·mm2计）。对矩形、T形、工字形截面受弯构件，短期刚度的计算公式为式中γf′——受压翼缘的加强系数；当hf′>0.2h0时，取hf′=0.2h0。——钢筋的弹性模量Es和混凝土Ec弹性模量的比值；

6、ρ——纵向受拉钢筋的配筋率，；ψ——钢筋应变不均匀系数，是裂缝之间钢筋的平均应变与裂缝截面钢筋应变之比，它反映了裂缝间混凝土受拉对纵向钢筋应变的影响程度。ψ愈小，裂缝间混凝土协助钢筋抗拉作用愈强。该系数按下列公式计算并规定0.2≤ψ≤1.0式中——按有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，。——有效受拉混凝土面积。对受弯构件，近似取——按荷载短期效应组合计算的裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力，根据使用阶段（Ⅱ阶段）的应力状态及受力特征计算:对受弯构件式中：Mk——按荷载短期效应组合计算的弯矩值，即按全部永久荷载及可变荷载标准值求得的弯矩标准值。00.87ksksMA

7、hs=10.1.4长期刚度Bl长期刚度Bl是指考虑荷载长期效应组合时的刚度值。在荷载的长期作用下，由于受压区混凝土的徐变以及受拉区混凝土不断退出工作，即钢筋与混凝土间粘结滑移徐变、混凝土收缩，致使构件截面抗弯刚度降低，变形增大，故计算挠度时必须采用长期刚度Bl。《规范》建议采用荷载长期效应组合挠度增大的影响系数θ来考虑荷载长期效应对刚度的影响。长期刚度按下式计算：式中：Mq——按荷载长期效应组合下计算的弯矩值，即按永久荷载标准值与可变荷载准永久值计算。式中——分别为受压及受拉钢筋的配筋率。此处反映了在受压区配置受压钢筋对混凝土受压徐变和收缩起到一定约束作用，能够