钢筋混凝土构件的裂缝和变形(I)

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1、第8章钢筋混凝土构件裂缝宽度和挠度验算混凝土结构设计基本原理教师：张茂雨本章重点Ø了解受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程；Ø掌握受弯构件裂缝宽度的验算方法；Ø掌握受弯构件截面刚度计算与变形验算方法。1.概述F1.1裂缝成因A、截面突变—应力集中设B、施加预应力不当（偏心、应力过大）垂直裂缝！计纵向裂缝！！！C、构造钢筋过少或过粗原D、设计中未考虑混凝土收缩、徐变因素因E、采用的混凝土等级过高---用灰量过大，对收缩不利A、集料含泥量过大，级配不良或者采用不当的间断级配----收缩过大材B、外加剂、掺和料选择不当料C、水泥品种原因（比如矿渣硅酸盐水泥收缩比普通

2、硅酸盐水泥收缩大）原D、混凝土等级越高，混凝土越脆因E、配合比等原因1.概述施A、振捣不当影响混凝土的密实性和均匀性工B、大体积混凝土工程，操作流程缺少，表面易收缩裂缝；及养降温及保温措施不够，产生温度裂缝护C、现场养护不到位，早期脱水，收缩裂缝原D、模板支模、拆除不当，引起裂缝因A、基础不均匀沉降使TB、荷载超荷用C、环境，如酸、碱、盐的侵蚀原气温升高时D、火灾、轻度地震等意外事故因E、温度裂缝温度区段123钢筋锈蚀导致裂缝1.概述v构件的裂缝宽度和挠度验算属于正常使用极限状态。v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

3、久性。荷载引起的裂缝：与构件的受力特征有关。(约占20%)裂缝由材料收缩、温度变化、钢非荷载引起的裂缝：筋锈蚀后体积增大、地基不均匀沉降等产生的裂缝。(约占80%)1.概述NkNk(a)MkMk(d)Nk0eTkNk(b)Nk0eTk(e)Nk(c)（a)轴心受拉；(b)偏心受拉；(c)偏心受压；(d)受弯和受剪；(e)受扭。1.概述为防止温度应力过大引起的开裂，规定了伸缩非荷载引起缝之间的最大间距。的裂缝为防止由于钢筋周围混凝土过快地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。通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用

4、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、钢筋应力大时进行验算。1.概述v与承载能力极限状态设计相比，正常使用极限状态设计的目标可靠度可以相对较低。v裂缝宽度和变形的验算表达式如下：S≤C…8-1式中S——结构构件按荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响得到的裂缝宽度或变形值；C——结构构件达到正常使用要求的规定限值、裂缝宽度和变形限值。1.概述在进行荷载效应计算时，荷载组合有两种情况：荷载效应的标准组合为：nSSSS…8-2kGkQ1kciQiki2荷载效应的准永久组合为：nSSS…8-3qGkqiQi

5、ki12.裂缝宽度验算裂缝的控制等级分为三级，钢筋混凝土结构构件进行裂缝宽度的验算。2.1验算公式wmaxwlim…8-4w——按荷载效应准永久组合并考虑长期作用影响计max算的最大裂缝宽度；w——最大裂缝宽度的限值。对此建筑工程、公路lim桥涵工程有不同的要求。2.裂缝宽度验算2.2wmax的计算方法若干假定《规范》的思路：根据裂缝出现机理建立理论公式，计算平均裂缝宽度wm按试验资料确定扩大系数得到最大裂缝宽度wmax2.裂缝宽度验算A.裂缝的出现和开展出现当cftk，在某一薄弱环节第一条裂缝出现，由于钢筋和混凝土之间的粘结，混凝土应力逐渐增加至ft

6、k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混凝土达到ftk–––完成裂缝出现的全部过程。开展当荷载继续增加到Nk，在一个裂缝间距范围内由钢筋与混凝土应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。2.裂缝宽度验算B.平均裂缝宽度wmNcr+NNcr+Nv粘结-滑移理论：121(a)裂缝宽度等于裂缝NkNk1

7、结果得到的半理论半经验公式。2.裂缝宽度验算lcrwm0(sc)dl式中：c取0.85w()l1smlsmlsm=skmsmcmcrsmcrccrsmEsskw=0.85lmEm…8-3scsc分布cm(b)s分布lcr+cmlcrsssmlcr+smlcr(c)mm(a)2.裂缝宽度验算Ø平均裂缝间距lmdeql1.9c0.08mste轴心受拉=1.1式中：受弯、偏心受压=1.05–––与受力特性有关的系数偏拉=1.0cs–––最外层纵向钢筋至受拉

8、区混凝土底边的距离；deq–––纵向受