裂缝及变形计算1.ppt

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1、8.1产生裂缝的原因裂缝和变形验算属正常使用极限状态（即：第二极限状态），通常在承载力计算后进行。其可靠度也相对较低一些，应采用荷载及强度的标准值进行验算。第八章裂缝及变形验算安全性适用性耐久性结构功能承载力极限状态正常使用极限状态1适用性?指结构在正常使用荷载作用下具有良好的工作性能，如不产生影响使用的过大挠度或振幅，不产生让使用者感到不安的裂缝等。23正常使用极限状态混凝土结构构件变形和裂缝宽度验算属于正常使用极限状态的验算，与承载能力极限状态计算相比，正常使用极限状态验算具有以下两个特点：考虑到结构超过正常使用极限状态对生命财产的危

2、害远比超过承载能力极限状态的要小，因此其目标可靠指标β值要小一些，故《规范》规定变形及裂缝宽度验算均采用荷载标准值和材料强度的标准值。构件的变形及裂缝宽度都随时间而增大，对于正常使用极限状态，应按荷载效应的标准组合及准永久组合分别加以验算。在混凝土结构中裂缝通常是由拉应力引起的。因混凝土的极限拉伸应变etu随混凝土品种、配合比、添加剂、养护条件、加载速度、截面上的应力梯度等不同会发生变化。严格地说，只有当混凝土的拉伸应变et达到某处混凝土的极限拉应变etu时才会出现裂缝，4§8-1裂缝裂缝荷载引起的裂缝：非荷载引起的裂缝：由材料收缩、温度

3、变化、钢筋锈蚀后体积增大、地基不均匀沉降等产生的裂缝。与构件的受力特征有关。51.1裂缝产生的原因与分类（1）混凝土收缩和温度作用而产生的变形受到钢筋及其他构件约束时；（2）施工措施不当；（3）由于基础不均匀沉降；（4）因钢筋锈蚀而体积膨胀时；（5）荷载作用：混凝土的抗抗拉强度比其抗压强度低得多，当钢筋混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应组合作用；（6）冻融和其他的化学作用等也会导致混凝土开裂。1）混凝土收缩或温度变形受到约束产生的裂缝混凝土收缩或温度变化时，体积会发生变化，若能自由变形则不会产生裂缝；但若变形受到约束，则会在混

4、凝土中产生拉应力，从而引起裂缝。大体积混凝土水化过程中发热量很大，内部温度较高，混凝土体积膨胀，内外温差很大，内部混凝土膨胀受到外部已硬化混凝土的约束，使构件表面混凝土受拉产生裂缝。对于杆件系统，这种裂缝通常与构件纵向正交。67裂缝裂缝混凝土浇注后约4h，裂缝出现在结构或构件表面，形状很不规则，长短不一，互不连贯。收缩裂缝是混凝土在凝结过程中因表面水分蒸发而引起的干缩裂缝，因而常见于浇筑后混凝土构件的外露表面，尤其是大面积板面。2）施工措施不当产生的裂缝混凝土在浇筑、硬化过程中会产生下沉和泌水，当下沉受到阻挡时会产生内部的泌水，干燥后就会

5、成为裂缝。83）基础不均匀沉降产生的裂缝基础不均匀下沉时会迫使墙体一起变形，在主拉应力作用下混凝土墙体也会开裂。主拉应力主拉应力基础下沉94）钢筋锈蚀产生的裂缝锈蚀是一个电化学过程：混凝土中的钢筋处在电介质中，在水、氧气和电子作用下就会形成电池，电子从阳极不断流向阴极，在阳极附近形成铁锈。只要不断有水和氧气供应，就会越锈越严重。10钢筋锈蚀是一个电化学过程(b)水、O2、CO2侵入（d）保护层劈裂钢筋锈蚀后体积会膨胀3～4倍！使混凝土保护层劈裂。11表面纵向裂缝剥落钢筋锈蚀引起的劈裂裂缝从钢筋截面上看是径向劈裂，但从混凝土表面看是沿钢筋的

6、纵向裂缝，这种纵向裂缝会大大削弱混凝土和钢筋间的粘着力。当钢筋间距较小时，钢筋间的径向劈裂裂缝会惯通，从而使保护层成片剥落，这将大大削弱钢筋和混凝土间的粘结力，后果将十分严重。劈裂裂缝惯通12135）荷载产生的裂缝NkNkNkNkNkNke0e0Tk(a)(b)(c)(e)(d)TkMkMk（a)轴心受拉；(b)偏心受拉；(c)偏心受压；(d)受弯和受剪；(e)受扭。145.荷载产生的裂缝15类别例举发生的阶段非受力裂缝混凝土塑性沉降裂缝、塑性收缩裂缝、干缩裂缝、温度收缩裂缝施工阶段受力裂缝混凝土构件的弯曲裂缝、剪力裂缝、局部受力裂缝主要

7、发生在使用阶段和施工阶段化学作用裂缝钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝主要发生在使用阶段一级：严格要求不出现裂缝的构件。按荷载效应标准组合进行验算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力；二级：一般要求不出现裂缝的构件。按荷载效应标准组合验算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准值ftk；而按荷载效应准永久值组合验算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力；三级：允许出现裂缝的构件。按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响验算时，构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最大裂缝宽度限值Wlim，即：Wmax≤Wlim我国《规范》将裂缝控制等级分

8、为三级1.2.裂缝的分级161）一级和二级抗裂要求的构件，一般要采用预应力；而普通的钢筋混凝土构件抗裂要求为三级，工作阶段都是带裂缝的。2）当裂缝宽度较大时，一是会引起钢筋锈蚀，二是使结构刚度