第九章 应力裂缝和变形课件.ppt

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1、第九章钢筋混凝土受弯构件应力、裂缝和变形验算本章主要内容钢筋混凝土受弯构件验算裂缝和挠度的原因；钢筋混凝土受弯构件抗裂度的计算方法；钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法和验算要求；钢筋混凝土受弯挠度的计算方法和验算要求。钢筋混凝土受弯构件短暂状况的构件应力计算持久状况下的正常使用计算和短暂状况的构件应力计算概念钢筋混凝土构件换算截面的概念§9.1概述持久状况：针对于结构使用期短暂状况：针对于结构施工期偶然状况：针对结构可能遇到的罕遇地震等状况设计状况：代表一定时段的一组物理条件，设计时必须做到使结构在该时段内不超越有关的极限状态。分三种状况重温设计状况的概念

2、持久状况：要求进行承载力和正常使用计算短暂状况：要进行承载能力计算，必要时进行正常使用计算；承载力能力计算采用应力验算的方法偶然状况：只进行承载能力计算规范对三种设计状况的计算要求受弯构件使用阶段计算的特点以第二阶段做为计算依据是在承载力计算的结果上，进行验算，然后对构件进行必要的调整以第二阶段做为计算依据不考虑汽车荷载的冲击系数使用阶段采用标准组合（短期效应组合或长期效应组合）换算截面§9.29.2.1基本假定计算依据：应力阶段Ⅱ，有以下三项基本假定MσsAsAs(c)应力分布(b)应变分布(a)截面c`s=εcσ`cbah0xasxa平截面假定。受拉区边

3、缘纤维应变等于混凝土受弯极限拉应变弹性体假设。受压区混凝土应力于应变成正比，压区应力图形为三角形受拉区混凝土应力完全不受拉力，拉力完全由钢筋承受。把钢筋面积按总合力相等原则换算成和砼相同的面积，这样整个截面就可以看作全部由混凝土组成的匀质截面，称为换算截面。应力计算§9.2一般应采用标准值，有动力荷载时，应乘以动力系数。主要指梁的运输、吊装等过程中，梁的受力特点的工作时候有所不同，所以应该对此进行验算。对于施工阶段，按短暂状况。施工阶段应力计算，按第Ⅱ阶段计算。受弯构件正截面应力应符合以下条件：受压区砼边缘纤维应力受拉钢筋应力矩形截面T形截面受压区砼边缘纤维应力受

4、拉钢筋应力应力的计算方法翼板位于受压区分两类截面翼板位于受拉区时，按宽度为b,高度为h的矩形截面进行验算中和轴在翼板内，为第一类截面，可宽度为b’f的矩形梁。按下式进行判断为第二类截面，重新计算9.4.1裂缝的主要形式及成因1主要形式受弯构件裂缝宽度及最大裂缝宽度验算§9.4(1)受拉翼缘裂缝：位置：受拉翼缘的侧面和底面方向：垂直于受拉主筋分布：临近跨中部分较密，渐向两端较稀(2)斜裂缝：位置：距支座一定距离的梁的受拉区方向：向跨中倾斜约45～60°分布：两端近支座处较密，渐向跨中较稀(3)腹板竖直裂缝：位置：腹板较薄处方向：垂直于梁轴线分布：由梁的半高线上下延伸

5、，裂缝中间宽两端窄2成因未凝固的混凝土下沉引起沿钢筋方向的裂缝。由于混凝土体积变化受到内部或外部约束，在混凝土内产生拉应力，导致开裂。外力作用使混凝土产生拉应力，引起裂缝。由于温度应力引起裂缝或其它因素。本质原因混凝土抗拉强度低3裂缝的危害裂缝开展宽度过大，大气中的水汽和侵蚀性气体进入裂缝，引起主筋锈蚀，使主筋有效截面积减小，导致构件强度降低；由于冰冻和水化作用，日久会影响构件的耐久性，缩短构件使用寿命。钢筋混凝土梁是在带裂缝状态下工作的，裂缝的出现和一定限度的开展并不意味着构件的破坏，但有一定的危害性：9.4.2裂缝的出现和开展ftkNN(a)(b)(c)(d)

6、sssct=ftkNcrNcrNsNs11max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。2裂缝的开展当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。1裂缝的出现1.裂缝宽度的计算理论：滑移理论：结论：裂缝开展的宽度为一个裂缝间距内，钢筋伸长与混凝土伸长之差。9.4.3平均裂缝宽度认为在裂缝与钢筋相交处，钢筋与混凝土之间发生局部粘结破坏，裂缝的开展是由于钢筋

7、与混凝土之间不再保持变形协调而出现相对滑移而形成的。结论：裂缝开展的宽度为与钢筋到所计算点的距离成正比。一般裂缝理论：把以上两种结论结合，既考虑保护层厚度的影响，也考虑相对滑移的影响。无滑移理论：认为裂缝宽度在通常允许的范围时，钢筋表面相对于混凝土不产生滑动，钢筋表面裂缝宽度为0，而随着逐渐接近构件表面，裂缝宽度增大，到表面时最大。Ncr+N211Ncr+N123

8、论半经验公