《变形及裂缝》ppt课件

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1、第九章钢筋混凝土构件的变形及裂缝宽度验算构件的挠度和裂缝宽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：§9.1概述占20%ct>ft计算max[lim]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%)9.1概述图9-1NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b)(c)(d(e)9.1概述通常，挠度和裂缝宽度一般可分别用控制最大跨高比和最大钢筋直径来控制，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

2、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9.1概述挠度验算公式保证结构的使用功能要求防止对结构构件产生不良影响防止对非结构构件产生不良影响保证使用者的感觉在可接受的程度之内f≤flimflim——为受弯构件的挠度限值主要从以下几个方面考虑：§9.2受弯构件挠度计算混凝土受弯构件变形计算的特点匀质弹性材料梁的跨中挠度f为当梁的截面形状、尺寸和材料确定时，其截面弯曲刚度EI是一个常数，既与弯矩无关，也不受时间影响。混凝土受弯构件的跨中挠度f为B仍称为受弯构件的弯曲刚度，但由于混凝土是不均

3、匀的非弹性材料，其变形模量E’c随截面应力增大而减小，而裂缝截面的惯性矩Ic也随裂缝开展而显著降低，加之混凝土材料具有比较明显的徐变、收缩等“时随”特性，需要考虑长期荷载的影响，因而确定钢筋混凝土构件的弯曲刚度B要较确定匀质材料梁EI复杂得多。钢筋混凝土受弯构件的M－φ关系曲线受诸多因素影响，目前尚难以给出明确的解析表达式。适筋梁M－φ关系曲线解决办法是通过一定的理论分析与试验研究，首先确定构件在短期荷载作用下的刚度Bs，然后考虑长期荷载的影响，以计算构件正常使用阶段的挠度。对要求不出现裂缝的构件，也可近似地把混凝土开裂前的M－φ曲线视为直线，它的斜率就是截面弯曲刚度，取为0.85EcIc

4、。混凝土受弯构件变形计算的特点钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的作用是非线性的。图9-221EI2(a)(b)Mf0EI(B)M0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：9.2受弯构件的挠度验算或rMkocoaacsash0Mkbblcr1.短期刚度Bs的计算图9-3…9－1式中：（1）受压区混凝土发生徐变（2）裂缝间受拉混凝土的应力松弛、混凝土和钢筋的滑移徐变，使受拉混凝土不断退出工作（3）裂缝不断向上发展，使其上部原来受拉的混凝土脱离工作，使内力臂减小（4）由于受拉区

5、和受压区混凝土的收缩不一致，使梁发生翘曲，亦将导致曲率的增大和刚度的降低（5）所有影响混凝土徐变和收缩的因素都将影响刚度的降低，使构件挠度增大荷载长期作用下刚度降低的原因：2.长期刚度B的计算产生随时间增大的挠度产生短期的挠度BM=Mk+(Mk–Mq)9.2受弯构件的挠度验算2.长期刚度B的计算Mk–––荷载短期效应组合算得的弯矩。(恒载＋活载)–––标准值。Mq–––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'/…9－2Bs–––短期刚度按式(9-1)计算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)－

6、+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9-4图9-5或As增加'9.2受弯构件的挠度验算4.图表法Mq–––永久荷载标准值产生的弯矩Mk–––荷载短期效应组合产生的弯矩=1Mq/Mk实际上是限制跨高比l0/h0。9.2受弯构件的挠度验算图9-63020100.40.81.21.62.0l0/h0(%)=1.09.2受弯构件的挠度验算提高受弯构件刚度的措施增大构件截面有效高度——是提高构件截面刚度最有效的措施当截面高度及其他条件不变时，

7、如有受拉翼缘或受压翼缘，则Bs有所增大增大受拉筋的配筋率，Bs略有增大当设计中构件的截面高度受到限制时，可考虑增加受拉钢筋配筋率、采用双筋截面等措施采用高性能混凝土、对构件施加预应力等都是提高混凝土构件刚度的有效措施【例9-1】已知在教学楼盖中一矩形截面简支梁，截面尺寸为200mm×500mm，配置4Φ16HRB400级纵向受力筋，混凝土强度等级为C20，保护层厚度C=25mm,l0=5.6m;承受均布荷载,其中永久荷载