混凝土结构09挠度、裂缝宽度验算及延性和耐久性

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1、第九章变形和裂缝宽度的计算第九章钢筋砼构件的变形、裂缝宽度砼结构的耐久性概述外观感觉îíì裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，影响使用寿命耐久性—心理承受：不安全感，振动噪声对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等振动、变形过大对其它结构构件的影响ïïïîïïïíì影响正常使用：如吊车、精密仪器适用性—承载能力极限状态安全性—ïïïïïïïïîïïïïïïïïíì—结构的功能第九章变形和裂缝宽度的计算对于超过正常使用极限状态的情况，由于其对生命财产的危害性比超过承载力极限状态要小，因此相应的可靠度水

2、平可比承载力极限状态低一些。正常使用极限状态的计算表达式为，Sk：作用效应标准值，如挠度变形和裂缝宽度，应根据荷载标准值和材料强度标准值确定。以受弯构件为例，在荷载标准值产生的弯矩可表示为，Msk=CGGk+CQQk由于活荷载达到其标准值Qk的作用时间较短，故Msk称为短期弯矩，其值约为弯矩设计值的50%~70%。由于在荷载的长期作用下，构件的变形和裂缝宽度随时间增长，因此需要考虑长期荷载的影响，长期弯矩可表示为，Mlk=CGGk+yqCQQkyq为活荷载准永久值系数（quasi-permanen

3、tload）第九章变形和裂缝宽度的计算9.1受弯构件的挠度验算一、变形限值f≤[f][f]为挠度变形限值。主要从以下几个方面考虑：1、保证结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将影响甚至丧失其使用功能，如支承精密仪器设备的梁板结构挠度过大，将难以使仪器保持水平；屋面结构挠度过大会造成积水而产生渗漏；吊车梁和桥梁的过大变形会妨碍吊车和车辆的正常运行等。2、防止对结构构件产生不良影响。如支承在砖墙上的梁端产生过大转角，将使支承面积减小、支承反力偏心增大，并会引起墙体开裂。3、防止对非结构构件产生不

4、良影响。结构变形过大会使门窗等不能正常开关，也会导致隔墙、天花板的开裂或损坏。第九章变形和裂缝宽度的计算4、保证使用者的感觉在可接受的程度之内。过大振动、变形会引起使用者的不适或不安全感。、表中括号内数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件；表9.1受弯构件的挠度限值构件类型挠度限值（以计算跨度l0计算）吊车梁：手动吊车电动吊车l0/500l0/600屋盖、楼盖及楼梯构件：当l0≤7m时当7m≤l0≤9m时当l0>9m时l0/200(l0/250)l0/250(l0/300)l0/300(l0/40

5、0)注：12、悬臂构件的挠度限值按表中相应数值乘以系数2.0取用。第九章变形和裂缝宽度的计算二、钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点截面抗弯刚度EI体现了截面抵抗弯曲变形的能力，同时也反映了截面弯矩与曲率之间的物理关系。对于弹性均质材料截面，EI为常数，M-f关系为直线。第九章变形和裂缝宽度的计算=（两端刚接）水平力-侧移：d312hEIV××=（集中荷载）荷载-挠度：48f3lEIP×=弯矩-曲率：fEIM=应力-应变：esE刚度是反映力与变形之间的关系：第九章变形和裂缝宽度的计算由于混凝土开裂、弹塑性应

6、力-应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土适筋梁的M-f关系不再是直线，而是随弯矩增大，截面曲率呈曲线变化。短期弯矩Msk一般处于第Ⅱ阶段，刚度计算需要研究构件带裂缝时的工作情况。该阶段裂缝基本等间距分布，钢筋和混凝土的应变分布具有以下特征：第九章变形和裂缝宽度的计算第九章变形和裂缝宽度的计算三、刚度公式的建立材料力学中曲率与弯矩关系的推导几何关系物理关系平衡关系第九章变形和裂缝宽度的计算1、几何关系：2、物理关系：3、平衡关系：根据裂缝截面的应力分布第九章变形和裂缝宽度的计算3、平衡关系：根据裂缝

7、截面的应力分布第九章变形和裂缝宽度的计算第九章变形和裂缝宽度的计算四、参数h、z和y1、开裂截面的内力臂系数h试验和理论分析表明，在短期弯矩Msk=（0.5~0.7）Mu范围，裂缝截面的相对受压区高度x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，h值在0.83~0.93之间波动。《规范》为简化计算，取h=0.87。2、受压区边缘混凝土平均应变综合系数z根据试验实测受压边缘混凝土的压应变，可以得到系数z的试验值。在短期弯矩Msk=（0.5~0.7）Mu范围，系数z的变化很小，仅与配筋

8、率有关。《规范》根据试验结果分析给出，受压翼缘加强系数第九章变形和裂缝宽度的计算第九章变形和裂缝宽度的计算3、钢筋应变不均匀系数yrte为以有效受拉混凝土截面面积计算的受拉钢筋配筋率。Ate为有效受拉混凝土截面面积，对受弯构件取当y<0.2时，取y=0.2；当y>1.0时，取y=1.0；对直接承受重复荷载作用的构件，取y=1.0。第九章变形和裂缝宽度的计算在短期弯矩Msk=（0.5~0.7）Mu范围，三个参数h、z和y中，h和z为常数，而y随弯矩增长而增大。该参数反映了裂缝间混凝土