在钢筋混凝土的使用极限状态设计

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1、在钢筋混凝土的使用极限状态设计R.I.GILBERT摘要为了满足极限状态，必须混凝土结构维修，并执行其预定整个工作寿命的功能。过度偏转，不应该损害的结构功能或美观不可接受的。裂缝不应该是有碍观瞻或足够宽，导致耐久性问题。设计使用极限状态作击可靠的预测瞬吋和吋间依赖性变形结构。这是复杂的非线性行为的具体主要引起开裂，张力硬化，蠕变和收缩。木文提供了一个概述和钢筋混凝土梁的行为服务加载板，并概述了可靠的挠度计算方法。2011年出版由Elsevier有限公司关键词：开裂，蠕变变形，钢筋混凝土，可维护性，收缩，紧张僵硬1

2、引言广泛的设计目标是为混凝土结构，它应满足的需求，它是人为的。这样做，结构设计师必须确保它是安全和维修，使它失败的机会，在其设计寿命是足够小。两个主要的结构设计，因此，目标是实力和可维护性。结构，包括AS3600-2009,现代设计规范采用的极限状态的方法设计，使结构设计必须同时满足多个不同的极限状态或设计耍求，包括足够的强度和可维护性。最低性能限制这些极限状态和指定的任何一个可能成为关键和治理设计特定的成员o对于每一个极限状态，行为守则，同时指定载荷组合和方法预测实际的结构性能，确保接受失败的概率很低。为了满足

3、极限状态，混凝土结构必须维修和执行其预期的功能在其整个工作生活。过度偏转，不应该损害的功能结构或美观不可接受。裂缝不应该是冇碍观瞻或宽，足以导致耐久性问题和振动，应该不会造成困扰，其结构或不适住户。在木文屮，挠度和钢筋混凝土开裂的收缩徐变的影响梁，板进行了讨论和量化。最近的研究上的适用性的概述还提供了钢筋混凝土梁和砖在新南威尔士人学。2o反应截面应力的影响考虑均匀弯曲的钢筋混凝土单元。平均瞬吋弯矩-曲率响应如图1所示。在比开裂的时刻，MCR,少的时刻元索是无裂纹和弯矩-曲率关系基本上是线性（图1OA）斜坡面积未开

4、裂部分改造，hmci*二阶矩成正比。何时极端纤维混凝土的拉应力达到弯曲抗拉强度，fct.f,即当时刻达到MCR,主要裂缝形成合理的经常中心开裂的时刻。有一个突然的变化在局部刚度和紧靠毎个裂纹。在一节包含了一条缝，拉伸具体进行很少或没有压力，抗弯刚度显着下降和弯矩・曲率的关系如下图1虚线AA*C（当M>MCR）,坡线AfC裂解转化的部分，ICR区的二阶矩成止比。在现实屮，完全开裂截而（Eclcr）抗弯刚度低估刚度后打击，因为拉仲混凝土基层裂缝进行债券之间的拉伸应力钢筋和混凝土。平均瞬时开裂后弯矩・曲率响应如下图1屮

5、的实线AB。在一个典型的服务时刻女士（NMCR），破获地区的抗弯刚度（Eclef）,如图1所示。作为时刻增加，冇一个逐步细分，在钢・混凝土债券和全体成员的平均抗弯刚度降低。实际之间的差界零的紧张反应被称为作为张力刚（并代表平均减少瞬吋曲率，SKO.ts,如下所示）。布兰森的裂纹区域的面积有效的二阶矩方程指定AS36002009年布兰森（1965）。最近提出了一个更加现实和理性的方程，在方程1,比肖夫（2005年）和方法（2004）在欧洲法规2的平均曲率可以从派生：CTuncr/（=0.6Iuncr）的上限是因为I

6、EF的价值是非常敏感的MCR值计算和轻载失败的打击因意外收缩克制，温度梯度或施工荷载可能导致挠度显着低估。公式1中的氏期卩是用来收缩引起的开裂和减少帐户随着时间的紧张僵硕。铸造后的天数和周早期收缩将导致紧张混凝土和减少在开裂的吋刻。随着吋间的推移和具体持续萎缩，在未开裂成员的收缩引起的张力增加的水平，进一步减少了开裂时刻。如果没有发生收缩Z前加载，加载后立即偏转可能

7、>1.0來计算。然而，在实践屮，显着收缩，通常会出现前先加载和卩小于1.0。当计算的短期或弹性挠度的一部分，卩=0.7建议在早期年龄（小于28天）和

8、卩=0.5,建议在年龄大于6个月。对于长期计算，最终偏转是要佔计吋，卩=0.5应使用。3o蠕变和收缩反应截面的影响3.1蠕变的影响逐步发展的钢筋混凝土截面受压区的蠕变导致增加的曲率和成员的挠度随Z增加。为一个普通混凝土的成员，每一个点上一节屮的应变增加是成正比的蠕变系数也是如此，因此，在曲率增加。对于未开裂，钢筋单节（图2a所示），蠕变是限制在拉区加固。根据数量（通常0.7（p（t）和0.95（p（T）之间）。破裂，单独钢筋束节（图2b）,最初的曲率比较人和破获拉伸混凝土中性轴以下可以假设进行没有压力，因此不不爬

9、。在压缩区的蠕变导致中性轴的下降和随Z减少压应力水平。蠕变减慢压应力降低，并在增加曲率成正比，相对的蠕变系数（通常小于一小部分。由蠕变引起的挠度增加，因此，在未开裂梁大于在裂纹梁，虽然在裂纹梁的总挠度是显着。3.2收缩的影响嵌在混凝土加固提供了克制收缩，如果加固横截面对称放置，收缩引起的曲率随着吋间的推移发展。考虑如图3a所示，钢筋的单独成员和小部分的长度，△乙在shri