《受压构件设计》PPT课件

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1、第5章受弯构件裂缝宽度和挠度验算给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)条文对正常使用极限状态,结构构件应分别按作用短期效应的标准组合或长期效应的准永久组合进行验算,并应保证满足变形抗裂度裂缝开展宽度应力等计算值不超过相应的规定限值;对混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合作用下,构件截面处于轴心受拉或小偏心受拉全面处于受拉状态时,应按不出现裂缝控制,并应取作用短期效应的标准组合进行验算;对钢筋混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合作用下,构件截面处于受弯或大偏心受压受拉状态时,应按

2、限制裂缝宽度控制,并应取作用长期效应的准永久组合进行验算。3荷载效应标准组合值Mk荷载效应的准永久组合值MqP=0~Pcr第5章裂缝宽度和变形的验算5.1裂缝宽度验算▲三个基本概念wP=PcrftlP=Pk5.2.1裂缝出现、分布与开展的规律（以轴心受拉构件为例）1、开裂的临界状态N1=0~Ncr钢筋s粘结应力混凝土cAB混凝土实际强度第5章裂缝宽度和变形的验算2、第一批裂缝出现后N2=NcrAB混凝土c钢筋s粘结应力混凝土实际强度第5章裂缝宽度和变形的验算3、第二批裂缝出现的瞬间Nk>N3>Nc

3、rAB混凝土c钢筋s粘结应力混凝土实际强度Cll>2l注：l为通过粘结应力的积累可使砼达到ft的长度。第5章裂缝宽度和变形的验算4、第二批裂缝出现后（裂缝已出齐）Nk>N4>N3>NcrAB混凝土c钢筋s粘结应力混凝土实际强度Clmlml

4、）何时出现第一条（批）裂缝：当构件最薄弱截面的混凝土达到抗拉强度时。（3）裂缝出现前后的应力重分布：裂缝截面的混凝土退出工作，应力为零；而钢筋拉应力突增Dss；配筋率越小，Dss就越大。6、从以上分析可知:（以下5款与前面图示分析一致，大致说一下即可）第5章裂缝宽度和变形的验算（4）裂缝出现后的应力分布规律：随着距裂缝截面距离的增加，混凝土中的拉应力sc逐渐增加；而钢筋中的拉应力则逐渐减小。（5）何时出现第二条（批）裂缝：距裂缝截面l处，混凝土拉应力sc增大到ft时，将出现新的裂缝。第5章裂缝宽度和变形的验算

5、5.2裂缝宽度验算（7）裂缝出现阶段：从第一条（批）裂缝出现到裂缝全部出齐为裂缝出现阶段，该阶段是裂缝间距计算的依据。（6）何时裂缝不再出现：如果裂缝间的距离小于2l，则不会出现新的裂缝。裂缝间距最终将稳定在（l~2l）之间，平均间距可取1.5l。第5章裂缝宽度和变形的验算5.2裂缝宽度验算（8）形成裂缝宽度的原因：裂缝出齐后，荷载继续增加，混凝土回缩，钢筋伸长，两者间的变形差产生裂缝宽度，这也是裂缝宽度计算的依据。（9）裂缝出现、分布与开展的特征：一是裂缝的出现、分布、开展以及裂缝间距和宽度具有很大的离散性

6、；二是裂缝间距和宽度的统计平均值具有一定的规律性。第5章裂缝宽度和变形的验算补充“裂缝的三种基本理论”认为钢筋与砼间有粘结、有滑移；裂缝宽度是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的变形差所造成。认为开裂后钢筋与砼间仍保持可靠粘结，无相对滑动，沿裂缝深度存在应变梯度，保护层越厚，表面裂缝越宽综合了上述两种理论中影响裂缝宽度的主要因素，并在统计回归的基础上建立了实用的计算公式。粘结—滑移理论无滑移理论裂缝综合理论第5章裂缝宽度和变形的验算5.2裂缝宽度验算平均裂缝宽度wmNkNklcrwmwmssm钢筋应变ctm砼应

7、变1、推导wm计算公式第5章裂缝宽度和变形的验算推得第5章裂缝宽度和变形的验算要计算确定:求sk的计算（1）sk的概念按荷载效应标准组合计算的裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力。（2）sk的计算第5章裂缝宽度和变形的验算▲受弯构件MkskAs0.87h05.2裂缝宽度验算sc=0sc=ftss1ss2tmss1ss2tml平均裂缝间距lcr1、lcr计算公式的推导5.2裂缝宽度验算▲上式表明，钢筋直径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也越小，这是控制“裂缝宽度”的一个重要原则。▲试验表明，裂缝间距与混凝土保护层厚

8、度c有关，因此对上式修正如下:第5章裂缝宽度和变形的验算建规水规c——最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离（mm），当c<20，取c＝20；当c>65，取c＝65；建规水规钢筋应力不均匀系数y是反映裂缝间混凝土参加受拉工作程度的影响系数。y越小，裂缝之间的混凝土协助钢筋抗拉的作用越强。钢筋应力不均匀系数esk分布图建规水规最大裂缝宽度wmax第5章裂缝宽度和变形的验算wmax=tltswm《建