9.钢筋混凝土构件正常使用极限状态设计

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1、第九章钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算§9.1概述两方面设计ì£gMM0duï足够的承载能力进行承载能力极限状态设计gVV£ï0duïíss£lï良好的使用性能ff£进行正常使用极限状态设计ïlïww£îl两种设计比较承载能力极限状态正常使用极限状态设计（计破坏瞬间的应力、带裂缝工作阶段的应力、算）依据应变状态应变状态设计方法截面（配筋）设计验算和承载力复核（若不满足，修改设计至满足）作用效应基本组合短期效应、长期效应组合1PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn§9.2换算截面一、基本假

2、定（1）平截面假定'eec=cxh-x（9－1）0es=ec（9－2）（2）弹性体假定''sc=ecEc（9－3）sc=ecEc（9－4）受拉钢筋：ss=esEs（3）不计受拉区混凝土作用由式（9－2）、式（9－4）可得sEs=eE=eE=cE=ss=asssscsEsEcesc（9－5）ccss是同一水平位置处混凝土名义拉应力sc的aes倍。二、换算截面等效成钢筋和砼两种材料组成的实际截面¾¾¾®一种拉压性能相同的砼所组成的匀质截面ì与原有实际截面具有相同的受力特性此换算截面í不改变原来的变形条件î等效成例如：受拉钢筋¾¾¾®不开裂的砼Ⅰ、其

3、中心位于原受拉钢筋重心处（合力作用点）2PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnⅡ、受拉应变ec=es（应变不变）'Ⅲ、其受拉弹性模量Ec=EcⅣ、其面积AscⅤ、其合力大小不变sA=sA=aA即Ascsc=Asssscssessc最终就把钢筋等效成：狭长不开裂的砼对开裂的单筋矩形截面：换算截面面积：Acr=bx+aesAs换算截面对中性轴的静矩：12受压区Scr,c=bx受拉区Scr,t=aesAs(h0-x)212aA()h-=xbx由Scr,c=Scr,tÞess02aAæ2bhöx=ess

4、ç1+0-1)÷解得bçaA÷èessø132I=bx+aA(h-x)换算截面惯性矩：cress03对开裂的T形截面：''换算截面面积：Acr=(bf-b)hf+bx+aesAs换算截面对中性轴的静矩：'''2受压区Scr,c=(bf-b)hf(x-hf/2)+bx/2受拉区Scr,t=aesAs(h0-x)3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn'''2(b-b)h(x-h/2)+bx/2=-aA()hxfffess02解得x=A+B-A1'31''32I=bx-(b-b)(x-h)+aA(h

5、-x)换算截面惯性矩：crfffess033单筋矩形全截面的换算截面：换算截面面积：A0=bh+(aes-1)As换算截面对中性轴的静矩：1212受压区S0,c=bx受拉区S0,t=b(h-x)+(aes-1)As(h0-x)221122b(h-x)+(a-1)A()h-=xbxess0222(a-1)Ah+bh/2x=ess0解得(a-1)A+bhess1322I=bh+bh(h/2-x)+aA(h-x)换算截面惯性矩：0ess0124PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn§9.3应力验算一、

6、概述按实际受力图式计算内力考虑动力系数：1.2或0．85二、应力验算的计算图式和验算内容（1）受压区混凝土边缘纤维应力ttMk×x's=£0.80fccIckcr（2）受拉钢筋应力ttMk(hoi-x)s=a£0.75fsiesIskcr5PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn§9.4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算裂缝的分类ìì原因--结构自重、车辆荷载ï荷载裂缝íïî控制--设计和构造íïì原因--不均匀沉降、砼的收缩及温差、钢筋锈蚀ï非荷载裂缝íîî控制--构造措施、施工工艺构造措施—--

7、腹板配水平钢筋、足够的保护层厚度；施工工艺----养护良好、合适的配合比设计、振捣密实、控制早凝及早强剂的掺入量；一、受弯构件弯曲裂缝宽度计算理论简介第一类——计算理论法。它是根据某种理论来建立计算图式，最后得到裂缝宽度计算公式，然后对公式中一些不易通过计算获得的系数，利用试验资料加以确定。第二类——数理统计法。分析影响裂缝宽度的主要因素，然后利用数理统计方法来处理大量的试验资料而建立计算公式。1．粘结滑移理论裂缝控制主要取决于钢筋和混凝土之间的粘结性能；开裂时，钢筋和混凝土之间的粘结发生局部破坏，两者之间出现相对滑移。ì根据粘结应力的传递规律

8、,可确定裂缝的间距结论í可得到裂缝宽度与裂缝间距成比例的计算公式î6PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint