裂缝宽度和挠度

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1、第8章钢筋混凝土构件裂缝、变形和耐久性提要本章主要内容：了解考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性；分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程；掌握钢筋混凝土构件裂缝宽度的验算；掌握受弯构件截面刚度计算与变形（挠度）验算。熟悉减小构件变形和裂缝宽度以及增加结构构件耐久性的方法。第七混凝土章§8.1概述结构设计应满足的预定功能是安全性、适用性及耐久性。安全性：即结构构件能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用以及在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。适用性：即在正常使用时，结构构件具有良好的工作性能，不出现过大的变形和过宽的裂缝耐久性：即在正常的维护下，结构构件具有

2、足够的耐久性能，不发生锈蚀和风化现象。第七混凝土章前面各章承载力的计算是满足结构的安全性，属于承载能力极限状态下的计算。而本章构件的裂缝宽度和挠度验算是满足结构的适用性及耐久性，属于正常使用极限状态下的验算。挠度过大会影响使用功能，不能保证适用性：过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落、填充墙和隔断开裂及屋面积水等后果；在多层精密仪表车间中，过大的楼面变形可能会影响到产品的质量。第七混凝土章裂缝宽度过大，则同时影响适用性和耐久性。例如水池、油罐等结构开裂会引起渗漏现象，同时也会影响到结构的耐久性。过大的变形和裂缝也将使用户在心理上产生不安全感。第七混凝土章进行结构构件设计时。既要保证

3、他们不超过承载能力极限状态，又要保证他们不超过正常使用极限状态。为此，进行下列计算和验算：（1）所有结构构件均应进行承载力计算；在必要时尚应进行结构的抗倾覆和滑移验算。处于地震区的结构，尚应进行结构构件抗震的承载力验算。第七混凝土章（2）对某些直接承受吊车的构件，应进行疲劳强度验算。（3）对使用上需要控制变形值的结构构件，应进行变形验算。（4）根据裂缝控制等级的要求，应对混凝土结构构件的裂缝控制情况进行验算。第七混凝土章对应于结构的承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算，应分别采用不同的荷载效应组合。在讨论裂缝和变形的荷载效应组合时，在荷载保持不变的情况下，由于混凝土的徐变等

4、特性，裂缝和变形将随着时间的推移而发展，所以应分别采用荷载效应的标准组合和准永久组合。对构件进行正常使用极限状态的验算时，应该根据不同要求，分别按荷载效应的标准组合、准永久组合，或标准组合并考虑长期作用影响进行验算，以保证变形、裂缝、应力等计算值不超过相应的规定限值。第七混凝土章正常使用极限状态的一般验算公式为SCS—正常使用极限状态的荷载效应组合值；C—结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度和应力限值。n标准组合：SkSGkSQ1kciSQiki2n仅适用于荷载效频遇组合：SfSGkf1Q1kSqiSQik应为线性的情况i2nP47准永久

5、组合：SSSqGkqiQiki1第七混凝土章§8.2裂缝宽度验算引起裂缝的原因可以是荷载因素和变形因素荷载引起的裂缝：与力的作用方式有关，当ct>ftk，构件开裂，占全部裂缝的20%。计算要求maxlim变形因素引起的裂缝：由材料收缩、温度变化、钢（非荷载）筋锈蚀、地基不均匀沉降等引起，占全部裂缝的80%，由构造措施来保证。第七混凝土章由荷载引起的裂缝情况如图8-1所示。NkNk(a)轴心受拉(d)受弯N0keNTkk(b)偏心受拉0NekTkN(e)受扭k（c）偏心受压第图8-1七混凝土章为防止温度应力过大引起的开裂，规定了伸缩非荷缝之间的最大间距。载引起在

6、温度应力较大处加强配筋。的裂缝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，出现锈胀引起沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的最小混凝土保护层厚度。第七混凝土章通常，裂缝宽度一般可用控制最大受力钢筋直径来保证，只有在构件截面尺寸小，钢筋应力高时才进行验算。裂缝宽度的验算主要是按荷载效应准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度的计算7.2.1验算公式根据正常使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级：第七混凝土章一级：正常使用阶段严格要求不出现裂缝的构件；（按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力）二级：正常使用阶段一般要求不出现裂缝的构件；（按荷

7、载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值；按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力）三级：正常使用阶段允许出现裂缝的构件；（按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过规范规定的最大裂缝宽度限值）第七混凝土章在一般环境情况下，只要将钢筋混凝土结构构件的裂缝宽度限制在一定的范围以内，结构构件内的钢筋并不会锈蚀，对结构构件的耐久性也不会构成威胁。因此，裂缝宽度验算的公式为:maxlimmax—按荷载效应准