钢筋混凝土构件的裂缝和变形简化

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1、第8章混凝土结构设计原理主页目录上一章下一章帮助第8章钢筋混凝土构件裂缝宽度和挠度验算1第8章混凝土结构设计原理主页目录上一章下一章帮助本章重点了解受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程；掌握受弯构件裂缝宽度的验算方法；掌握受弯构件截面刚度计算与变形验算方法。§8.1概述构件的裂缝宽度和挠度验算属于正常使用极限状态。挠度过大影响使用功能，不能保证适用性;裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。与承载能力极限状态设计相比，正常使用极限状态设计的目标可靠度可以相对较低。C——结构构件达到正常使用要求的规定限值、裂缝宽度和变形限值。裂缝宽度和变形的验算表达式如下

2、：S≤C…8-1S——结构构件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得到的裂缝宽度或变形值；式中…8-2荷载效应的标准组合为：…8-3荷载效应的准永久组合为：在进行荷载效应计算时，荷载组合有两种情况：裂缝荷载引起的裂缝：与构件的受力特征有关(约占20%)非荷载引起的裂缝：由材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀后体积增大、地基不均匀沉降等产生的裂缝(约占80%)§8.2裂缝宽度验算为防止温度应力过大引起的开裂，规定了伸缩缝之间的最大间距。为防止由于钢筋周围混凝土过快地碳化失去对钢筋的保护作用，出现锈胀引起的沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护

3、层的最小厚度。非荷载引起的裂缝三、荷载产生的裂缝裂缝形成的原因荷载形成的裂缝：按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土的拉应力。：按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝土的拉应力。：按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土的拉应力。3-2最大裂缝宽度限值确定最大裂缝宽度限值，主要考虑两个方面：外观要求：从外观要求考虑，裂缝过宽将给人以不安全感，同时也影响对结构质量的评价。耐久性要求：裂缝对结构的耐久性是非常不利的。处于室内正常环境，裂缝宽度限值可放宽些，但应按构件的工作条件加以区分:直接受雨淋的构件，无围护结构的房屋中经常受雨淋的构件，经常受蒸

4、汽或凝结水作用的室内构件（如浴室等），以及与土壤直接接触的构件（如基础等），都具备钢筋锈蚀的必要和充分条件，因而都应严格限制裂缝宽度。最大裂缝宽度限值环境类别钢筋混凝土结构预应力混凝土结构裂缝控制等级裂缝控制等级一三0.3(0.4)三0.2二三0.2二-----三三0.2一-----结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值8.2.2wmax的计算方法《规范》的思路：得到最大裂缝宽度wmax若干假定根据裂缝出现机理建立理论公式，计算平均裂缝宽度wm按试验资料确定扩大系数裂缝的出现、分布与开展2.平均裂缝宽度wmNcr+N211Ncr+N分布

5、ss(b)(c)(d)(e)123

6、混凝土间存在粘结应力，随着距裂缝截面距离的增加，裂缝间混凝土逐渐参与受拉工作，钢筋应力逐渐减小，因此钢筋应力沿纵向的分布是不均匀的。裂缝截面处钢筋应力最大，裂缝中间钢筋应力最小，其差值反映了混凝土参与受拉工作的大小。随着荷载的增大，sm与sk间的差距逐渐减小，亦即值逐渐变大，裂缝间受拉混凝土逐渐退出工作，说明混凝土参与工作的程度减小。反之，值越小，说明混凝土参与工作的程度越大。因此，系数的物理意义就是反映裂缝间受拉区混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。s=1.66s=1.9最大裂缝宽度在概率下的含义是具有95%保证率的相对最大裂缝宽度由于混凝土

7、的滑移徐变和拉应力的松弛，会导致裂缝间混凝土不断退出受拉工作，钢筋平均应变增大，使裂缝随时间推移逐渐增大。混凝土的收缩也使裂缝间混凝土的长度缩短，也引起裂缝随时间推移不断增大。荷载的变动，环境温度的变化，都会使钢筋与混凝土之间的粘结受到削弱，也将导致裂缝宽度不断增大。长期荷载的影响根据长期观测结果，长期荷载下裂缝的扩大系数为l=1.5。减小裂缝宽度的措施优先选择带肋钢筋；选择直径较小的钢筋；增加钢筋用量。当计算裂缝宽度超过裂缝宽度的限值时，从最大裂缝计算公式可知，常见的减小裂缝宽度的措施有：受弯构件的挠度验算保证结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将

8、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