《正常使用极限状态》PPT课件

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1、7正常使用极限状态(1)掌握混凝土构件开裂后的受力特点和裂缝特征；(2)熟悉影响混凝土构件裂缝宽度和受弯构件挠度的主要因素；(3)理解正常使用极限状态与承载能力极限状态的差别。1钢筋混凝土构件在各种不同受力状态下的承载力计算，目的是保证结构构件的安全性。根据结构构件的适用性和耐久性要求，还需要对某些构件进行裂缝宽度和变形验算，以满足正常使用极限状态的要求。具有足够的承载力和变形能力安全性适用性耐久性在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力构件的可靠性2◎安全性是第一位的,任何结构构件都应进行承载力计算;计算时采用内力设计值、材料强度设计值

2、等计算指标◎适用性、耐久性要求属正常使用范畴,可靠度要求可低些,并采用验算方法。验算时采用荷载标准值（对预应力混凝土构件）、荷载准永久值(对钢筋混凝土构件)、材料强度标准值等计算指标37.1裂缝宽度验算★产生裂缝的根本原因是混凝土的抗拉强度太低。施工期间产生的裂缝和使用期间产生的裂缝龟裂、横向裂缝（与构件轴线垂直）、纵向裂缝、斜裂缝、八字裂缝、X形交叉裂缝等非受力因素产生的裂缝和受力因素产生的裂缝按裂缝的产生时间按裂缝的产生原因按裂缝的形态4◎裂缝成因◎施工期间的裂缝固体下沉，表面泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引起的（龟裂）。塑性裂缝混凝土的收缩受到

3、约束后产生的裂缝温度裂缝大体积混凝土中由于混凝土水化作用产生的水化热使内外混凝土产生温度差。约束收缩裂缝施工中的受力裂缝因施工程序不当而造成的受力裂缝5◎使用期间的裂缝----◎钢筋锈蚀引起的裂缝钢筋锈蚀物体积增大,导致沿钢筋长度方向的锈蚀裂缝6◎.温度（气温）变化引起的裂缝温度区段气温升高时T7◎地基不均匀沉降引起的裂缝8◎外部环境引起的裂缝冻融循环作用碱骨料反应盐类腐蚀外部环境酸类腐蚀9◎荷载引起的裂缝斜裂缝！！垂直裂缝！纵向裂缝！！！拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。这也是本章所要介绍的主要内容107.

4、1.1荷载裂缝的产生、分布和开展以轴心受拉构件为例说明1.裂缝产生当构件截面主拉应力达到混凝土抗拉强度、拉应变达到极限拉应变时,在构件最弱截面出现第一条(批)裂缝;由于混凝土的非匀质性,第第一条(批)裂缝的位置具有随机性;112.裂缝宽度◎开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置,故裂缝有一定宽度;C裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间变形差值这是粘结滑移理论的基本内容。12◎裂缝处混凝土退出工作,裂缝间钢筋与混凝土共同受拉,混凝土的拉应力是通过钢筋和混凝土之间的粘结获得的;◎裂缝数量增加至一定数量时不再增加，裂缝的间距趋于稳定,但

5、宽度不断增加;ms（s）smc（c）cmAs13在受弯构件的纯弯段,出现第1条裂缝后沿构件长度的钢筋和混凝土的拉应力分布如图147.1.2裂缝宽度验算1.平均裂缝间距lcr裂缝的分布规律与混凝土和钢筋之间的粘结力密切相关。粘结力越高，则裂缝截面处突然增加的钢筋拉力将通过较短长度由粘结应力传递给混凝土，裂缝间距较小。故在钢筋面积不变时，选用直径较细的钢筋和带肋钢筋可以减少裂缝间距。15裂缝间距也与混凝土受拉面积的大小有关:混凝土受拉面积大，末开裂前混凝土承受的拉力也大;一旦开裂，裂缝截面处钢筋突然增加的拉力也大，就需要较长的距离才能将此拉力传递给混凝土，使

6、裂缝间距变大;反之，混凝土受拉面积小时,则使裂缝间距变小。16裂缝间距与混凝土的保护层厚度c有关。随着保护层厚度的增大，由于应变梯度的影响，外表混凝土比靠近钢筋的内部混凝土所受的约束要小，裂缝宽度较大。17《混凝土结构设计规范》（GB50010）所采用的方法(半理论半经验的方法)te<0.01时，取te=0.01c<20mm时，取c=20mm；c>65mm时，取c=65mm受弯=1.0；轴拉=1.1偏拉=1.05光圆，取0.7；变形，取1.0deq–––钢筋等效直径（当纵筋型号相同，且为带肋钢筋，则deq＝d）18——混凝土有效受拉截面积，截面的有效配筋率t

7、ebhbfbf’bh0.5hhf’hf19hh/2b(a)bfhfh/2hb(b)bbfhfh/2h(c)hfbfh/2hbhfbf(d)202)平均裂缝宽度等于一个间距内的钢筋变形与混凝土变形之差wm=⌠(εs-εc)dl=(εsm-εcm)lcr2122将曲线应变分布简化为竖向坐标为平均应变ɛsm和ɛcm的直线分布，于是令σsm=ψσsqc–––0.85裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数按荷载准永久组合计算的裂缝截面处纵向受拉钢筋应力σsq23裂缝截面处的钢筋应力σsq：式中：Mq——按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值。Mq