溷凝土结构的使用性能

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1、同济大学土木工程学院顾祥林gxl@tongji.edu.cn第十一章混凝土结构的使用性能混凝土结构基本原理结构构件的可靠性本章的主要内容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一、引言施工期间产生的裂缝和使用期间产生的裂缝按裂缝的产生时间龟裂、横向裂缝（与构件轴线垂直）、纵向裂缝、斜裂缝、八字裂缝、X形交叉裂缝等按裂缝的产生原因非受力因素产生的裂缝和受力因素产生的裂缝按裂缝的形态二、构件的裂缝控制1.裂缝的分类固体下沉，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约

2、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。约束收缩裂缝施工期间的裂缝二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因因施工程序不当而造成的受力裂缝施工中的受力裂缝施工期间的裂缝楼板裂缝二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因使用期间的裂缝——钢筋锈蚀引起的裂缝二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因使用期间的裂缝——温度（气温）变化引起的裂缝温度区段气温升高时T二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因使用期间的裂缝——地基不均匀沉降引起的裂缝二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因使用期间的裂缝——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二、构件的裂缝控制2.裂缝

3、的成因使用期间的裂缝——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。这也是下面所要介绍的主要内容二、构件的裂缝控制2.裂缝的成因严格要求不出现裂缝（一级）荷载效应标准组合下（短期效应）混凝土中不产生拉应力二、构件的裂缝控制3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例）一般要求不出现裂缝（二级）荷载效应标准（短期）组合下混凝土中可有拉力但应小于混凝土抗拉强度二、构件的裂缝控制3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例）允许出现裂缝（三级）允许出现裂缝，但应限制其宽度，见教材表11-2二、构件的裂缝

4、控制3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例）允许出现裂缝（三级）对于环境类别为二a类的预应力混凝土构件，荷载效应准永久组合下（长期效应）混凝土受拉边缘应力尚应满足二、构件的裂缝控制3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例）混凝土结构环境类别详见教材表11-1混凝土的主应力二、构件的裂缝控制4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例）混凝土的主拉应力一级二级σtp≤0.85ftkσtp≤0.95ftk二、构件的裂缝控制4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例）混凝土的主压应力一级二级σcp≤0.60fck二、构件的裂缝控制4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010

5、为例）先张法应考虑传递长度内的实际应力分布ltrltrpe二、构件的裂缝控制4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例）以轴心受拉为例C*基本假定就是：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*裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值先求出裂缝间距三、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论裂缝的间距llms（s）smc（c）cmAs粘结应力的传递长度裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化三、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论裂缝的间距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）As

6、sAsc=ftl（s+s）AssAsm三、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论裂缝的间距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂缝的平均间距三、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论裂缝的间距bhbfbf’bh0.5hhf’hf为了和受弯、偏心受压、偏心受拉构件相统一，定义：有效配筋率有效受拉面积于是，对轴拉、受弯、偏心受压、偏心受拉构件，平均裂缝间距的公式可统一写成：三、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论裂缝的宽度裂缝处钢筋的应变C设称为裂缝间钢筋应力不均匀系数，则有裂缝处钢筋的应力三、

7、横向受力裂缝宽度的计算1.粘结滑移理论认为混凝土开裂后，混凝土与钢筋之间无相对滑移，裂缝的发展宽度与裂缝量测点距最近一根钢筋表面的距离c直接相关。*Broms（美）Base（英）等人通过试验得出：C三、横向受力裂缝宽度的计算2.无滑移理论上述两种理论和实际情况均有一定的差距，为此将二者结合起来，按下述公式进行计算分析：C各系数由试验分析确定三、横向受力裂缝宽度的计算3.粘结滑移与无滑移理论的结合《混凝土结构设计规范》（G