给水排水工程结构 教学课件 作者 张飘 主编 5变形和裂缝完成.ppt

《给水排水工程结构 教学课件 作者 张飘 主编 5变形和裂缝完成.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本章主要内容钢筋混凝土受弯构件验算裂缝和挠度的原因；钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法和验算要求；钢筋混凝土受弯挠度的计算方法和验算要求。第五章钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度和挠度验算概述§5.0挠度和裂缝在验算时应采用荷载标准值、荷载准永久值和材料强度的标准值；挠度过大影响使用功能，不能保证适用性，而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性；构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态。由于构件的变形和裂缝都随时间而增大，因此在验算时应按荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响。5.1.1裂缝的成因、危害及对策钢

2、筋混凝土构件裂缝宽度验算§5.1成因：一类是由荷载引起的裂缝，另一类是由如温度变化、湿度变化、混凝土碳化以及地基的不均匀沉降等非荷载因素引起的裂缝。危害：引起钢筋锈蚀，使钢筋截面面积逐渐减小，从而使构件的承载力逐渐降低，严重的锈蚀还会因锈铁的体积膨胀而使混凝土保护层被胀裂甚至剥落，因而难以保证构件的安全性和耐久性功能。承受水压力的给水排水结构，裂缝过宽还会降低结构的抗渗性和抗冻性，或造成漏水而影响结构的适用性。措施：我国《规范》将混凝土构件的裂缝控制等级分为三级（见第二章）。对普通钢筋混凝土受弯构件而言，一般为三级，即

3、允许出现裂缝，则必须满足：5.2.1裂缝的出现和开展ftkNN(a)(b)(c)(d)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max钢筋混凝土构件裂缝宽度验算§5.2裂缝出现后，砼承担的拉力转移给钢筋，钢筋应力突增，砼发生弹性回缩，在一定区段由钢筋与砼应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。2裂缝的开展当cftk，在某一薄弱环节第一条(批)裂缝出现，由于钢筋和砼之间的粘结，砼应力逐渐增加至ft出现第二批裂缝，一直到裂缝之间的距离近到不足以使粘结力传递至砼达到ftk–––此时裂缝的数量和间距已基本趋于稳定。1裂

4、缝的出现1.裂缝宽度概念：5.2.2平均裂缝宽度ωm计算裂缝宽度指受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝。裂缝宽度完全是由钢筋和混凝土之间的黏结破坏，出现相对位移，引起裂缝处钢筋伸长混凝土回缩而产生的。2.裂缝宽度的计算公式：《规范》在若干假定的基础上，根据裂缝出现机理，建立理论公式，然后按试验资料确定系数，得到相应的裂缝宽度计算经验式，属于半理论半经验公式。Ncr+N211Ncr+N123

5、lcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)c––裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数，取0.85；—平均裂缝间距；—钢筋应力的不均匀系数。3.系数确定：裂缝间距lcr：–––与受力特性有关的系数c–––保护层厚度轴心受拉=1.1受弯、偏心受压、偏拉=1.0式中：deq–––纵向受拉钢筋的等效直径i–––纵向受拉钢筋的粘结特征系数te–––受拉区截面的有效配筋率te=As/AteAte—混凝土有效受拉截面面积T形截面hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfb

6、fh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)光圆钢筋：vi=0.7带肋钢筋：vi=1.0裂缝截面处的钢筋应力σsk：sk–––按荷载效应的标准组合计算的混凝土构件裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力。轴心受拉：受弯：式中：Nk——按荷载效应的标准组合计算的轴向拉应力。式中：Mk——按荷载效应的标准组合计算的弯矩值。0.87h0h0NsssAsMsCssAs(a)(b)钢筋应力的不均匀系数ψ：物理意义：反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。当ψ<0.2时，取ψ=0.2；当ψ>1.0时，取ψ=1.0；对直接承受

7、重复荷载的构件，取ψ=1.0。5.2.3最大裂缝宽度及其验算确定最大裂缝宽度的方法：最大裂缝宽度由平均宽度乘以“扩大系数”得到。“扩大系数”的确定主要考虑以下两种情况：在一定荷载组合下裂缝宽度的不均匀性；在长期荷载作用下，由于混凝土收缩徐变等影响导致裂缝间受拉混凝土不断退出工作。max=ssllm荷载长期效应裂缝扩大系数组合系数扩大系数平均裂缝宽度最大裂缝宽度的计算：《混凝土设计规范》最大裂缝宽度计算公式：式中：acr—构件受力特征系数轴心受拉cr=2.7偏心受拉cr=2.4受弯、偏压cr=2.1最大裂

8、缝宽度验算：《混凝土设计规范》规定的允许最大裂缝宽度。若不满足应采取的措施：减小钢筋直径，增加根数；改用变形钢筋；增大钢筋用量；施加预应力。钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的作用是非线性的。21EI2(a)(b)Maf0EI(B)M0钢筋混凝土受弯构件的挠度验算§5.35.3.1截面弯曲刚度的概念及定义由材料力学知，匀质弹性材料梁的跨中挠