混凝土结构设计基本原理-第9章-钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算.ppt

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1、第九章钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算本章重点分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程；受弯构件裂缝宽度的验算；受弯构件截面刚度计算与变形验算。混凝土结构设计基本原理第九章混凝土结构设计基本原理第九章第一节概述构件的裂缝宽度和变形验算是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，而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。裂缝荷载引起的裂缝：非荷载引起的裂缝：材料收缩、温度变化、混凝土碳化后引起钢筋锈蚀、地基不均匀沉降。(80%)与构件受力的受力特征有关。(20%)混凝土结构设计基本原理第九章NkNkNkNkNkNke0e0Tk(a)(b)(c)(

2、e)(d)TkMkMk荷载裂缝类型（a)轴心受拉(b)偏心受拉(c)偏心受压(d)受弯(e)受扭混凝土结构设计基本原理第九章通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用控制最大钢筋直径和最大跨高比来控制，只有在构件截面尺寸小，钢筋应力高时进行验算。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砼过快的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层的最小厚度。非荷载引起的裂缝混凝土结构设计基本原理第九章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

3、，裂缝宽度和变形限值。裂缝宽度和变形的验算表达式如下：S≤C…2－24aS——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；式中混凝土结构设计基本原理第九章…2－25荷载效应的标准组合为：…2－26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：混凝土结构设计基本原理第九章wmax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，计算出平均裂缝宽度wm按试验资料确定扩大系数第二节裂缝宽度验算混凝土结构设计基本原理第九章一、裂缝的出现、分布和开展当cftk，在某一

4、薄弱环节第一条裂缝出现，由于钢筋和砼之间的粘结，砼应力逐渐增加至ftk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–––裂缝出现完成。出现：Ncr+N211Ncr+N分布

5、–保护层厚度；deq–––纵向受拉钢筋的等效直径（mm）；式中：i–––纵向受拉钢筋的表面特征系数光面=1.0变形=0.7ni–––第i种纵向受拉钢筋的根数；混凝土结构设计基本原理第九章ρte–––按有效受拉砼截面面积计算的纵向钢筋配筋率；hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)Ate倒T形截面混凝土结构设计基本原理第九章三、平均裂缝宽度ωm裂缝宽度等于裂缝间距范围内钢筋和混凝土的变形差；粘结–––滑移理论：lcr+cmlcrlcr+smlcrmm(a)cscmsmssc分布

6、s分布(c)(b)式中：c–––0.85sm=sk混凝土结构设计基本原理第九章(0.21.0)纵向钢筋应变不均匀系数：裂缝截面处钢筋应力sk：轴心受拉：受弯：偏心受拉：偏心受压：混凝土结构设计基本原理第九章图9-50.87h0h0NkskAsMkCskAsee0eNkh0–asAsAseke0kAsAskAsCCcZskAsNk(a)(b)(c)(d)CskAsskAs混凝土结构设计基本原理第九章四、最大裂缝宽度wmaxwmax=slwm偏心受拉轴心受拉cr=2.7cr=2.4受弯、偏压cr=2.1扩大系数荷

7、载长期效应裂缝扩大系数构件受力特征系数…9－20wmax=0.85slcr混凝土结构设计基本原理第九章五、影响裂缝宽度的主要因素减小裂缝宽度的措施优先选择变形钢筋；选择直径较小的钢筋；增加钢筋用量。wmax=0.85slcr钢筋应力、直径、表面特征；砼抗拉强度及黏结强度；砼保护层厚度；砼有效受拉面积；构件的受力形式。混凝土结构设计基本原理第九章裂缝的控制等级分为三级，钢筋混凝土结构构件进行裂缝宽度的验算。六、裂缝宽度验算…9－21----按荷载效应标准值组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度；----最大裂缝宽度允许值；见附表1.13。混凝土结