水工钢筋混凝土结构第十二.ppt

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1、第—节水工钢筋混凝土结构的最小配筋率第二节温度作用下混凝土抗裂性能验算及温度配筋第三节非杆件体系结构的配筋设计一、结构耐久性的重要性水工钢筋混凝土的特点：1、结构尺寸因稳定（抗滑、倾、浮）或运用的需要所决定，常为大体积结构或块体结构。2、按截面承载力计算所需的配筋率往往小于普通梁、板、柱所规定的最小配筋率。但若按此最小配筋率配筋，因截面尺寸很大，配筋量仍会很多。3、水化热大-温度变形大-为限制温度裂缝的宽度，需要配置相当数量的温度钢筋。概述4、结构常浸没在水里，或承受水压，或处于干湿交替环境，又的还受冻融，冲刷或空蚀等作用。所以耐久性为水工混凝土结构的重要问题。5、水工建筑物结构形体

2、复杂，很多结构为非杆件体系，无法求出截面内力，并按一般极限强度理论计算配筋量。所以本章专门针对以上的一些问题进行解决。一、最小配筋率规定的变革水工96规范的最小配筋率1、对于一般的钢筋混凝土构件（板、梁、柱），纵向受力钢筋的配筋率不应小于下表规定的数值。2、对于截面厚度很大的受弯构件（底板）及大偏心受压构件（墩墙），其受拉钢筋的最小配筋率可由下表所列的基本最小配筋率乘以截面弯矩设计值与截面受弯极限承载力之比得出。即可按下式计算：第一节水工钢筋混凝土结构的最小配筋率截面厚度很大的受弯构件（底板）及大偏心受压构件（墩墙）的受压钢筋可不受最小配筋率限制，但对于墩墙的受压区应配置适量的构造钢

3、筋。截面尺寸很大的轴心受压或小偏心受压墩墙结构，其受压钢筋的最小配筋率可由上表所列的基本最小配筋率乘以截面轴向压力设计值与截面受压极限承载力之比得出，即：3、截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件，如经论证，其纵向受拉钢筋也可不受最小配筋率的限制，钢筋截面面积按承载力计算确定，但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。二、配置最小配筋量的原因和确定最小配筋率的原则见P376三、08规定的最小配筋率一、概述大体积混凝土在硬结过程中产生的水化热，--内外温差过大—表层产生拉应力—产生早期表层裂缝或贯通性裂缝。块体升温到最高后—开始降温—结构底部的温度变

4、形受到基岩或老混凝土的约束无法自由伸缩—发生深层的基础裂缝。结构稳定后—外界温度的变化—导致结构表层裂缝。第二节温度作用下混凝土抗裂性验算及温度配筋在大体积混凝土中，由温度作用产生的应力常比其他的外荷载产生的总合还大。所以温控计算就十分重要。温度问题应从控制温度和改变约束两方面解决。用配置钢筋的办法来防止温度裂缝是不可行的。但配置适当的温度钢筋可以限制裂缝开展的宽度，有利于减轻发生裂缝后的严重性。温控计算相当困难和复杂，一般只对重要的大体积混凝土才考虑温度作用。较小的混凝土坝可以参照类似工程的经验，做好温控措施。二、混凝土的热学性能指标温控设计中用到的混凝土热学性能指标主要有：1、比

5、热：1Kg的混凝土温度升高1℃吸收的热量。2、导热系数：面积为1平方及厚度为1m的混凝土，当其两侧存在1度温差时，在1h中传导过来的热量。3、导温系数4、放热系数5、线膨胀系数一般工程或初步设计时，可参考表12-3。三、浇筑温度、水化热绝热温升及外界温度混凝土块体的温度场与块体的浇筑温度、本身的水泥水化热温升以及外界介质的温度有关。（一）浇筑温度Tp由混凝土的机口温度加上运输浇筑过程中的温度回升而定。（二）水化热绝热温升浇筑块在硬结过程中出现的水化热计算公式参考12-5到12-8。（三）外界介质温度主要指气温、水温、表面日照辐射以及地温等。四、混凝土块体的温度场计算大体积混凝土结构的

6、温度场可由热传导基本方程求解。根据结构的边界条件和初始条件，求解微分方程，即可求得块体的温度场。边界条件即混凝土块体表面与周围介质的热交换条件，初始条件为浇筑温度。但是如果结构形式和边界条件比较复杂是，温度场的计算应采用差分法或有限单元法。五、混凝土块体的温度应力温度作用下，由变形引起应力。温度应力分为两种：1、自生应力；2、约束应力。六、混凝土的应力松弛应力松弛：混凝土在保持应变不变的条件下，应力随时间的延续而衰减的现象。七、大体积混凝土抗裂验算大体积混凝土结构在温度作用下的抗裂验算可按下列公式进行：八、钢筋混凝土框架的温度配筋目前工程界对钢筋混凝土框架结构的温度配筋设计，有以下几

7、种处理方法：1、认为混凝土一旦开裂，温度应力自行松弛，无需专门配置温度钢筋。2、按经验适当配置温度钢筋。3、不考虑混凝土开裂对温度作用效应的影响，将温度作用与其他外力荷载一样对待和组合。4、温度计算时，考虑构件开裂后刚度的降低，对构件刚度降低的估计是经验。5、考虑混凝土的开裂，按非线性矩阵分析程序经多次叠代后，求得外力荷载和温度作用共同作用下的最终内力，并根据此配筋。目前对水工中的非杆件体系结构的配筋设计，主要有以下3种方法：1、对某些常用的结构构件，进行