钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度的验算课件.ppt

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1、最高的桥第8章钢筋混凝土构件的变形与裂缝宽度验算由英国建筑师诺曼·福斯特设计。米约大桥(Millaubridge)因位于法国西南的米约市而得名，它是斜拉索式长桥。尽管桥全长达2．46公里，但只用7个桥墩支撑。其最高的一个桥墩高343米，令320米高的巴黎埃菲尔铁塔也相形见绌。米约大桥成为世界第一高桥。米约大桥总重29万吨，仅横架空中的钢结构桥面就重达3．6万吨。由于大桥实在太高太大，为了稳妥起见，建设大桥的准备工作耗时10年，施工耗时3年。1、钢筋混凝土构件裂缝宽度验算2、钢筋混凝土受弯构件的挠度验算大纲要求§1概述安全性适用

2、性耐久性结构功能承载力极限状态正常使用极限状态※一、验算目的1、保证建筑结构的使用功能；2、防止对结构产生不利影响；3、防止对非结构构件产生不良影响;4、人们的视觉，观瞻及心里感觉（不安全感）。※二、需要验算的内容《规范》规定：1、受弯构件的挠度应满足下列条件：2、钢筋混凝土构件的裂缝宽度，应满足下列条件：三、裂缝控制宽度一般来说，当构件实际裂缝宽放超过0.30mm时就会引起大多数为的关注。裂缝宽度限制过严将提高结构受力主筋的用量。近年来，世界各国对裂缝控制有放宽的趋势。如美国、欧洲混凝土学会以及前苏联等国规范，对处于室内正常环境

3、下的构件裂缝宽度限值为0.4mm，而新西兰规范最大裂缝宽度限值已放宽到0.5mm。应该指出，从结构使用的耐久性而言，保证混凝土的密实性和必要的保护层厚度，比用计算控制构件表面的横向裂缝宽度重要得多。表1结构构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值表2受弯构件的挠度限值四、挠度控制§8.1受弯构件的变形验算一、在钢筋混凝土受弯构件中，由于混凝土的裂缝和塑性变形影响，沿构件的截面抗弯刚度也是不均匀分布的。二、短期刚度Bs荷载效应的标准组合作用下受弯构件的截面抗弯刚度，简称为短期刚度，记作Bs。在荷载长期作用下，由于混凝土的徐变会使梁的挠度

4、随时间增长。此外，钢筋与混凝土间粘结滑移徐变、混凝土的收缩等也会导致梁的挠度增大。根据长期试验观测结果，荷载长期作用的挠度与短期作用的挠度的比值q可按下式计算：sB+MKMqMKB)1-=（q考虑部分荷载长期作用的抗弯刚度三、长期刚度B梁变形计算中梁截面刚度取值的最小刚度原则由于弯矩沿梁长是变化的，故梁的截面抗弯刚度沿梁长也是变化的。但按变刚度梁来计算变形又很麻烦，通常只用最大弯矩截面的最小刚度来进行计算，称为最小刚度原则。因梁中弯矩较小截面的抗弯刚度偏大，这样简化计算所得的挠度比按变刚度梁计算的理论值略偏小。§2裂缝宽度验算一、

5、裂缝类型裂缝微观裂缝宏观裂缝变形引起的裂缝荷载引起的裂缝构造措施计算二、裂缝宽度的概念是指受拉钢筋重心水平处构件侧表面上的混凝土的裂缝宽度。试验量测表明，沿裂缝深度，裂缝宽度是不相等的，由于受到钢筋的约束，近钢筋处回缩变形小，构件表面处回缩大。1.混凝土收缩或温度变形受到约束；2.施工措施不当；3.基础不均匀沉降；4.钢筋锈蚀；5.荷载作用。二、产生裂缝的原因钢筋锈蚀是一个电化学过程(b)水、O2、CO2侵入（d）保护层劈裂钢筋锈蚀后体积会膨胀3～4倍！使混凝土保护层劈裂。表面纵向裂缝剥落劈裂裂缝惯通钢筋锈蚀引起的劈裂裂缝从钢筋截

6、面上看是径向劈裂，但从混凝土表面看是沿钢筋的纵向裂缝，这种纵向裂缝会大大削弱混凝土和钢筋间的粘着力。当钢筋间距较小时，钢筋间的径向劈裂裂缝会惯通，从而使保护层成片剥落，这将大大削弱钢筋和混凝土间的粘结力，后果将十分严重。三、裂缝控制等级一级：严格要求不出现裂缝的构件按荷载效应标准组合进行验算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力；二级：一般要求不出现裂缝的构件按荷载效应标准组合验算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准值ftk；而按荷载效应准永久值组合验算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力；三级：允许出现裂缝的构件按

7、荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响验算时，构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最大裂缝宽度限值，即：1、αcr—与构件截面应力状态有关的系数轴心受拉构件：acr=2.7偏心受拉构件：acr=2.4受弯构件：acr=2.1四、最大裂缝宽度的计算当y<0.2时，取y=0.2；当y>1.0时，取y=1.0；2、ψ为钢筋应力（应变）不均匀系数受弯时：3、按有效受拉混凝土截面计算的纵向受拉钢筋配筋率轴拉时：4、按荷载效应标准组合值计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力值。（1）对于轴心受拉构件（2）对于受弯构件5、纵向受拉钢筋的等效直径关

8、于裂缝计算的讨论1，最新的研究表明，现有的裂缝理论还很不完善，裂缝本身又有较大的离散性，计算结果误差较大；2，目前只验算横向裂缝，但从长期来看，横向裂缝对结构耐久性的影响并不大，而纵向裂缝对结构耐久性的影响最大，却而又不会计算；3，目前只验算混凝土