应力裂缝和变形验算ppt课件.ppt

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1、第九章钢筋混凝土受弯构件的应力（stress）、裂缝（crack）和变形（deflection）验算安全性适用性耐久性可靠性：在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。限制变形限制裂缝宽度承载能力极限状态（持久状况）正常使用极限状态9.1概述对于钢筋混凝土构件尚需验算短暂状况的应力验算一、钢筋混凝土构件的设计要求二、受弯构件使用阶段计算特点1、针对第Ⅱ阶段2、裂缝宽度和变形小于规定限值——验算3、正常使用极限状态设计时作用效应取用短期效应组合和长期效应组合的一种或两种，汽车荷载不考虑冲击系数。作用短期

2、效应组合永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达式为：作用长期效应组合永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：一、基本假定1、平截面假定。2、弹性体假定：受压区混凝土取三角形应力图，认为受压区混凝土处于弹性工作状态，其应力与应变成正比。3、受拉区出现裂缝后，受拉区的混凝土不参加工作，拉应力全部由钢筋承担。9.2换算截面二、截面变换换算截面：将截面受拉区纵向受拉钢筋的截面面积换算成假想的能承受拉应力的混凝土截面面积，如图9-2。1、虚拟混凝土块仍居于钢筋的重心处且应

3、变相同，即2、虚拟混凝土块与钢筋承担的内力相同，即由虎克定律(Hookelaw)得：根据换算截面面积承受拉力的作用应与原钢筋的作用相同的原则可得sESctAaA=三、换算截面的几何特性（一）单筋矩形截面1、换算截面面积：3、换算截面对中性轴的惯性矩2、换算截面对中性轴的静矩：受压区：221bxSoc=4、受压区高度x对于受弯构件，开裂截面的中性轴通过其换算截面的形心轴，即5、受压区边缘混凝土应力6、受拉钢筋应力（二）双筋矩形截面对于双筋矩形截面，截面换算的方法就是将受拉钢筋的截面和受压钢筋截面分别用两个虚拟的混

4、凝土块代替，形成换算截面。1、换算截面的受压区高度x2、换算截面面积3、换算截面对中性轴的惯性矩（三）单筋T形截面单筋T形截面确定受压区高度x，先假定中性轴位于翼缘板内，即若计算结果换算截面的x应按下式计算换算截面对其中性轴的惯性矩为：四、全截面的换算截面9.3应力验算钢筋混凝土桥梁构件按短暂状况设计时，应计算在制作、运输及安装等施工阶段，由构件自重等施工荷载引起的正截面和斜截面的应力，并不得超过《桥规》的限值。施工荷载采用标准值当吊机安装时，吊机重力×1.15荷载系数当运输和安装计算时，构件自重×动力系数（1

5、.2或0.85）构件吊装示意图见图9-5。一、受弯构件在施工阶段正应力计算《公桥规》规定钢筋混凝土受弯构件正截面的应力应符合下列规定：对于矩形截面（1）受压区混凝土边缘纤维的压应力（2）受拉钢筋拉应力I形和翼缘位于受压区的T形截面a）当x﹥'fh时b）当'fhx£时利用下式判断类型由于混凝土体积变化受到内部或外部约束，在混凝土内产生拉应力，导致开裂——如混凝土收缩。外力作用使混凝土产生拉应力，引起裂缝——荷载裂缝由于温度应力引起裂缝。混凝土碳化（钢筋）锈蚀膨胀。地基不均匀沉降。本质原因混凝土抗拉强度低变形裂缝一

6、、裂缝的分类受弯构件最大裂缝宽度验算§9.4裂缝的危害裂缝开展宽度过大，大气中的水汽和侵蚀性气体进入裂缝，引起主筋锈蚀，使主筋有效截面积减小，导致构件强度降低；由于冰冻和水化作用，日久会影响构件的耐久性，缩短构件使用寿命。钢筋混凝土梁是在带裂缝状态下工作的，裂缝的出现和一定限度的开展并不意味着构件的破坏，但有一定的危害性：长期或重复荷载的影响。广州机场立交出现15厘米宽裂缝。该立交桥车流量尤其是超重型货车过多，导致时间过长桥面不堪重负。洛溪桥（预应力混凝土连续-刚构桥）主桥箱梁腹板出现裂缝77条，横隔板有裂缝

7、99条，严重影响桥梁安全。距２号桥墩约18ｍ的右侧箱梁底板靠右侧边缘有１处砼空洞，并有３根横向钢筋外露第2孔广州方梁端的端横隔墙，距竖加胁板约0.3m处，有１条长1.2m、宽0.2mm的垂直裂缝距３号桥墩约92ｍ左侧箱梁底板边缘处有蜂窝现象，并有２处横向主筋显露二、裂缝的出现和与分布规律1、开裂前2、开裂后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。裂缝的开展当cft，在某一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

8、递至砼达到ft–––裂缝出现完成。裂缝的出现小结1.裂缝宽度（widthofcrack）的计算理论：滑移理论（Bond-slipTheory）：结论：裂缝开展的宽度为一个裂缝间距内钢筋伸长与混凝土伸长之差。三、平均裂缝宽度认为在裂缝与钢筋相交处，钢筋与混凝土之间发生局部粘结破坏，裂缝的开展是由于钢筋与混凝土之间不再保持变形协调而出现相对滑移而形成的。平均裂缝宽度ωf等于构件裂缝区段内钢