第9章裂缝和挠度计算.ppt

第九章 钢筋砼构件变形与裂缝验算 9.2.1 裂缝出现与开展规律 9.3 变形验算 9.3.1 变形控制的目的和要求 偏心受压 e nse0s As A?s ??sA?s C Cc z ?skAs Nk ?sk ––裂缝截面处钢筋应力 9.2.3 最大裂缝宽度——由 ωm 乘以扩大系数得出。 构件受力特征系数 荷载长期效应裂缝扩大系数，一般情况取1.5。 裂缝不均匀扩大系数，根据不同构件受力情况取值。 2.2 2.7 轴心受拉 / 2.4 偏心受拉 1.7 2.1 受弯、偏心受压 预应力砼构件 钢筋砼构件 αcr 类型 9.2.4 影响裂缝宽度主要因素和控制措施P196 1 钢筋应力（不宜采用高强钢筋）； 2 钢筋直径（采用直径较小的钢筋）； 3 钢筋表面特征（采用带肋钢筋）； 4 混凝土抗拉强度和粘结强度（提高砼强度）； 5 混凝土保护层厚度（不宜采用过厚保护层）； 6 混凝土有效抗拉面积； 7 构件的受力形式。 9.2.5 裂缝宽度验算 是计算在纵向受拉水平处的最大裂缝宽度，而在结构试验或质量检验时，通常只能观察到构件表面的裂缝宽度，后者比前者约大 倍。该倍数可按下列经验公式估算 ? 保证建筑的使用功能要求； ? 防止对结构构件产生不良影响； ? 防止对非结构构件产生不良影响； ? 保证人们的感觉在可接受程度之内。 * 裂缝计算 本章主要内容 9.1 概述 9.2 裂缝宽度验算 9.3 挠度计算 9.4 耐久性要求（略） 本章基本要求 1. 裂缝宽度的验算：计算理论概述，裂缝开展前后的应力变化。裂缝间距、平均裂缝宽度、最大裂缝宽度、允许裂缝宽度及减小裂缝宽度的措施； 2. 受弯构件挠度验算：裂缝出现前的刚度计算，在荷载短期效应组合下的短期刚度计算；在荷载短期效应组合下并考虑荷载长期效应组合影响的长期刚度计算； 3. 耐久性规定。 重点、难点：构件裂缝宽度和变形公式的建立、构件裂缝宽度和变形的影响因素。 9.1.1 裂缝控制的三个等级 1 一级：严格要求不出现裂缝的构件 要求：在荷载效应标准组合作用下，构件不允许出现裂缝。 在荷载效应标准组合作用下，抗裂验算边缘的混凝土法向应力； 扣除全部预应力损失后，在抗裂验算边缘混凝土的预压应力。 9.1 概述 构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态 9.1.1 裂缝控制的三个等级 2 二级：一般要求不出现裂缝的构件 要求：在荷载短期效应组合作用下，构件上拉应力应小于混凝土的抗拉强度；在荷载效应的准永久组合作用下，构件上不宜产生拉应力（有经验可适当放松）。 准永久荷载作用下抗裂验算边缘混凝土的预压应力。 9.1.1 裂缝控制的三个等级 3 三级：构件上允许出现拉应力，但对裂缝宽度需要进行控制。 要求：在荷载效应标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度不超过规定的限值（具体计算见后）。 注意 （1）一级、二级为抗裂验算，一般属于预应力混凝土构件；三级为裂缝宽度验算，一般属于普通混凝土构件； （2）普通混凝土构件在使用中一般会存在裂缝，但是过大的裂缝宽度会影响结构外观并影响正常使用。 （3）裂缝控制等级和裂缝宽度限值根据环境类别和结构类别确定（附表1－13）。 结构构件的裂缝控制及最大裂缝宽度限值 / 一 0.2 三 三 / 二 0.2 三 二 0.2 三 0.3(0.4) 三 一 Wlim(mm) 裂缝控制等级 Wlim(mm) 裂缝控制等级 预应力混凝土结构 钢筋混凝土结构 环境类别 结构构件的裂缝控制公式 混凝土结构的环境类别 受人为或自然的侵蚀物质影响的环境。 五 海水环境。 四 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外环境。 三 严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。 b 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。 a 二 室内正常环境。 一 条 件 类别 严寒：最冷月平均温度≤－10度，日平均温度不高于5度的天数≥145天； 寒冷：最冷月平均温度0～－10度，日平均温度不高于5度天数90～145天。 9.1.2 裂缝形成的原因 裂缝 荷载引起的裂缝:占20%，——?max? [?max] 非荷载引起的裂缝：占80％，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。 几个观点： （1）一般情况下，建筑结构的裂缝不可避免； （2）裂缝的存在会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性能，影响心理和观感； （3）对于工程中存在的裂缝，应根据部位和形状，分析原因和危害，不能忽视隐患的存在，也不能产生恐惧感； （4）应特别注重对结构稳定和受剪承载力产生严重影响的裂缝（无明显征兆）； Ns Ns Ns Ns Ns Ns e0 e0