钢筋混凝土受弯构件的应力裂缝和变形计算..ppt

1、滑移理论 2、无滑移理论 3、综合理论 既有粘结力的破坏产生滑移；又验证了钢筋表面裂缝宽度最小，构件表面裂缝宽度最大的结论。 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002) 影响裂缝宽度因素： 混凝土强度等级、保护层厚度、钢筋应力、钢筋直径、受拉钢筋配筋率、钢筋外形、直接作用性质、构件类型 《公桥规》：矩形、T形、工字形弯、拉、偏压构件 * 持久状况：承载力、正常使用极限状态计算 短暂状况：应力验算 偶然状况：本课程不要求 计算模型：IIIa；II 计算设计内容： 承载能力（设计、校核）； 基本组合、设计值（考虑冲击系数） 短期和长期组合、标准值、不计冲击系数 验算（裂缝、变形） 概念：换算成同一种材料（钢筋→混凝土） 作用：符合材料力学单一材料，求截面特性、应力 关键：求钢筋的换算面积Asc 换算原则：合力大小相等、作用位置相同 计算截面：单筋矩形、T形截面 计算内容：面积A0、静矩(Soc、 Sot)、惯性矩Icr、 受压区高度x ◆ 混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。 ◆ 除荷载作用外，结构的不均匀沉降、收缩、温度变化，以及在混凝土凝结、硬化阶段等都会引起拉应力，从而产生裂缝。 ◆ 结构中主拉应力达到混凝土（当时）的抗拉强度时，并不立即产生裂缝，而是当拉应变达到极限拉应变εtu时才出现裂缝。 ◆ 硬化后的混凝土极限拉应变εtu约为150×10-6，即10m长的构件，产生1.5mm的很小受拉变形即会产生裂缝。 水泥异常凝结引起的裂缝 受风化的水泥，其品质很不安定。 混凝土浇筑后达到一定强度前，在凝结硬化阶段会产生的短小的不规则裂缝。 随着水泥品质的改善，这种裂缝目前较少见到。 1、水泥方面 水泥水化热 水泥用量在300kg/m3左右时，温度上升为30~40℃左右。 ① ② ③ ④ 在实际结构中，内部因水化热产生蓄热的同时，构件表面还产生放热，使得构件温度经上升后再下降。 构件的最小尺寸大于800mm时，通常可认为是大体积混凝土。对于大体积混凝土，内部温度较大，构件外周温度较低，内外温差很大，引起内外混凝土膨胀变形差异。内部混凝土膨胀受到外部混凝土的变形约束，而使构件表面产生裂缝。这种裂缝在构件表面通常呈直交状况。 大型构件与小尺寸构件共同组成的结构（如基础梁与薄墙板、大尺寸梁与薄楼板等），以及梁柱框架结构中均可能因温差的影响产生裂缝。 2、 骨料方面 混凝土下沉和泌水 混凝土浇筑后，在凝结过程中会产生下沉和泌水，下沉量约为浇筑高度的1%。当下沉受到钢筋或周围混凝土的约束也会产生裂缝。 混合材料不均匀：由于搅拌不均匀，材料的膨胀性和收缩的差异，引起局部的一些裂缝。 长时间搅拌：混凝土运输时间过长，长时间搅拌突然停止后很快硬化产生的异常凝结，引起网状裂缝。 浇筑速度过快：当构件高度较大，如一次快速浇筑混凝土，因下部混凝土尚未充分硬化，产生下沉，引起裂缝。 交接缝：浇筑先后时差过长，先浇筑的混凝土已硬化，导致交接缝混凝土不连续，这是结构产生裂缝的起始位置，将成为结构承载力和耐久性的缺陷。 (e) 模板变形 (f) 支撑下沉 (g) 支撑下沉 结构干燥收缩变形 温度裂缝 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形 结构干燥收缩变形与墙板裂缝 (a) 混凝土开裂 (b) 水、CO2侵入 (c) 开始锈蚀 使钢筋产生锈蚀的原因有：骨料中含氯化盐；外部进入氯化盐；混凝土碳化；保护层不足；过大的裂缝宽度。 钢筋锈蚀产生体积膨胀可达原体积的数倍，使钢筋位置处的混凝土受到内压力而产生裂缝，并随之剥落。 这种裂缝沿钢筋方向发展，且随着锈蚀的发展混凝土剥离产生空隙，这可从敲击产生的空洞声得到判别。 (d) 钢筋体积膨胀 计算理论法： 理论→计算图形→公式→试验定系数 因素分析法： 主要影响因素→试验+数理统计→计算公式 *