混凝土结构设计原理第八章裂缝变形分析.ppt

混凝土结构设计原理;钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 混凝土结构的耐久性;8.1 概 述（Introduction);过大裂缝对结构的影响——引起钢筋的严重锈蚀，降低结构 的耐久性，损坏结构的外观，引起使用者的不安;Nk;混凝土收缩或温度变形受到约束产生的裂缝;施工措施不当产生的裂缝;基础不均匀沉降产生的裂缝;钢筋锈蚀产生的裂缝;(b) 水、O2 、 CO2侵入;表面纵向裂缝;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 ft k 三级：允许出现裂缝的构件。钢筋混凝土的构件按荷载效应准永久组合并考虑荷载长期作用影响验算；预应力混凝土构件按标准组合并考虑荷载长期作用影响验算。构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最大裂缝宽度限值Wlim，即：Wmax≤Wlim;8.2 裂缝宽度验算(Checking of Width of Crack);8.2.2 Wmax 的计算方法(Calculation Method of Wmax ); 由图（b）可见，图中 l 为粘结应力传递长度，在裂缝两侧 l 范围内混凝土的拉应力总是小于 ft ，所以不可能再产生新的裂缝。; 由于混凝土材料的不均匀性，裂缝的出现、分布和开展具有很大的离散性，裂缝间距和宽度也是不均匀的。但大量的试验统计分析表明，裂缝间距和宽度的平均值具有一定规律性。;裂缝产生和开展过程中钢筋及混凝土的应力变化;式中：;以轴心受拉构件为例; 裂缝间距越小，裂缝宽度也越小； 钢筋直径越细，裂缝宽度也越小； 配筋率ρ越大，裂缝宽度也越小； 采用变形钢筋，可减小裂缝宽度。 ;2、根据无滑移理论： ; 根据对试验资料的统计分析，并考虑不同构件受力特征的影响，对于常用的带肋钢筋，我国《规范》给出的平均裂缝间距 lm 公式为，; 上述对轴拉构件的裂缝分析对受弯构件也适用，只是受弯构件截面上只有部分受拉，计算中可近似将受拉区看作一轴心受拉构件。为简化计算，《规范》近似取受拉一侧截面高度一半的面积作为有效受拉面积 Ate ，对于常用的矩形、T形或工字形截面，有效受拉面积 Ate可按下式计算： ; 裂缝截面处钢筋应力 ?sq;;(0.2 ? ? ? 1.0); 实测表明，裂缝宽度具有很大的离散性。取实测裂缝宽度 wt 与上述计算的平均裂缝宽度 wm 的比值 wt / wm=t 。大量裂缝量测结果统计表明，t 的概率密度基本为正态分布。 取超越概率为5%时作为最大裂缝宽度，则可由下式求得，;荷载效应长期作用的影响： 由于混凝土的徐变和应力松弛，会导致裂缝间混凝土不断退出受拉工作，钢筋应变增大，裂缝随时间也不断增大。混凝土的收缩和温度变化也使钢筋和混凝土间的粘结力削弱，使裂缝宽度不断增大。根据长期观察结果，荷载长期作用下裂缝的扩大系数为 ;对于常用的矩形截面; 关于裂缝计算的讨论： 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，目前只验算混凝土表面的裂缝宽度，而直接影响耐久性的是钢筋表面处的裂缝宽度，但还不会计算； 4，研究裂缝的主要目的是提高结构的耐久性，在裂缝计算理论尚不完善的情况下，提高结构的耐久性的有效措施是提高混凝土的密实性，适当加大混凝土保护层，以及合理的构造措施。 5，《规范》只反映现阶段人们的认识水平，有待逐年修改，更新，在裂缝计算方面还有很多工作要做。;8.3 受弯构件挠度验算(Check of Deflection of Flexural Members);保证结构正常使用的挠度限值(3.4.3);1、建筑工程受弯构件 的计算方法;根据物理学的定义，刚度是产生单位变形所需要的力;;;;将上述物理关系和平衡关系代入几何关系得：;（3）参数η、ζ和ψ;;;;考虑部分荷载长期作用（徐变效应）的影响;