第七讲--钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝.ppt

《混凝土结构设计规范》规定：结构构件，除应满足承载能力极限状态外，还应满足正常使用极限状态。 钢筋混凝土结构构件除应进行承载力计算外，还应根据结构构件的工作条件或使用要求进行外观的变形和局部损坏（裂缝）的验算。 在一般建筑中，对混凝土构件的挠度和裂缝进行验算，主要是出于以下四个方面的考虑： （1）保证建筑的使用功能要求 ； （2）防止对结构构件产生不良影响；（如下页图） （3）防止对非结构构件产生不良影响； （4）保证人们的感觉在可接受程度之内。 材料力学中已经给出匀质弹性材料均布荷载简支梁跨中最大挠度的一般公式为: 式中：l0——梁的计算跨度； M——跨中最大弯矩； EI——截面抗弯刚度。 由于钢筋混凝土属弹塑性材料，且存在有裂缝，梁的弯矩与挠度（M-f）的关系呈曲线变化，如下图所示。 下面给出均布荷载简支梁跨中最大挠度的一般公式: Mk：简支梁内最大弯矩； B： 简支梁所有截面的最小刚度。 受弯构件挠度f应满足《混凝土结构设计规范》规定的要求， 即： 式中fmax——按荷载短期效应组合并考虑荷载长 期效应组合的影响，受弯构件的最 大挠度； ［f］——受弯构件的允许挠度，见下页表格。 2.2 减少受弯构件挠度的措施 （1）提高混凝土的强度等级； （2）增加纵向钢筋的数量； （3）选用合理的截面形状（如T形、I形等）； （4）增加梁的截面高度，这是最有效的措施。 钢筋混凝土构件产生裂缝的原因很多，主要有以下两个方面： （1）由于间接作用引起的裂缝，如基础不均匀沉降、构件混凝土收缩或温度变化等。 对于因基础不均匀沉降、构件混凝土收缩或温度变化等外加变形或约束引起的裂缝，主要是通过采用合理结构方案、构造措施来控制。 （2）荷载(直接作用)引起的裂缝，如受弯、受拉等构件的垂直裂缝，受弯构件的斜裂缝。 试验结果表明，只要能满足斜截面承载力计算要求，并相应配置了符合计算及构造要求的腹筋，则构件的斜裂缝宽度不会太大，能满足正常使用要求。 3.2 影响裂缝宽度的主要因素 ①纵向钢筋的应力：裂缝宽度与钢筋应力近似呈线性关系。 ②纵筋的直径：当构件内受拉纵向钢筋截面总面积相同时，采用细而密的钢筋，则会增大钢筋表面积，因而使粘结力增大，裂缝宽度变小。 ③纵筋表面形状：带肋钢筋的粘结强度较光圆钢筋大得多，可减小缝度宽度。 ④纵筋配筋率：构件受拉区的纵筋配筋率越大，裂缝宽度越小。 《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）将正截面的受力裂缝控制等级划分为三级： （1）一级：严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。 （2）二级：一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。 （3）三级：允许出现裂缝的构件，按荷载效应准永久组合，并考虑长期作用影响计算时构件的最大裂缝宽度ωmax，不应超过下页表中规定的最大裂缝宽度限值ωlim。 即： 注：上述一级、二级裂缝控制属于构件的抗裂能力控制，对于一般的钢筋混凝土构件来说，在使用阶段都是带裂缝工作的，故按三级标准来控制裂缝宽度。 1、增大钢筋截面面积； 2、在钢筋截面面积不变的情况下，采用较小直径的钢 筋； 3、提高混凝土强度等级； 4、增大构件截面尺寸； 5、减小混凝土保护层厚度。 5 钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝 * 中等职业教育建筑工程施工专业规划教材 建 筑 结 构 JIANZHU JIEGOU * * LOGO 1 概述 第七讲 钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝 2 受弯构件的挠度验算 3 裂缝宽度验算 1 概 述 1 概 述 梁端支承处转角过大引起的问题 1 概 述 2.1 基本概念 2 受弯构件的挠度验算 = · 2 受弯构件的挠度验算 · 2 受弯构件的挠度验算 = ≤[ ] ] 5.2 受弯构件的挠度验算 l0/300(l0/400) 当l09m时 l0/250(l0/300) 当7m≤l0≤9m时 l0/200(l0/250) 当l07m时 屋盖、楼盖及楼梯构件 l0/600 电动吊车 l0/500 手动吊车 吊车梁 挠度限值 构件类型 注：①表中l0为构件的计算跨度； ②表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件； ③如果构件