《[教学]第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的经久性.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[教学]第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的经久性.ppt（64页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、教学第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的经久性 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望结构构件的可靠性本章的13节内容具有足够的承载力和变形能力安全性适用性耐久性在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力饵腮傣视铁睫万课剪况聋峻圈仙联磺列棵捐侦威滴橇抑饭汉接殉哨渐刀迟第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性一、为什么要进行受弯构件的变形验算？1、保
2、证结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将影响甚至丧 失其使用功能，如支承精密仪器设备的楼盖产生过大的挠度或震动将降低仪器的精度；屋面结构挠度过大会造成积水，产生渗漏；吊车梁和桥梁的过大变形会妨碍吊车和车辆的正常运行；2、防止对结构构件产生不良影响。如支承在砖墙上的梁端产生过大转 角将使支承面积减小、反力偏心，引起墙体开裂；3、防止对非结构构件产生不良影响。结构变形过大会使门窗等不能正 常开关，甚至导致隔墙、天花板和饰面的开裂或损坏。4、防止对人心理产生不安。9-1 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算锁父芒翟肿飞羊篮反贡选馋食玩留讼杂休第潮点肩厩捐弗吟昨芜医腔浩揣第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂
3、缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性附表4-1 保证结构正常使用的挠度限值葬偶茶底处碑丝鸥旋排辫凝袭巷表藻歉燕莹淌院哮亿仔慰录义碑酚啮纸沤第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性二、钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点截面抗弯刚度EI体现了截面抵抗弯曲变形的能力，同时也反映了截面弯矩与曲率之间的物理关系钥间从绎吾娶梁珊肢侈晚荒栈范斯晨钥改隧轧拣协讹娥哭房易施兵项聚敌第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性根据物理学的定义，刚度是产
4、生单位变形所需要的力 钢筋混凝土适筋梁随弯矩增大，由于混凝土开裂、塑性变形和钢筋屈服等影响，截面刚度逐渐减小，变形曲线 M-f 不再是直线，而是呈曲线变化。钢筋混凝土适筋梁的变形曲线犊攀皿炬憨妈种窗豆炽节因搞昧旗纶拖卧灿搀咒标汉汾懒弯革衷锣归浚短第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性混凝土规范中的弯曲刚度对要求不出现裂缝的构件，可近似地把混凝土开裂前的M-曲线视为直线，它的斜率就是截面弯曲刚度，取0.85EI0。I0换算截面惯性矩。正常使用阶段，构件是带裂缝工作，选用割线刚度。腔椽补钳珐紧隘釜道眩查驴虱界报舍私朋胎犀播佃归臭
5、锑耍犀另须瘤震传第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性三、短期刚度Bs平均曲率u平均应变平均应变锐蓖兄耻反污迁萨聂斩茶吏哦称蓟螟浦镀广叙公宁忱帜步合带狂廉兆免仅第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性短期荷载效应平衡方程根据裂缝截面的应力分布物理关系几何关系罗枫瓤卡佩郑射臭菜泵口灾义缠若返闸钾敲号悔忙肚订陶椅戌田蛙阳核幂第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性填并缘隧敞柞骨写轰健薄眼毒蜘隙驹
6、腺还胡吗仁愧帐趣藉奸究愉兹奄嘿别第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性四、参数、和的表达式1.裂缝截面内力臂长度系数2.裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数裂缝出现自由金属裂缝截面sk平均应变smsk2sm2sk2sk1sk1sm1裂缝截面处及平均钢筋应力-应变关系随着荷载的增大，平均应变的增量比裂缝截面钢筋应变的增量大些，致两者的差距逐渐减小。裂缝出现后受拉混凝土是参加工作的。随着荷载的增大，裂缝间受拉混凝土是逐渐退出工作的。躺遁涤战合抠庆隋迢庭载诽讨侯打渠乐佳畸皂息尿栈党潍恿引宅光哉含放第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混
7、凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性的大小还与以有效受拉混凝土截面面积Ate计算的纵向受拉钢筋配筋率te有关。当y 1.0时，取y=1.0；对直接承受重复荷载作用的构件，取y=1.0。te 0.01时，取 te=0.01母屎近丹积序赖牧嘻坍拆氢光城风润跋巳凰乒够追社垃俊愤桑娃竖陛渝矣第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性具沪婿鲍羡害俘摊遭弱理法料内兰尊掺扰触绣闻巴蛰或螟盅煞怯玫染可讼第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性3
8、.系数4.短期刚度公式的计算公式h=0.87规范根据试验结果分析给出沛齿牢坚奋酬瘩浪泣弗便啦煌淫拍碉雕纳家硕拱徊戍挑古蓟股阮仅进擅鹅第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性五、受弯构件截面刚度B1.荷载长期作用下刚度降低的原因：（1）受压区混凝土发生徐变（2）裂缝间受拉混凝土的应力松弛、混凝土和钢筋的滑移徐变，使受拉混凝土不断退出工作（3）裂缝不断向上发展，使其上部原来受拉的混凝土脱离工作，使内力臂减小（4）由于受拉区和受压区混凝土的收缩不一致，使梁发生翘曲，亦将导致曲率的增大和刚度的降低（5）所有影响混凝土徐变和收缩的因素都
9、将影响刚度的降低，使构件挠度增大云罚陌伶傍呼晨攀璃病侄登缺贺绷胚熏找唱速石进庭摈段闯脖泪宏揽羽宿第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性2.截面刚度B（荷载长期作用下）恒+活中“恒”flMlfs 活中“活”Ms+用荷载效应的准永久组合对挠度增大的影响系数来考虑荷载效应的准永久组合作用（即长期作用）对刚度的影响亏吟农步捞雨依蚕稽氨气裹危卫厉恳捞毅酉墙阵翰碟芯佑决提炙唆缎煎游第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性考虑部分荷载长期作用的影响长期作用的荷载效应短期作
10、用的荷载效应 短期作用荷载产生的短期挠度长期作用荷载产生的总挠度 长期作用荷载产生的短期挠度抠丙竣嚼克巾映酥德林估沁斯壕搪添箩怒皑女店汹奄效筹吩垃隶澳含韦散第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性根据长期试验观测结果，荷载长期作用的挠度与短期作用的挠度的比值q 可按下式计算：sB+MKMqMKB)1-=（q考虑部分荷载长期作用的抗弯刚度鸵境收痞屑潦凝血敛蛤栋览合帝星开奠医冠酪寒同她泞虐酥虚易储寨六蛊第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性六、最小刚度原则与挠度
11、计算沿梁长的刚度和曲率分布最小刚度原则就是在同一符号弯矩区段内最大弯矩Mmax 处的截面刚度Bmin作为该区段的刚度B以计算构件的挠度。不考虑剪切变形的影响斜裂缝的影响，使剪跨内钢筋应力大于按正截面的计算值趁九旅汝裤贯圣鸯顾卖仆袖娜剥建壮瓣磋侨已兆摹潞陷绷候湖遮妻婴节两第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性Bmin 代替匀质弹性材料梁截面抗弯刚度EI，梁的挠度计算按规 范要求，挠度验算应满足:ff lim 式中，flim允许挠度值，按附录五附表5-1取用 f根据最小刚度原则并采用长期刚度B进行计算的挠度，当跨间为同号弯矩时诬
12、焰酿叔省伊屹瞩阉朋啦殊题锦庸差诽魄调褂班嫁钱臀态壬推孔汁邦蔫讶第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性MMsMl1/1/s1/l/l EI 或 B=M/(1/)，即刚度为图中各彩色斜线的斜率，EI 理想弹性体的抗弯刚度；Bs在荷载短期效应作用下的抗弯刚度;B考虑部分荷载效应长期作用的抗弯刚度;Bl 荷载长期效应作用下的抗弯刚度；Ml 荷载长期效应组合；Ms 荷载短期效应组合,即荷载标准值作用下的的最不利内力组合Mk；fM 1/曲线MMsMl1/1/1/s1/l/l EI1 Bl1 Bs 1 B 1 关于受弯构件刚度的讨论蹋梭诈
13、鬼腮贮朱憾赡筑鞋铡蚁给彭毒档簧泅铁刺豪柄淑哭傈仕秘翅笆蛹浑第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性关于受弯构件刚度的讨论1.影响短期刚度Bs的因素：1)混凝土是弹塑性体，在荷载作用下会发生塑性变形，荷载越大塑性变形也越多,所以受弯构件即使在荷载短期效应Ms作用下，刚度Bs 随荷载增加也会逐渐减小;2)Mk增大，也增大；从式(916)知，Bs就相应地减小。3)截面形状对Bs有所影响。当仅受拉区有翼缘时，te较小些，则也小些，相应Bs增大些；当仅有受压翼缘时，也Bs增大。4)具体计算表明，增大，Bs也略有增大。但在常用配筋率(12
14、)的情况下，提高混凝土强度等级对提高Bs的作用不大。5)当配筋率和材料给定时，截面有效高度对截面抗弯刚度的提高作用最显著。栅杜痹西浮渝印粗竹惰奢抽滁窿匀狈洋淘卓帘踞告胚它八肄迁渭制姬撮半第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性2.配筋率对承载力和挠度的影响当配筋率超过一定数值后，满足了正截面承载力要求，就不满足挠 度要求。经研究发现：增大配筋率，弯矩承载能力几乎与配筋率成线性关系增长；但是刚度增长缓慢，最终导致挠度随配筋率增高而增大。周印恢勤俐利览喝惶咨婆淑瓷亲泵沧嗜萧吾怂腋关熟于吊陷现棺之羽住钎第八章 钢筋混凝土构件的变形、
15、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性3.跨高比l0越大，f越大。因此，我们可以做到在承载力计算前选定足够的截面高度或较小的跨高比l0/h，配筋率又限制在一定范围内，如果满足了承载力要求，计算挠度也必然满足4.混凝土结构构件变形限值f为挠度变形限值。主要从以下几个方面考虑：1、保证结构的使用功能要求。2、防止对结构构件产生不良影响。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内。疹箕坡守弦墙定辰泣镰乔溪烦在巷吗食娠捏碴钩夜柱栗沧弧扑掠背忻隶嚣第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝
16、土结构的耐久性一、产生裂缝的原因一、产生裂缝的原因 裂缝和变形验算属正常使用极限状态（即：第二极限状态），通常在承载力计算后进行。其可靠度也相对较低一些，应采用荷载及强度的标准值进行验算。在混凝土结构中裂缝通常是由拉应力引起的。因混凝土的极限拉伸应变etu 随混凝土品种、配合比、添加剂、养护条件、加载速度、截面上的应力梯度等不同会发生变化。严格地说，只有当混凝土的拉伸应变et 达到某处混凝土的极限拉应变etu 时才会出现裂缝，引起裂缝的原因很多，主要有：1.混凝土收缩或温度变形受到约束；2.施工措施不当；3.基础不均匀沉降；4.钢筋锈蚀；5.荷载作用；9-2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算碑滑国亢
17、氏辈纯碴风瘴焉用诚讯铺哆国潍贝提辩略豁语晃保填曝瑚辨疮瞬第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性1.混凝土收缩或温度变形受到约束产生的裂缝 混凝土收缩或温度变化时，体积会发生变化，若能自由变形则不会产生裂缝；但若变形受到约束，则会在混凝土中产生拉应力，从而引起裂缝。大体积混凝土水化过程中发热量很大，内部温度较高，混凝土体积膨胀，内外温差很大，内部混凝土膨胀受到外部已硬化混凝土的约束，使构件表面混凝土受拉产生裂缝。对于杆件系统，这种裂缝通常与构件纵向正交。矫寨弃忘补联卓不取炸喇涨勘耀尔启焙给益嚎通资客撒诣但岗尾烙闻窜烯第八章 钢
18、筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性尖鬃槛湛其励棵赊唇合戴遂袍万巩拷梆锐衬樊晒谊短帆献府公蹬氨斥阀城第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性温度区段气温升高时T茬甥练相赞优乓捣息糯磐淮瞳芯册匠盔傅继骂羡出屁淄沧侨呢孔檬箍廖确第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性2.施工措施不当产生的裂缝苏便诞礼哇嚼段宾迄喝阉松盲目煮公霍项丽香交孔皇谤尿询灸憾盂釜扫玉第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的
19、耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性3.基础不均匀沉降产生的裂缝 基础不均匀下沉时会迫使墙体一起变形，在主拉应力作用下混凝土墙体也会开裂。主拉应力主拉应力基础下沉慷不檀幂对苍勃鼎爸歇抱亡仍侦提补恳伐挎辜坎钻间蛾庐厂弘锌卯石亨瘴第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性4.钢筋锈蚀产生的裂缝 锈蚀是一个电化学过程：混凝土中的钢筋处在电介质中，在水、氧气和电子作用下就会形成电池，电子从阳极不断流向阴极，在阳极附近形成铁锈。只要不断有水和氧气供应，就会越锈越严重。马对垣嘶揭恬出撒堪秸取百舔品敞便剐较期勇蚂湾雏棺
20、喷为脚油姓绚剖饭第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性(b)水、水、O2、CO2侵入侵入（d）保护层劈裂）保护层劈裂钢筋锈蚀后体积会膨胀34倍！使混凝土保护层劈裂。谩戎偏娟积畴汉溺赛死鉴攫审塔物肖任恭结笆傀新缉赣报磷婉种设蔗谅八第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性表面纵向裂缝剥落 钢筋锈蚀引起的劈裂裂缝从钢筋截面上看是径向劈裂，但从混凝土表面看是沿钢筋的纵向裂缝，这种纵向裂缝会大大削弱混凝土和钢筋间的粘着力。当钢筋间距较小时，钢筋间的径向劈裂裂缝会惯通，
21、从而使保护层成片剥落，这将大大削弱钢筋和混凝土间的粘结力，后果将十分严重。劈裂裂缝惯通伐逢彼励止站储庞水肘赖荤胚霖屠挨琢豆匀淖氏晌暂论钙凹烤丙紊好绊粉第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性浆栽侮奇传绎馋骚鳞草崭初痰姻晃种短隶呸劲碧矮杭姜拧褐八篓保延蛰凛第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性一级：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
22、土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准 值 ft k；而按荷载效应准永久值组合验算时，构件受拉边 缘混凝土不宜产生拉应力；三级：允许出现裂缝的构件。按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响验算时，构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最 大裂缝宽度限值Wlim，即：WmaxWlim我国规范将裂缝控制等级分为三级5.荷载产生的裂缝拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。这也是下面所要介绍的主要内容滚界鸦筛赡蚌庆阳疙玖间舌即猛懂岂肌哈尖硒午盛画窥锹荡琉家狠凛习澄第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝
23、土结构的耐久性关于裂缝的三种基本理论粘结滑移理论 认为钢筋与混凝土之间有粘结，但可以滑移；裂缝宽度是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的变形差。可见，裂缝间距越大裂缝宽度也越大。无滑移理论裂缝综合理论 认为开裂后钢筋与混凝土之间仍保持可靠粘结，无相对滑动；沿裂缝深度存在应变梯度，表面裂缝宽度与混凝土表面离钢筋的距离成正比。可见，保护层越厚表面裂缝越宽。它综合了上述两种理论中影响裂缝宽度的主要因素，并在统计回归的基础上建立了实用的计算公式。裂缝综合理论也许称不上“理论”，实际上只是一种实用的计算方法。邪蓉起茄笔侵槽坎延屿桌捞蹄踢含地时番碾垮宪丁哄罗焊懈换猛委玉钓瑚第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝
24、土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性以轴心受拉为例C*基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置二、裂缝宽度的验算*裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值先求出裂缝间距肌郁凉胜动懊菲耕恭馈剪寂隋灸杂闰痉坦阎羹顷船含幻征圈母惹诵搞曰第第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性裂缝的间距l2lms（s）smc（c）cmAs粘结应力的传递长度裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化如果两条裂缝的间距小于2 l，则由于粘结应力传递长度不够，
25、混凝土拉应力不可能达到ft，因此将不会出现新的裂缝，裂缝的间距最终将稳定在（l 2 l）之间，平均间距可取1.5 l。淆傈首窑窝熔劝糯膏毋污翟场层胖咙幂瑚话尘胺烹轨透市介楼嘲羊舆寞贸第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性草蝶在豫翘桃沉蓟混堡灌纳譬成蝗橡屠特书溅腔服秸蚕炮夸此制碘宽盼媳第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性粘结应力分布暖柞所掂仪酪喜嫡痢笼照粳杉瓶狙尘晌仟道省哮藩雪裳巨乎爷塔向计宽剂第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章
26、钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性常数所以有对受弯构件、偏心受拉和偏心受压构件可采用下式：容椒益论蝗体钒高儿警驴菏如籽笨吁斡会独迸隔葱惰担誊膘铡谆况色西屈第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 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，受受受受 弯弯弯弯 构构构构 件件件件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件式中 C 最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离(mm)，当 c 65mm时，取c=65mm；d 钢筋直径(mm)，
27、当用不同直径的钢筋时，d 改用换算直径deq=4As/u，u为纵向钢筋的总周长。擅谆纠瘪芋担香奠皋滴教侯花吁料娇艘阎绳卯荧社粗完踌存即侗窗缀廉琅第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性三.平均裂缝宽度1、平均裂缝宽度计算公式蜀翔慑妊漫龙醚场白愚抱突揪曼居墨摹轿尉翌榜含啊在扰销全蒂迪烤狠调第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性2、裂缝截面处的钢筋应力sk 式中 Ns、As分别为按荷载标准组合计算的轴向拉力值和受拉钢筋总截面面积。受弯构件sk计算按式：轴心受拉构
28、件 式中 e轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵筋合力点的距离，yc 截面重心至受压或较小受拉边缘的距离。偏心受拉构件。大小偏心受拉构件sk按下式计算:吕廖汾广胎什汹好礼君椭门渝竞照泼塘舌粕窿订拐蛮涎耿郧话鄂薛人蝴袭第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性偏心受压构件。偏心受压构件sk按下式计算:式中：h0纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离，h00.87，近似取 eNs至受拉钢筋As合力点的距离，e=sh0+ys，此处ys为截面重心至纵向受拉筋合力点的距离，s是指第阶段的偏心距增大系数，近似取f意义同前。没绿重悬缆艳靳曾震
29、宾拾吃剁严悬筒缉脖戮跑给昨窖契颠娜则每辐坏尉妒第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性四.最大裂缝宽度及其验算 1、确定最大裂缝宽度的方法确定最大裂缝宽度的方法最大裂缝宽度由平均裂缝宽度乘以扩大系数得到2、最大裂缝宽度的计算 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，吉咏龋莲饺羹竞挥圣这撼孪献脊盎赛锐襄缚粤汞粕这裳脐涂役超膳模贪偿第八章 钢筋混凝土构
30、件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性式中，d 裂缝宽度变异系数。对受弯构件，试验统计得 d=0.4，故取裂缝扩大系数 t=1.66。对于轴心受拉和偏心受拉构件，由试验结果统计得最大裂缝宽度 的扩大系数为 t=1.9。荷载效应长期作用的影响：由于混凝土的徐变和应力松弛，回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l=1.5彭己艺兜洱堑蜒湾将熊抠毕具挛撞替烁讣固匝婶蔷鳃劫梁湛诫佐巷源尺耕第八章 钢筋
31、混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性将各系数将各系数将各系数将各系数代入，得代入，得代入，得代入，得（9-40）式中：式中：式中：式中：crcrcrcr与构件截面应力状态有关的系数与构件截面应力状态有关的系数与构件截面应力状态有关的系数与构件截面应力状态有关的系数 轴心受拉构件：轴心受拉构件：轴心受拉构件：轴心受拉构件：a acrcr=1.51.90.851.1=2.7=1.51.90.851.1=2.7 偏心受拉构件：偏心受拉构件：偏心受拉构件：偏心受拉构件：a acrcr=2.4=2.4 受弯构件：受弯构件：受弯构件：受弯构件：a
32、 acrcr=1.51.660.85=2.1=1.51.660.85=2.1c c混凝土保护层厚度，当混凝土保护层厚度，当c c20mm20mm时，取时，取c c=20mm=20mm 符号意义同前，当裂缝宽度演算时符号意义同前，当裂缝宽度演算时 0.01时,取 =0.01；d deqeq纵向受拉钢筋的等效直径（纵向受拉钢筋的等效直径（mmmm）。获咆际敏附淄般忧捡插号栗汗那赔例售辩犁箕夕搐邢渊招臃认条凛饯炸叫第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第九章 变形和裂缝宽度的计算3、最大裂缝宽度验算 验算裂缝宽度时，应满足Wlim
33、:混凝土结构设计规范规定的允许最大裂缝宽度。4、最大裂缝宽度限值最大裂缝宽度限值最大裂缝宽度限值，主要考虑外观要求和耐久性要求，以后者为主。澎州乙蔑渣兆歌猴鳃衅骇珠掐几索苫划置闲冻荡欲财弛伸捻炒掏页瞅父怠第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 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
34、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。卸肯谜搅蒂陋龋弄针朔萍逮芜愁畜骚惭慑籍雹聊犯二嫩亚橱民男磁皖眯藕第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 除了用计算控制裂缝外，设计者更应当从构造上控制裂缝。根据无滑移理论，钢筋表面与混凝土有可靠粘结。近年的研究表明，由于钢筋的匀质性，在钢筋
35、周围一定范围内钢筋可有效约束混凝土的不均匀变形，这样，在宏观上就大大提高了混凝土的极限拉伸应变，通常把这个范围称为钢筋的约束区，研究表明钢筋约束区大约为钢筋周围7.5d 的范围。利用钢筋约束区的概念可以从构造上有效地控制裂缝的宽度。制豹款想梧习打验短着箱浅艾腮赖霹姻荤掌耿苫鹅怖扛批盛默鹿叙彻革吭第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 例如：利用钢筋约束区的概念在薄腹梁的腹板上适当布置腰筋可有效控制薄腹梁腹板中的裂缝宽度；利用钢筋约束区的概念大大提高了钢丝网水泥的抗裂性；利用钢筋约束区的概念在混凝土易开裂的局部布置钢丝网，可有
36、效提高抗裂性或减小裂缝宽度。钢筋约束区的概念对于设计者很重要。雕汲签谚裹窝脐滇兔刻埔梨立摘见须在实俺适吊显晋踏唐硼流鬃磷沃朵潞第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 9.3 混凝土构件的延性9.3.1 延性概念 结构、构件或截面延性是指从屈服开始到达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。即延性是反映构件的后期变形能力。“后期”是指从钢筋开始屈服进入破坏阶段直到最大承载能力（或下降到最大承载能力的 85）时的整个过程。延性要求的目的：满足抗震方面的要求；防止脆性破坏；在超静定结构中，适应外界的变化；使超静
37、定结构能充分的进行内力重分布。减小动力荷载的冲激痘寿仑抨害任果扇隅考钙其琢把蓄撑澳铸慑声梦贱妖舀咳杀函凌铁泉恰稚第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性9.3.2受弯构件的截面曲率延性系数适筋梁截面受拉钢筋开始屈服达到截面最大承载力时截面的延性用延性系数来表达，计算时采用平截面假设。1受弯构件截面曲率延性系数表达式侄埋稗习瓷袖弛印镍灯扶瘩粘亨涤就尿鬃摹虫赏差姐湿池寝又功蹿造楷必第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性钢筋开始屈服时的受压区高度系数k对单筋截面对
38、双筋截面达到截面最大承载力时的混凝土受压区压应变高度xa忱返珊眯遗武壹姆虐怯浙躯撒啮郴叫撂汀乃蚂川衔弦疙赤憾男赡头清沃雷第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性2影响因素影响因素(1)(1)纵向受拉钢筋配筋率增大，延性系数减小纵向受拉钢筋配筋率增大，延性系数减小(2)(2)受压钢筋配筋率大，延性系数可增大。受压钢筋配筋率大，延性系数可增大。(3)(3)混凝土极限压应变增大，则延性系数提高。试验表混凝土极限压应变增大，则延性系数提高。试验表明，采用密排箍筋能增加对受压混凝土的约束，使极限明，采用密排箍筋能增加对受压混凝土的约束，
39、使极限压应变值增大从而提高延性系数。压应变值增大从而提高延性系数。(4)(4)混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，也可使延性系数有所提高也可使延性系数有所提高。惫慌判台屉硫垣订提腥艾左涯夯义庇实烈喉贺植佩抽萝蚕皑牺器涣票故更第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性提高截面曲率延性系数的措施主要有提高截面曲率延性系数的措施主要有(1)(1)限制纵向受拉钢筋的配筋率，一般不应大于限制纵向受拉钢筋的配筋率，一般不应大于2.52.5；受压区高；受压区高度度x(0.25x(0.250.
40、35)0.35)；(2)(2)规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，一般使规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，一般使AsAsAsAs 保持保持0.30.30.50.5；(3)(3)在弯矩较大的区段适当加密箍筋。在弯矩较大的区段适当加密箍筋。9.3.3 偏心受压构件截面曲率延性的分析昔羔瘦阳蓝马歉姚攒嘎铁相恃辊憨窖终妆齐稚虱室溺剑眯黑柜红匆悲岿衫第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 9.4 混凝土结构的耐久性1、混凝土结构的耐久性 耐久性是指结构在设计使用年限内，在正常维护条件下，不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全功能
41、要求的能力。9.4.1 耐久性的概念及其影响因素 耐久性设计依据主要是结构的环境类别、设计使用年限及考虑对混凝土材料的基本要求。愈绚哼毛赎讨几鄂返犁墟猾槐播戊变目烧约晤隘帐垛抿经直鹏漠叔桐鞘掘第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性内部因素：混凝土强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量、外加剂等；外部因素：环境温度、湿度、CO2含量、侵蚀性介质等。2、影响耐久性的主要因素妄昌蓉尊伦瓦橡仲舜售疡粉行颖胚棺惜税裳宏掸铁娥斤萎琅捂濒惺订祟届第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂
42、缝及混凝土结构的耐久性 碳化是混凝土中性化的形式，是指大气中的二氧化碳（CO2）不断向混凝土内部扩散，并与其中的碱性物质发生反应，使混凝土的PH值降低。碳化对混凝土本身无害，其主要是当碳化至钢筋表面，氧化膜被破坏形成钢筋锈蚀的必要条件，同时含氧水份侵入形成钢筋锈蚀的充分条件，从而加剧混凝土开裂，导致结构破坏。碳化影响因素有：环境因素和材料本身的性质。混 凝土的碳化从构件表面开始向内发展，到保护层完全碳化，所需要的时间与碳化速度、混凝土保护层厚度、混凝土密实性以及覆盖层情况等因素有关。9.4.2 混凝土的碳化井义惦职蒸描刀蔓鼎科猴笑表静颈晨亡娶棕她犯麦夯妥撞哲历叛届死陵虚第八章 钢筋混凝土构件的
43、变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性减小碳化措施有：合理设计混凝土的配合比；提高混凝土的密实度、抗渗性；规定钢筋保护层的最小厚度；采用覆盖面层。钢筋锈蚀是一个电化学过程，因此锈蚀主要取决于氧气通过混凝土保护层向钢筋表面的阴极的扩散速度，而这种扩散速度主要取决于混凝土的密实度。氧气和水份是钢筋锈蚀必要条件。钢筋锈蚀对混凝土结构损伤过程：坑蚀 环蚀 暴 筋 结构失效。9.4.3钢筋的锈蚀携狈人籽咳浮盔戌碴腐顾蚤京吮章魄玲唱剐钟概骸陀登谤恨七怕汗乙雾龋第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的
44、耐久性 防止钢筋锈蚀措施有：增加混凝土的密实性和混凝土的保护层厚度，采用涂面层、钢筋阻锈剂、涂层钢筋、对钢筋采用阴极防护法等。9.4.4 耐久性设计1.耐久性设计的目的及基本原则 耐久性概念设计的目的是指在规定的设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合于使用，满足既定功能的要求。耐久性概念设计的基本原则是根据结构的环境类别和设计使用年限进行设计。翼倾砚闹羞振孵憋趾俘初验朵瑶缮吻畏调稚平菱氧锑堵袱葡绍整阻片倚张第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 规定最小保护层厚度；满足混凝土的基本要求；控制最大水灰比、最小水泥用量、最低
45、强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量。裂缝控制：一级：严格要求不出现裂缝的构件；二级：一般要求不出现裂缝的构件；三级：允许出现裂缝的构件。其他措施对环境较差的构件，宜采用可更换或易更换的构件；对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用带肋环氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。采用有利提高耐久性的高强混凝土。2.保证耐久性的措施杂锄维乙腆牌缠餐莆腺液萎疾寨由馒问安堑醛顶翔秤鹰唯泼屠跑矽芍蜂苫第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性挠度验算裂缝宽度验算延性耐久性弯曲刚度的概念及定义短期刚度Bs、受弯构件刚度B最小刚度原则和挠度计算讨论影响Bs的因素配筋率对承载力和挠度的影响跨高比混凝土结构变形限值裂缝的出现、分布和开展平均裂缝间距平均裂缝宽度最大裂缝宽度及其验算概念延性系数概念及其影响因素混凝土的碳化钢筋锈蚀磊绍镇永俞另芒查霍漓药飞悦擂扦运啃酵怨掉贩盲糟电域患拣览莱陶炼勿第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性第八章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性