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1、第第4章荷载超限裂缝章荷载超限裂缝第1页，本讲稿共12页第四章 荷载超限裂缝机理 结构所承受的荷载超出了结构设计规定的极限荷载或结构结构所承受的荷载超出了结构设计规定的极限荷载或结构所具有的承载力极限，就会产生的裂缝或产生的超限裂缝。所具有的承载力极限，就会产生的裂缝或产生的超限裂缝。设计时：一方面控制荷载，另一方面选择合适的结构形设计时：一方面控制荷载，另一方面选择合适的结构形式、构件尺寸和材料强度。保证结构有足够的安全储备。式、构件尺寸和材料强度。保证结构有足够的安全储备。我国结构设计规范经历了多次修改，我国结构设计规范经历了多次修改，7474规范采用的是安规范采用的是安全系数法；全系数法
2、；8989、20022002规范采用的是结构可靠度法（概率法）。规范采用的是结构可靠度法（概率法）。因此，在研究荷载超限裂缝时，必须认识荷载状态和应力状态。因此，在研究荷载超限裂缝时，必须认识荷载状态和应力状态。第2页，本讲稿共12页n n安全系数法：KSR 概率设计法：承载力极限状态：roS R 正常极限状态：SC 第3页，本讲稿共12页 一）荷载标准一）荷载标准 标准值标准值 是概率统计后所确定的保证率是概率统计后所确定的保证率9595以以上的荷载值。上的荷载值。设计值考虑非常情况下的荷载变化幅度（或调设计值考虑非常情况下的荷载变化幅度（或调幅），用到荷载分项系数放大。幅），用到荷载分项系
3、数放大。与国外相比，我国目前的荷载标准还存在偏低的情况。与国外相比，我国目前的荷载标准还存在偏低的情况。二）承载力极限状态和正常使用极限状态二）承载力极限状态和正常使用极限状态 概率设计法是以极限状态作为设计的基准点，计算概率设计法是以极限状态作为设计的基准点，计算公式建立、所有数据的使用，是以极限状态下的力学公式建立、所有数据的使用，是以极限状态下的力学平衡和变形协调为目标。即满足承载力极限状态下的平衡和变形协调为目标。即满足承载力极限状态下的力学平衡要求和正常使用极限状态下的变形或开裂要力学平衡要求和正常使用极限状态下的变形或开裂要求。求。第4页，本讲稿共12页n n二、应力状态二、应力状
4、态 所有结构，在荷载作用下，都会产生内力，相应所有结构，在荷载作用下，都会产生内力，相应的截面内就会有对应的应力。内力不同，应力亦不同。的截面内就会有对应的应力。内力不同，应力亦不同。比如拉力拉应力比如拉力拉应力 压力压应力压力压应力 剪力剪应力剪力剪应力 而对应力的分析，要运用材料力学的强度理论，研而对应力的分析，要运用材料力学的强度理论，研究主应力。究主应力。因此，可以认为，所有结构的断裂（裂缝）均是主拉应因此，可以认为，所有结构的断裂（裂缝）均是主拉应力作用的结果。力作用的结果。不同的结构构件以及不同节点处，应力状态不同，不同的结构构件以及不同节点处，应力状态不同，出现裂缝的机率和裂缝走
5、向也不同。裂缝走向与主拉应出现裂缝的机率和裂缝走向也不同。裂缝走向与主拉应力垂直。（均布荷载下梁的裂缝与应力间的关系见图）力垂直。（均布荷载下梁的裂缝与应力间的关系见图）第5页，本讲稿共12页三、荷载超限裂缝 对不同的结构和同一结构不同位置，因内力不同，出现的裂缝形式也不同。1.支座剪胀裂缝 2.梁中（连续梁支座）弯曲裂缝和两端的剪切裂缝 3.桁架结点裂缝第6页，本讲稿共12页梁端支座下局部裂缝梁端支座下局部裂缝第7页，本讲稿共12页连续梁支座）连续梁支座）（连续梁支座）（连续梁支座）第8页，本讲稿共12页实例1：某办公楼楼面梁裂缝 某办公楼局部平面某办公楼局部平面第9页，本讲稿共12页 梁L-1侧面图第10页，本讲稿共12页屋架端部裂缝：屋架端部裂缝：第11页，本讲稿共12页n n例2：教材P85 10.2.1例n n例3：教材P85 10.2.2例第12页，本讲稿共12页