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第七章 变形失调裂损机理 新规范(GB 50010--2002) 提出了结构设计必须同时满足力学平衡条件、变形协调条件、本构关系合理条件三个条件的新要求。这是一种新思路和新观念。但是关于如何满足变形协调条件，这一规范还没有提出更多的具体措施。 第一节 传统的结构设计方法与异常的结构裂缝现象 第二节 本构关系的合理化与结构裂缝现象的严重性 第三节 医学上的富贵病与工程上的多裂缝症 以上三节内容请自学 第四节 变形失调现象与结构裂损机理 一、非变形失调原因引起的结构裂缝 (1)荷载超限裂缝,现象不多见。 * (2)早期自生裂缝。混凝土的早期自生裂缝—无害裂缝; (3)其他反应裂损。 (4)偶然原因裂损。混凝土在施工、养护过程或在装修、使用阶段由于某种偶然原因遭遇机械碰撞造成的损伤，情况比较明朗，多属于外伤，一般威胁不会太大。 二、变形失调原因引起的结构裂缝 1、地基变形失调引起的结构裂缝裂缝现象比较普遍而且严重,在前面第五章进行了专门介绍; 2．构件内部或构件之间温湿胀缩变形失调引起的结构裂缝,已在第六章进行介绍,裂缝比较常见,不容易控制和防治的裂缝。 3．体系内部整体变形失调引起的结构裂缝 结构体系的复杂，如：框架体系，剪力墙体系框剪体系、框筒体系、筒筒体系、群筒体系，使得结构构造复杂，带来的问题是：刚度失衡，变形失调，引起裂缝。 梁、柱等主体构架的刚度偏大，而墙、板等构件的刚度在设计中没有过多地考虑其与梁、柱刚度相协调，从而带来变形失调而产生裂缝。 第五节 结构变形协调原理 结构变形，是指结构的形状尺寸在受力后有所改变。改变结构形状尺寸的外因是力(含温湿胀缩应力)，内因是结构材料本身的弹性模量、构件刚度等物理特性。常见的结构变形现象有压缩、拉伸、弯曲、热胀冷缩、湿胀干缩等力学作用和物理现象。单个构件的伸缩变形对于其本身来说，应该有其充分自由。可是对于结构体系来说，每个构件的变形必然要受到其他相邻构件严格的制约，变形要相互协调。如:屋架挠度只有在一定限度的范围内才能维持正常工作。一旦超过这个限度，屋架的几何图形就不能继续维持，构件内力的正常比例关系就会改变，屋架节点就会产生次应力。最终结果是屋架遭到彻底损坏。这就是结构变形失调问题。 钢筋混凝土结构中的变形失调现象比钢结构中的变形失调现象更多。断面设计必须满足变形协调要求。受弯断面弯曲变形以后仍须满足平断面假定。受弯构件混凝土受压区的最大压应变 不能大于0.0033，适量配筋，这是保证其变形协调的最基本条件， 配筋超量，或配筋不足，有可能导致断面变形不协调现象，引起裂缝，或过早破坏。梁板构件之间，在受力条件下或在温湿度变化的胀缩变形条件下，其变形都必须取得协调，否则就将产生梁、板之间的次应力或温度应力，导致梁、板开裂。 梁柱之间的变形协调也是如此而且更重要。地基与基础之间必须共同工作，否则也会造成变形失调。 第六节 现行规范对设计安全水准的设置和结构变形的限制 结构设计必须满足两个条件一是满足承载力条件，二是满足变形协调条件： 一、对受弯构件允许挠度的控制见表7—1 二、对钢筋混凝土构件裂缝宽度的限制见表7—2 三、对高层建筑层间位移和顶点位移的控制见表7—3和表7—4； 四、对建筑物地基变形的控制见表7—5 五、结构裂缝控制水准偏低 过去我国规范规定将裂缝宽度控制的0.2mm—0.3mm以下。由于规范控制的水准偏低，就形裂缝事故多发的现象。 六、梁的挠度控制水准偏低 现行规范对一般梁的挠度控制在L／200以内。有的把小梁做成高跨比为1／20以下，步梁高度小了,显然在受力后要产生大的挠度，板面积大而厚度薄，容易在降温和干燥条件下产生较大的收缩效应，与梁的延伸变形方向相反，会形成显著的梁与板变形不协调，导致板面严重裂缝。 七、高层或多层建筑的层间位移或顶点位移控制水准偏低 这由书上的一个实例可以看出，胀缩变形量只达到层间变形限值的50％，说明其层间变形控制的水准很低。在此温差作用下，框架梁上显然会出现枣核型裂缝。说明现行规范对层间位移或顶点位移的控制不足以防止裂缝的出现。 八、地基变形控制的水准偏低 基础和上部结构刚度较小、整体性较差的低层框架允许出现0.002～0.003的沉降差。以常见的全长30.0m左右的建筑物来说，若绝对沉降差量达60.0mm～90.0mm，就很难避免墙上裂缝的出现。对于基础与上部结构整体性较好，刚度较高的高层建筑来说，出现2‰～3 ‰的倾斜，它足以引起人们视觉和观感上的异常，会带来心理上的压力。这充分说明提高变形控制的水准的重要性。 九、三代规范的讨论(自学) 第七节 地基沉降、温湿胀缩、荷载应力等综合原因引起的结构变形失调裂缝