第9章_正常使用极限状态验算及耐久性设计.pptVIP

第九章 混凝土构件的裂缝和 变形验算及耐久性;主要内容与要求;第九章 正常使用极限状态验算及耐久性设计;9.1 概述;9.1 概述;一、裂缝的分类与成因 1. 分类; 2. 成因;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;施工措施不当产生的裂缝;基础不均匀沉降产生的裂缝; 钢筋锈蚀是一个电化学过程;;二、裂缝的危害;三、对裂缝的控制措施;裂缝的控制等级;四、构件的变形控制;变形控制的要求;五、裂缝和挠度计算中材料强度及荷载取值;六、耐久性的控制;9.2 横向受力裂缝宽度的计算;一、裂缝的出现、分布与发展 二、横向受力裂缝宽度的计算理论 三、裂缝宽度的实用计算方法 四、影响裂缝宽度的主要因素及降低措施;★在裂缝出现前，混凝土和钢筋的应变沿构件的长度基本上是均匀分布的。;★当混凝土的拉应变达到极限拉应变时，首先会在构件最薄弱截面位置出现第一条（批）裂缝。 ★裂缝出现瞬间，裂缝截面位置的混凝土退出受拉工作，应力为零，而钢筋拉应力应力产生突增Dss= ft /r，配筋率越小，Dss就越大。;★由于钢筋与混凝土之间存在粘结，随着距裂缝截面距离的增加，混凝土中又重新建立起拉应力sc，而钢筋的拉应力则随距裂缝截面距离的增加而减小。;★当距裂缝截面有足够的长度 l 时，混凝土拉应力sc增大到ft，在新的薄弱位置，将出现新的裂缝。l 称为粘结力传递长度。;★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，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。;★裂缝发展。当荷载继续增加，钢筋与混凝土之间的粘结力降低，?ss与?sm相差越小，砼回缩，钢筋与混凝土之间产生较大滑移。在一定区段由钢筋与砼应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。;二、裂缝宽度的计算理论;以轴心受拉为例;裂缝的间距;?m;?m;b;裂缝的宽度;设 称为裂缝间钢筋应变不均匀系数， 反映砼参与工作的程度 则有;设 称为裂缝间钢筋应力不均匀系数， 反映砼参与工作的程度 则有;2. 无滑移理论; 3. 粘接滑移与无滑移理论??结合;三、裂缝宽度的实用计算方法 1. 半理论半经验的方法;1. 半理论半经验的方法;平均裂缝宽度;裂缝的最大宽度;1. 半理论半经验的方法; 2. 以数理统计分析为基础的计算方法;最大裂缝宽度验算：;四、影响裂缝宽度的主要因素及改善措施;改善裂缝的措施 ;施工方面：; 关于裂缝计算的讨论： 1，必威体育精装版的研究表明，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。; 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。 ; 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。;9.3受弯构件的变形验算;一. 截面抗弯刚度的特点;一. 截面抗弯刚度的特点;二. 短期刚度Bs;Ms;二. 短期刚度Bs;参数h、z 和ψ 1、开裂截面的内力臂系数h ;参数h、z 和ψ 2、受压区边缘混凝土平均应变综合系数z;; 在短期弯矩Msk=（0.5~0.7）Mu范围，三个参数h、z 和y 中，h 和z 为常数，而ψ随弯矩增长而增大。 该参数反映了裂缝间混凝土参与受拉工作的情况，随着弯矩增加，由于裂缝间粘结力的逐渐破坏，混凝土参与受拉的程度减小，平均应变增大