1第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助第10章

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助本章重點

掌握受彎構(gòu)件裂縫寬度的驗算方法；

掌握受彎構(gòu)件截面剛度計算與變形驗算方法。

了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計要求。

了解受彎構(gòu)件豎向彎曲裂縫的出現(xiàn)和開展過程；第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助§10.1概述構(gòu)件的裂縫寬度和撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過大影響使用功能，不能保證適用性;而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。裂縫荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：由材料收縮、溫度變化、鋼筋銹蝕后體積增大、地基不均勻沉降等產(chǎn)生的裂縫。

(約占80%)與構(gòu)件的受力特征有關(guān)。(約占20%)第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助NkNkNkNkNkNke0e0Tk(a)(b)(c)(e)(d)TkMkMk（a)軸心受拉；(b)偏心受拉；(c)偏心受壓；(d)受彎和受剪

；(e)受扭。第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構(gòu)件截面尺寸小、鋼筋應(yīng)力大時進行驗算。為防止溫度應(yīng)力過大引起的開裂，規(guī)定了伸縮縫之間的最大間距。為防止由于鋼筋周圍混凝土過快地碳化失去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保護層的最小厚度。非荷載引起的裂縫第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助與承載能力極限狀態(tài)設(shè)計相比，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的目標可靠度可以相對較低。

C——結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用要求的規(guī)定限值、裂縫寬度和變形限值。裂縫寬度和變形的驗算表達式如下：

S≤C

…10-1S

——結(jié)構(gòu)構(gòu)件按荷載效應(yīng)的標準組合、準永久組合或標準組合并考慮長期作用影響得到的裂縫寬度或變形值；

式中第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助…10-2荷載效應(yīng)的標準組合為：…10-3荷載效應(yīng)的準永久組合為：在進行荷載效應(yīng)計算時，荷載組合有兩種情況：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助§10.2裂縫寬度驗算裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行裂縫寬度的驗算。10.2.1驗算公式…10-4——按荷載效應(yīng)標準值組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度；——最大裂縫寬度的限值。對此建筑工程、公路橋涵工程有不同的要求。第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助10.2.2wmax的計算方法《規(guī)范》的思路：得到最大裂縫寬度wmax若干假定根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理建立理論公式，計算平均裂縫寬度wm按試驗資料確定擴大系數(shù)第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.裂縫的出現(xiàn)和開展當

c

ftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)，混凝土應(yīng)力逐漸增加至ftk出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足以使粘結(jié)力傳遞至混凝土達到ftk–––完成裂縫出現(xiàn)的全部過程。出現(xiàn)：當荷載繼續(xù)增加到Nk，在一個裂縫間距范圍內(nèi)由鋼筋與混凝土應(yīng)變差的累積量，即形成了裂縫寬度。開展：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助2.平均裂縫寬度wmNcr+N211Ncr+N

分布<ftk

sm

ss(b)(c)(d)(e)

1

2

3<ftkNkNk(a)裂縫寬度等于裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋和混凝土的變形差；粘結(jié)-滑移理論：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助我國《規(guī)范》是建立在粘結(jié)—滑移理論和無滑移理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量試驗結(jié)果得到的半理論半經(jīng)驗公式。構(gòu)件表面裂縫寬度主要是由鋼筋周圍的混凝土回縮形成的；無滑移理論第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助式中：

sm=

sk

c取0.85lcr+

cmlcrlcr+

smlcr

m

m(a)

cs

cm

sm

ss

c分布

s分布(c)(b)…10-5第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助…10-6平均裂縫間距l(xiāng)mc

–––保護層厚度；deq

–––縱向受拉鋼筋的等效直徑，mm；

式中：

–––與受力特性有關(guān)的系數(shù)軸心受拉

=1.1受彎、偏心受壓

=1.05偏拉

=1.0第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助

i

–––縱向受拉鋼筋的表面特征系數(shù)光面:

=1.0帶肋:

=0.7hh/2bb

fh

fh/2hbbbfh

fh/2hh

fb

fh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)

te

–––截面的有效配筋率，

te=As/Ateni

–––第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù)；第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助(0.2

1.0)…10-7

鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)

Ate倒T形截面第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助

裂縫截面處鋼筋應(yīng)力

sk…10-8軸心受拉：…10-9受彎：…10-10偏心受拉：…10-11偏心受壓：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助0.87h0h0Nk

skAsMkC

skAse

e0eNkh0–a

sAsA

se

ke0kAsA

s

kA

sCCcZ

skAsNk(a)(b)(c)(d)C

skAs

skA

s第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助wmax=s

lwm偏心受拉軸心受拉

cr=2.7

cr=2.4受彎、偏壓

cr=2.13.最大裂縫寬度wmax擴大系數(shù)荷載長期效應(yīng)裂縫擴大系數(shù)構(gòu)件受力特征系數(shù)…10-4wmax=0.85

s

l

cr第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助10.2.3減小裂縫寬度的措施優(yōu)先選擇帶肋鋼筋；選擇直徑較小的鋼筋；增加鋼筋用量。當計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限值時，從最大裂縫計算公式可知，常見的減小裂縫寬度的措施有：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的關(guān)系是非線性的。§10.3受彎構(gòu)件撓度計算21(a)Maf0(b)EI2EI(B)M01——線性；2——非線性。第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助Bs–––荷載效應(yīng)標準組合下的受彎構(gòu)件的短期剛度B

–––按荷載效應(yīng)標準組合并考慮荷載長期作用影響的抗彎剛度B–––鋼筋混凝土梁的撓度計算對于簡支梁承受均布荷載作用時，其跨中撓度：用材料力學(xué)的公式：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.短期剛度Bs的計算rMso

co

a

a

c

sash0Msbb

lcr…10-15式中：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助產(chǎn)生隨時間增大的撓度2.長期剛度B的計算產(chǎn)生短期的撓度B將彎矩分成兩部分：第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助…10-16Mk

–––荷載效應(yīng)標準組合計算的彎矩值；Mq

–––荷載效應(yīng)準永久組合計算的彎矩值；

–––撓度增大系數(shù)，

=2.00.4

'/

；Bs

–––短期剛度按式(10-15)計算。第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助3.最小剛度原則受彎構(gòu)件在正常使用狀態(tài)下，沿長度方向的剛度是變化的。取同一彎矩符號區(qū)段內(nèi)的最小剛度作為等剛度，按材料力學(xué)的方法計算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)-+gk+qkBminBmin(a)(b)第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助4.圖表法=1

MGk/Mk

MGk

–––永久荷載標準值產(chǎn)生的彎矩Mk–––荷載短期效應(yīng)組合產(chǎn)生的彎矩實際上是限制跨高比l0/h0。提高剛度的有效措施h0

或As

增加'l0/h03020100.40.81.21.62.0

(%)=1.0第10章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄上一章下一章幫助§10.4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)能在自然和人為環(huán)境的化學(xué)和物理作用下，滿足在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)不出現(xiàn)無法接受的承載力減小、使用功能降低和不能接受的外觀破損等的耐久性要求。耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)期的使用年限內(nèi)，在正常維護條件下，不需要進行大修就能完成預(yù)定功能的