1、1,7.鋼筋混凝土構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài),2,本章要點(diǎn),裂縫寬度計算、驗(yàn)算受彎構(gòu)件撓度計算、驗(yàn)算,3,回顧結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性包括:,具有足夠的承載力和變形能力,安全性,適用性,耐久性,在使用荷載下不產(chǎn)生過大的裂縫和變形,在一定時期內(nèi)維持其安全性和適用性的能力,4,安全性是第一位的,任何結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行承載力計算;計算時采用內(nèi)力設(shè)計值、材料強(qiáng)度設(shè)計值等計算指標(biāo)適用性、耐久性要求屬正常使用范疇,可靠度要求可低些,并采用驗(yàn)算方法。驗(yàn)算時采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載準(zhǔn)永久值、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值等計算指標(biāo),5,7.1裂縫寬度驗(yàn)算,裂縫分類,施工期間產(chǎn)生的裂縫和使用期間產(chǎn)生的裂縫,龜裂、橫向裂縫（與構(gòu)件軸線垂直）、縱向

2、裂縫、斜裂縫、八字裂縫、X形交叉裂縫等,非受力因素產(chǎn)生的裂縫和受力因素產(chǎn)生的裂縫,按裂縫的產(chǎn)生時間,按裂縫的產(chǎn)生原因,按裂縫的形態(tài),6,裂縫成因,施工期間的裂縫,固體下沉，表面泌水而引起的。大風(fēng)、高溫使水分從混凝土表面快速蒸發(fā)引起的（龜裂）。,塑性裂縫,混凝土的收縮受到約束后產(chǎn)生的裂縫,溫度裂縫,大體積混凝土中由于混凝土水化作用產(chǎn)生的水化熱使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生溫度差。,約束收縮裂縫,施工中的受力裂縫,因施工程序不當(dāng)而造成的受力裂縫,7,使用期間的裂縫-,1.鋼筋銹蝕引起的裂縫鋼筋銹蝕物體積增大,導(dǎo)致沿鋼筋長度方向的銹蝕裂縫,8,使用期間的裂縫-,2.溫度（氣溫）變化引起的裂縫,9,使用期間的裂縫-

3、,3.地基不均勻沉降引起的裂縫,10,使用期間的裂縫-,4.外部環(huán)境引起的裂縫,凍融循環(huán)作用,堿骨料反應(yīng),鹽類腐蝕,外部環(huán)境,酸類腐蝕,11,使用期間的裂縫-,5荷載引起的裂縫,拉、彎、剪、扭、粘結(jié)等引起的裂縫目前，只有在拉、彎狀態(tài)下混凝土橫向裂縫寬度的計算理論比較成熟。這也是本章所要介紹的主要內(nèi)容,12,7.1.1荷載裂縫的產(chǎn)生、分布、開展,以軸心受拉構(gòu)件為例說明1.裂縫產(chǎn)生當(dāng)構(gòu)件截面主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度、拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變時,在構(gòu)件最弱截面出現(xiàn)第一條(批)裂縫;由于混凝土的非勻質(zhì)性,第第一條(批)裂縫的位置具有隨機(jī)性;,13,2.裂縫寬度,開裂后，裂縫處混凝土退出工作，鋼筋和混凝土

4、之間發(fā)生滑移，混凝土回縮至圖中虛線的位置,故裂縫有一定寬度;,裂縫寬度=裂縫間鋼筋和混凝土之間變形差值這是粘結(jié)滑移理論的基本內(nèi)容。,14,裂縫處混凝土退出工作,裂縫間鋼筋與混凝土共同受拉,混凝土的拉應(yīng)力是通過鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)獲得的;裂縫數(shù)量增加至一定數(shù)量時不再增加，裂縫的間距趨于穩(wěn)定,但寬度不斷增加;,15,裂縫的間距確定(如圖):,16,有效配筋率,為了和受彎構(gòu)件相統(tǒng)一，定義,有效受拉面積,于是，對軸拉和受彎構(gòu)件，平均裂縫間距的公式可統(tǒng)一寫成：,17,另一種理論:無滑移理論,認(rèn)為混凝土開裂后，混凝土與鋼筋之間無相對滑移，裂縫的發(fā)展寬度與裂縫量測點(diǎn)距最近一根鋼筋表面的距離c直接相關(guān)。,*

5、Broms（美）Base（英）等人通過試驗(yàn)得出：,18,粘接滑移與無滑移理論的結(jié)合,上述兩種理論和實(shí)際情況均有一定的差距，為此將二者結(jié)合起來進(jìn)行計算分析：,各系數(shù)由試驗(yàn)分析確定,19,裂縫寬度的實(shí)用計算方法,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010）所采用的方法(半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法)1)平均裂縫間距l(xiāng)cr裂縫的分布與鋼筋與混凝土的粘結(jié)力密切相關(guān)。粘結(jié)力越好,裂縫處鋼筋的應(yīng)力增量將通過較短長度傳遞給混凝土,裂縫間距較小。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析,有p161式(7.1)式,20,2)平均裂縫寬度,等于一個間距內(nèi)的鋼筋變形與混凝土變形之差wm=(s-c)dl=(sm-cm)lcr對于軸心受拉構(gòu)件,可得p162式(

6、7-2),21,3)裂縫的最大寬度,由裂縫的統(tǒng)計特性，按95%的保證率,考慮到長期荷載下，混凝土徐變影響導(dǎo)致裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，取擴(kuò)大系數(shù)為1.5,22,7.1.3裂縫寬度的控制,1.裂縫的控制等級一級嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫二級一般要求不出現(xiàn)裂縫三級可以出現(xiàn)裂縫但要驗(yàn)算裂縫的寬度,由不同的規(guī)范根據(jù)具體的情況確定2.減小裂縫寬度的措施根據(jù)主要影響因素:d、c、te,23,7.2受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算,借用材料力學(xué)公式求變形,將EI用剛度B代替。,S為與荷載形式、支承條件有關(guān)的系數(shù),24,鋼筋混凝土受彎構(gòu)件剛度特點(diǎn),與荷載有關(guān)隨著荷載增大,構(gòu)件截面受拉區(qū)經(jīng)歷彈性、塑性變形、開裂、裂縫發(fā)展等階段與時間有關(guān)由于混凝

7、土的收縮、徐變等原因,導(dǎo)致裂縫發(fā)展因此,研究帶裂縫構(gòu)件剛度(取用荷載標(biāo)準(zhǔn)值)、并考慮時間因素(取用荷載準(zhǔn)永久值),是研究受彎構(gòu)件剛度的主要內(nèi)容。,25,例如:鋼筋混凝土純彎段截面抗彎剛度,*短期荷載效應(yīng)時的撓度及對應(yīng)曲率(反映短期剛度Bs大小),26,7.2.1裂縫出現(xiàn)后的受彎構(gòu)件剛度,1.短期剛度Bs就平均應(yīng)變而言符合平截面假定,利用該假定,在短期荷載效應(yīng)Ms作用下,27,裂縫截面處的應(yīng)力和應(yīng)變,平均應(yīng)變的確定由裂縫寬度計算公式,有,鋼筋平均拉應(yīng)變?yōu)槭?7-10)混凝土受壓邊緣平均壓應(yīng)變?yōu)槭?7-11),28,則有,于是：,GB50010采用的就是上述公式，且有,29,7.2.2.荷載長期作用下的剛度,基本概念,恒+活中“恒”,Ml,活中“活”,Ms,+,30,荷