钢筋混凝土结构设计第八章钢筋混凝土构件的裂缝和变形课件.ppt

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分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程;
受弯构件裂缝宽度的验算;
受弯构件截面刚度计算与变形验算。
混凝土结构设计原理
第8章钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性
本章重点
分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程;
受弯构件裂缝宽度的验算;
受弯构件截面刚度计算与变形验算。
了解不同环境条件下结构耐久性对材
料的要求。
§
概述
构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态。
挠度过大影响使用功能,不能保证适用性,而裂缝宽度过大,则同时影响使用功能和耐久性。
裂缝
荷载引起的裂缝:
非荷载引起的裂缝:
材料收缩、温度变化、混凝土碳化后引起钢筋锈蚀、地基不均匀沉降。(80%)
与构件受力的受力特征有关。
(20%)
通常,裂缝宽度和挠度一般可分别用控制最大钢筋直径和最大跨高比来控制,只有在构件截面尺寸小,钢筋应力高时进行验算。
为防止温度应力过大引起的开裂,规定了伸缩缝之间的最大间距。
为防止由于钢筋周围砼过快的碳化失去对钢筋的保护作用,出现锈胀引起的沿钢筋纵向的裂缝,规定了钢筋的混凝土保护层的最小厚度。
非荷载引起的裂缝
与承载能力极限状态设计相比,正常使用极限状态设计的目标可靠度可以相对较低。
C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力、裂缝宽度和自振频率等的限值。
裂缝宽度和变形的验算表达式如下:
S≤C
…8-1
S——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值;
式中
…8-2
荷载效应的标准组合为:
…8-3
荷载效应的准永久组合为:
在进行荷载效应计算时,荷载组合有两种情况:

《规范》的思路:
得到最大裂缝宽度wmax
若干假定
根据裂缝出现机理
建立理论公式,计算出平均裂缝宽度wm
按试验资料确定扩大系数

裂缝宽度等于裂缝间距范围内钢筋和混凝土的变形差;
粘结–––滑移理论:
lcr+cmlcr
lcr+smlcr
m
m
(a)
ck
cm
sm
sk
c分布
s分布
(c)
(b)
图8-4
式中:
sm=s
c–––
…8-5
i–––纵向受拉钢筋的表面特征系数
光面=
变形=
h
h/2
b
bf
hf
h/2
h
b
b
bf
hf
h/2
h
hf
bf
h/2
h
b
hf
bf
(a)
(b)
(c)
(d)
te–––截面的有效配筋率,
te=As/Ate
图8-5
ni–––第i种纵向受拉钢筋的根数;