裂缝和挠度计算.ppt
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1、第九章,钢筋砼构件变形与裂缝验算,本章主要内容,9.1 概述9.2 裂缝宽度验算9.3 挠度计算9.4 耐久性要求(略),本章基本要求,1.裂缝宽度的验算:计算理论概述,裂缝开展前后的应力变化。裂缝间距、平均裂缝宽度、最大裂缝宽度、允许裂缝宽度及减小裂缝宽度的措施;2.受弯构件挠度验算:裂缝出现前的刚度计算,在荷载短期效应组合下的短期刚度计算;在荷载短期效应组合下并考虑荷载长期效应组合影响的长期刚度计算;3.耐久性规定。重点、难点:构件裂缝宽度和变形公式的建立、构件裂缝宽度和变形的影响因素。,9.1.1 裂缝控制的三个等级,1 一级:严格要求不出现裂缝的构件要求:在荷载效应标准组合作用下,构件
2、不允许出现裂缝。,9.1 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,9.1.1 裂缝控制的三个等级,2 二级:一般要求不出现裂缝的构件要求:在荷载短期效应组合作用下,构件上拉应力应小于混凝土的抗拉强度;在荷载效应的准永久组合作用下,构件上不宜产生拉应力(有经验可适当放松)。,准永久荷载作用下抗裂验算边缘混凝土的预压应力。,9.1.1 裂缝控制的三个等级,3 三级:构件上允许出现拉应力,但对裂缝宽度需要进行控制。要求:在荷载效应标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度不超过规定的限值(具体计算见后)。,注意(1)一级、二级为抗裂验算,一般属于预应力混凝土构件;三级为裂缝宽度验算,一般
3、属于普通混凝土构件;(2)普通混凝土构件在使用中一般会存在裂缝,但是过大的裂缝宽度会影响结构外观并影响正常使用。(3)裂缝控制等级和裂缝宽度限值根据环境类别和结构类别确定(附表113)。,结构构件的裂缝控制及最大裂缝宽度限值,结构构件的裂缝控制公式,混凝土结构的环境类别,严寒:最冷月平均温度10度,日平均温度不高于5度的天数145天;寒冷:最冷月平均温度010度,日平均温度不高于5度天数90145天。,9.1.2 裂缝形成的原因,几个观点:(1)一般情况下,建筑结构的裂缝不可避免;(2)裂缝的存在会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性能,影响心理和观感;(3)对于工程中存在的裂缝,应根据部位和形
4、状,分析原因和危害,不能忽视隐患的存在,也不能产生恐惧感;(4)应特别注重对结构稳定和受剪承载力产生严重影响的裂缝(无明显征兆);,Ns,Ns,Ns,Ns,Ns,Ns,e0,e0,Ts,T,(a),(b),(c),(d),(e),1 荷载产生的裂缝,2 非荷载裂缝,钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m),纵向受力钢筋的混凝土最小保护层厚度(mm),注:混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径。基础中纵向受力钢筋保护层厚度不应小于40mm,当无垫层时不应小于70mm。有防火要求建筑,其混凝土保护层厚度应符合有关规定。,9.1.3 正常使用极限状态验算材料强度和荷载取值,我们称变形及裂缝宽度为验算,并在
5、验算时采用荷载标准值、荷载准永久值和材料强度的标准值。由于构件的变形及裂缝宽度都随时间而增大,所以应按荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响。,9.2 裂缝宽度验算,注:我国规范采用半理论半经验方法计算裂缝宽度。,9.2.1 裂缝出现与开展规律,当受拉砼ct ct,在构件某一薄弱截面第一批裂缝出现。砼一开裂,原本张紧的砼此时向裂缝两侧回缩,但其回缩不自由,受到钢筋约束而直到被阻止。在回缩的那一段长度l中,砼与钢筋之间有相对滑移从而产生粘结应力。,9.2.1 裂缝出现与开展规律,未出现裂缝时,轴拉构件各截面上砼拉应力和拉应变大致相同。,在第一批裂缝出现后,在传递长度l以外的那部分砼仍处于受拉紧张
6、状态中,因此当轴拉力继续增大时,就可能在离开裂缝截面l的另一薄弱截面处出现新裂缝,按此规律,随着轴拉力的增大,裂缝将逐条出现。在两条裂缝之间,当砼拉应力小于实际砼抗拉强度时,不再产生新的裂缝。,9.2.1 裂缝出现与开展规律,理论上讲,裂缝间距在l2l范围内,裂缝间距即趋于稳定,所以平均裂缝间距可认为1.5l。,砼一开裂,张紧的砼就象剪断了的橡皮那样向裂缝两侧回缩。裂缝的开展是由于砼的回缩,钢筋的伸长,导致砼与钢筋之间不断产生相对滑移的结果。在一定区段钢筋与砼应变差的累积量,即形成了裂缝宽度。,9.2.1 裂缝出现与开展规律,另外:1.在荷载长期作用下,由于砼的滑移徐变和拉应力的松弛,讲导致裂
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