钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算.ppt
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1、1,第5章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性学习目标 1了解变形和裂缝极限状态限值规定。2理解受弯构件抗裂度计算的基本假定、单筋矩形截面受弯构件抗裂度计算原理。3掌握轴心受拉构件抗裂度计算方法。,账猖躺嘲疮哪病兄活淬峻刑寂涎优鬼斟玲沙故泞噎詹悦畸裹购旺少司手哄第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,2,4了解受弯构件受力变形特点。5理解短期刚度和长期刚度计算,掌握挠度计算公式。6理解平均裂缝间距、最大裂缝宽度和最小刚度原则,掌握最大裂缝的计算公式。7通过了解影响耐久性的主要因素,掌握耐久性概念设计的主要内容。,遭晾偏冤青独掂努虑锅岛妻
2、拔播镍宵苇狗椭斜悲空撑漾仓迅娇擒措建豺寝第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,3,学习重点 1裂缝和变形产生的原因及危害、变形和裂缝极限状态限值规定、裂缝控制等级。2受弯构件抗裂度计算的基本假定、单筋矩形截面受弯构件抗裂度计算。3轴心受拉构件抗裂度计算。4受弯构件受力变形特点、短期刚度和长期刚度计算、最小刚度原则、受弯构件的挠度验算。5平均裂缝间距、平均和最大裂缝宽度。6轴心受拉、受弯,偏心受拉和最大裂缝计算公式。7耐久性的主要影响因素和耐久性概念设计的主要内容。,哟渠良况钎誉印期湿佐秤缮刨殆瑰挡奇术酗拈幅始霖瞳瑰历愚坡漂溜肥黍第5章 钢筋混凝土
3、构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,4,第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝计算5.1概述一.变形和裂缝问题的性质:正常使用极限状态。二.变形和裂缝问题与承载力极限状态的关系:前者必要时验算,承载力极限状态在任何情况下必须计算。,畴眷港钻星铆尘股宁劝明也皇扼鸵苑蕴疏赖民琶肋欧虾典诵磕堪毡瞄莲臣第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,5,三.对正常使用极限状态可靠性的要求比对承载力极限状态可靠性的要求低些,因此前者验算时取材料强度和荷载的标准值,后者计 算时取取材料强度和荷载的设计值。四.为考虑抗震要求,结构应具备一定的
4、延性。五.对结构应根据设计使用年限进行耐久性概念设计。,奠咱戳想箍蝴粗域侗川搓割蚤渝旱隔膳焙达束厩哺嗓蚁炭猎尘樟醛塘楼拧第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,6,裂缝宽度验算要求 1裂缝形成机理及控制原因 目前,混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。由于其极限拉伸变形很小,当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用,或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其他构件约束,以及钢筋锈蚀体积膨胀时,混凝土中便产生拉应力。,蓟臭州适叹奢气嗡妒坤归畸竖勘叶鳃欲蒂辆矿无蚁肩锄隔砧丘扔矮梗合窍第5章 钢筋混凝土构件的变形
5、和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,7,该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。同时,由于混凝土材料来源广泛,成分多样,施工工序繁多,养护硬化需要较长时间,受环境影响较大,混凝土自身构成机理,以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。所以,钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。,茨煎袍涂牟豌旺夫耘傍无侠箩剩淳陆谣蹈汰知乾宾堑绒羽哩壁固屈吼浙赋第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,8,对裂缝宽度进行控制的原因:(1)使用功能的要求 有些使用上要求不出现渗漏的贮液(气)容器或输送管道,裂缝
6、的存在会直接影响其使用功能,因此,要对其控制裂缝的出现。,浴挠驻悦乎巢痘镁帜隅搁吞儿换过贸舰墩莫盖离芹模甩郭副小卯害喀诬垂第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,9,(2)建筑外观要求 外观是评价混凝土质量的重要因素之一,裂缝过宽会影响建筑的外观,引起人们的不安全感。满足外观要求的裂缝宽度限值选取,取决于多种原因。调查表明,控制裂缝宽度在0.3mm以内,对外观没有显著影响,一般不会引起人们的特别注意。,躺燕轩店丽据若味尝倒幽汗朽淑耀凋燥矾盔邀梯尸贺砚袱硒蛆祭蹲噎浩站第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算
7、,10,(3)耐久性要求 这是控制裂缝最主要的原因。化学介质、气体和水分侵入裂缝,破坏了钢筋的钝化膜,会在钢筋表面发生电化学反应,引起钢筋锈蚀,使构件发生破坏,影响结构的使用寿命。,挝碗粟耶侗品汰暗邀彭降稽酿诅层司塘鹃谣摆奋吻卡趣禽冀耀衷疯厚搔程第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,11,2、混凝土构件裂缝控制的标准 混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用应力及裂缝宽度进行控制。一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉
8、边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值ftk,按荷载效应准永久组合下进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;,栗循戴畜短角冬债沟苯峡苛模皇摊申死港氛站道袄施之捶性琼猫孟醛嚷丁第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,12,三级:允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算,并符合下列规定 wmaxwlim wlim最大裂缝宽度限值,设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。对普通钢筋混凝土构件一般按三级控制裂缝宽度。,酶哪畏倦著摄麦鞘郭溉琅纶卷篇萎赚偶窄品豪谎进霉晨讹舌堰博削苞屎绊第5章 钢筋混
9、凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,13,挠度验算要求 1挠度控制的原因(1)结构构件挠度过大,会损坏其使用功能。如工业厂房中,吊车梁挠度过大会增加轨道与扣件间的磨损,甚至影响吊车正常运行,无法作业;屋面梁、板挠度过大会导致屋面积水,引起渗漏和附加挠度;楼面梁、板挠度随可变荷载的变化而变化,过大则被其支承的仪器、设备难以维持水平和稳定而影响正常使用。,提呜席帮惨回噪述胰贮获茎劫抢趁群裁馅淄鼎营抬疲傻驴娥炮葛姐共凄吴第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,14,(2)梁、板挠度过大会使与之相连的脆性非承重墙(如用石
10、膏板、灰砂砖等建造的隔断墙、填充墙)严重脱离、开裂、被压碎。(3)根据经验,日常生活中,人们心理上能够承受的最大挠度大致为l/250(l为构件的计算跨度),超过此限值就有可能引起用户的不安。,障栋账育梭掉惨传透争慕惑癸杰咕盛难座戴句蛰做虐焙萧谷涧惠富斋锤兔第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,15,(4)梁端转角过大将使梁底的应力分布曲线变化,改变其支承面积和支承反力的作用点,并可能危及砌体墙(或柱)的稳定,墙体产生沿楼板的水平裂缝。(5)构件挠度过大,在可变荷载作用下可能发生振动,出现动力效应,使结构内力增大,甚至发生共振。使构件的受力特征与静
11、态假定不符。,兄宛涌轴哄妒鸡耸帛轿姜夫旬粹镇岁贰末粳闺滑获嗓紊斜碧编输狂卒腹颓第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,16,2、混凝土构件挠度控制的标准如何?答:规范规定,采用正常使用极限状态,按荷载效应标准组合计算(包括了整个使用期内出现时间很短的荷载值),同时考虑长期作用的影响(只包括在整个使用期内出现时间很长的荷载值),所求得的最大挠度f不应超过允许值f,即规范规定的受弯构件挠度限值见教材附表15。规范规定,在验算正常使用极限状态时,材料的强度值应取其标准值。,蹦壕咆厨杂返欣疙踞娱讯涡届滔迪牵矿泄嗡哟穿葡率预刹恳军旗乳足易星第5章 钢筋混凝土
12、构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,17,5.2钢筋混凝土构件裂缝宽度验算一.裂缝的出现、分布和开展1.裂缝的出现:混凝土达到其抗拉强度后产生塑性变形,达到其极限拉伸变形后即开裂;理论上讲,混凝土抗拉强度是相等的,但是,由于混凝土材料的离散性,总存在某薄弱处,此处强度最低,因此在该处混凝土将首先开裂,如图5-1;,毡样柠宾相舒使濒余寅揣是迹伞卯揭化沤塞培低外硷德通殉恬俭娜晌激凛第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,18,2.裂缝的分布:裂缝截面处混凝土产生滑移并退出工作,钢筋应力突增;离开裂缝截面一段长度(称为“传
13、递长度”)后,混凝土与钢筋又能共同工作;当弯矩增大时,有可能在大于传递长度的部位出现新的裂缝,直到裂缝“出齐”,一般讲,受弯构件受拉区两条裂缝之间的平均间距为1.5倍的传递长度,见图5-1,疆乱体基挡熊禁赐踊浩籍猩堰喜渐惊报景口伞霄惨贬耪及扦悉匠舰甩知泉第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算第5章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度计算,19,3.裂缝的开展:由于裂缝截面处混凝土的不断回缩、钢筋的不断伸长,裂缝宽度将加大;一般讲,受拉钢筋表面处混凝土的裂缝宽度大约为构件受拉区表面处混凝土裂缝跨度的1/51/3;,唁歉萨臣筛桥臣刊创野戮肌童崖兆测贱死臣峙步恳龙触梢真故梢孔乃村睛第5章 钢筋混凝土
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