混凝土结构课件(建工版)9.3.ppt

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验算时 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验算时 构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准值ftk 而按荷载效应准永久值组合验算时 构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力 三级 允许出现裂缝的构件 按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响验算时 构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最大裂缝宽度限值Wlim 即 Wmax Wlim 我国 规范 将裂缝控制等级分为三级 1 裂缝出现及开展的过程 时 钢筋与混凝土粘结无破坏 纯弯段各截面拉应变均匀分布 时 在薄弱处 出现第一批裂缝 时 出现第二批裂缝 裂缝之间混凝土应力达到 裂缝间距在l 2l之间 裂缝出现阶段 继续增加 裂缝开展 8 2裂缝的计算 裂缝的间距 粘结应力的传递长度 裂缝数量增加至一定数量时不再增加 但宽度不断变化 2 裂缝的分布 3 平均裂缝间距 上式表明 当配筋率r相同时 钢筋直径越细 裂缝间距越小 裂缝宽度也越小 也即裂缝的分布和开展会密而细 这是控制裂缝宽度的一个重要原则 但上式中 当d r趋于零时 裂缝间距趋于零 这并不符合实际情况 试验表明 当d r很大时 裂缝间距趋近于某个常数 该数值与保护层c和钢筋净间距有关 根据试验分析 对上式修正如下 对于受弯构件 可将受拉区近似作为一轴心受拉构件 根据粘结力的有效影响范围 取有效受拉面积Ate 0 5bh bf b hf 因此将式中配筋率r的用以下受拉区有效配筋率替换后 即可用于受弯构件 采用rte后 裂缝间距可统一表示为 根据试验资料统计分析 并考虑受力特征的影响 对于常用的带肋钢筋 规范 给出的平均裂缝间距lm的计算公式为 受弯构件 轴心受拉构件 c 最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离 mm 当c 20mm时 取c 20mm d 钢筋直径 mm 当用不同直径的钢筋时 d改用换算直径4As u u为纵向钢筋的总周长 4 平均裂缝宽度 平均裂缝宽度 等于构件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长的差值 平均裂缝宽度计算图式 裂缝截面处纵向钢筋的拉应力 纵向钢筋应变不均匀系数 裂缝间混凝土自身伸长对裂缝宽度的影响系数 为简化 一般取0 85 式中 均可按裂缝截面处力的平衡条件求得 轴心受拉构件 按荷载效应标准组合计算的轴向拉力 受拉钢筋总截面面积 式中 受弯构件 按荷载效应标准组合计算的截面弯矩 截面有效高度 内力臂系数 可近似取为0 87 裂缝截面处的钢筋应力 偏心受拉构件 式中 大 小偏心受拉构件钢筋应力计算图式 轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵向钢筋合力点的距离 截面重心至受压或较小受拉边缘的距离 2020 1 30 11 可编辑 偏心受压构件 纵向钢筋应变不均匀系数 纯弯区段内钢筋应变分布 系数的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度 的影响因素 裂缝间拉区混凝土参与工作的程度钢筋的数量钢筋的粘结性能钢筋的布置 纵向钢筋应变不均匀系数 纯弯区段内钢筋应变分布 0 2时 取 0 2 当 1时取 1 对直接承受重复荷载的构件取 1 纵向钢筋应变不均匀系数 有效受拉混凝土面积 受弯 偏拉 偏压构件 轴拉构件Ate取全截面 Ate 有效受拉混凝土截面面积 5 最大裂缝宽度及其验算 裂缝宽度 受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度 规范 规定 式中 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 mm 纵向受拉钢筋的等效直径 mm c deq 裂缝宽度 裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值 最大裂缝宽度限值 主要考虑两方面的理由 过大的裂缝会引起混凝土中钢筋的严重锈蚀 降低结构的耐久性 过大的裂缝会损坏结构外观 引起使用者的不安 一般认为裂缝宽度控制在0 30mm以内是合适的 4最大裂缝宽度及其验算 最大裂缝宽度验算 wmax wlim 式中wlim为 规范 规定的最大裂缝宽度限值 注意事项 1 适用范围 20mm c 65mm 2 规范 规定 0 01时 取 0 01 以限制计算最大裂缝宽度的应用范围 3 直接承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件 因吊车荷载满载的可能性较小 且已取 1 所以可将计算求得的最大裂缝宽度乘以0 85 4 e0 h0 0 55的偏压构件 试验表明最大