钢筋砼受弯构件的应力、裂缝及变形验算PPT课件

1 第9章钢筋砼受弯构件的应力 裂缝及变形验算 2 结构的功能 安全性 结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载 外加变形 约束变形等的作用 适用性 结构在正常使用条件下具有良好的工作性能 例如 不发生影响正常使用的过大变形或局部损坏 耐久性 结构在正常使用和正常维护的条件下 在规定的时间内 具有足够的耐久性 例如 不发生开展过大的裂缝宽度 不发生由于混凝土保护层碳化导致钢筋的锈蚀 正常使用极限状态 9 1概述 承载能力极限状态 3 9 1概述 承载能力极限状态计算 应力计算 正常使用极限状态计算 持久状况 短暂状况 偶然状况 持久状况 持久状况 短暂状况 钢筋混凝土构件 短暂状况 预应力混凝土构件 4 9 1概述 1 承载能力极限状态计算时作用效应组合 1 基本组合 永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合 基本表达式 2 偶然组合 5 9 1概述 2 正常使用极限状态计算时作用效应组合 1 作用短期效应组合 2 作用长期效应组合 6 9 2换算截面 7 9 2换算截面 开裂截面 8 9 2换算截面 全截面 9 9 3钢筋混凝土受弯构件短暂状况应力验算 10 9 3钢筋混凝土受弯构件短暂状况应力验算 11 9 3钢筋混凝土受弯构件短暂状况应力验算 12 9 3钢筋混凝土受弯构件短暂状况应力验算 13 9 3钢筋混凝土受弯构件短暂状况应力验算 14 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 一 裂缝种类 按产生的原因分 裂缝 正常裂缝 非正常裂缝 由外加变形或约束变形引起的裂缝 钢筋锈蚀裂缝 基础不均匀沉降 混凝土的收缩 温度变化等 混凝土中掺氯盐 混凝土碳化等 过大裂缝对结构的影响 引起钢筋的严重锈蚀 降低结构的耐久性 损坏结构的外观 引起使用者的不安 由荷载引起的裂缝 15 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 受弯裂缝 16 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 17 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 18 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 弯剪斜裂缝 19 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 20 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 21 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 地基不均匀沉降引起的裂缝 22 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 混凝土收缩裂缝 温度变化引起的裂缝 23 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 T梁主钢筋锈蚀涨裂混凝土保护层 24 梁底钢筋锈蚀顶裂混凝土保护层 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 25 箱内顶板钢筋锈蚀顶裂混凝土保护层 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 26 拱肋主钢筋锈蚀涨裂混凝土保护层 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 27 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 二 受弯裂缝宽度计算理论和方法 三 影响裂缝宽度的主要因素 1 保护层厚度 2 受拉钢筋应力 3 钢筋直径 4 受拉钢筋配筋率 5 钢筋外形 6 直接作用性质 7 构件受力性质 28 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 四 最大裂缝宽度 公路桥规 当采用不同直径的钢筋时 d改换算直径de 29 9 4受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度的计算 五 裂缝宽度限值 在正常使用极限状态下钢筋混凝土构件的裂缝宽度 应按作用 或荷载 短期效应组合并考虑长期效应组合影响进行验算 且不得超过规范规定的裂缝限值 类和 类环境条件下容许裂缝宽度0 2mm 类和 类环境下容许裂缝宽度0 15mm 公路桥规 规定 30 9 5受弯构件的变形验算 刚度B 挠度计算式 31 9 5受弯构件的变形验算 使用阶段挠度应考虑荷载长期效应影响 当采用C40以下砼时 当采用C40 C80以下砼时 32 9 5受弯构件的变形验算 挠度限值 公路桥规 规定 钢筋混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值 在消除结构自重产生的长期挠度后 不应超过下列规定的限值 梁式桥主梁的最大挠度处L 600梁式桥主梁的悬臂端L1 300 33 9 5受弯构件的变形验算 预拱度设置条件 公路桥规 规定 1 当由荷载短期效应组合并考虑长期效应影响产生的不超过L 1600时 可不设预拱度 2 当不符合上述规定时应设置预拱度 预拱度值按结构自重和1 2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用 预拱度值确定 预拱度做法 按最大的预拱度值沿顺桥向做成平顺的曲线 34 9 6混凝土结构的耐久性 结构功能 具有足够的承载力和变形能力 安全性 适用性 耐久性 在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形 在一定时期内维持其安全性和适用性的能力 一 结构耐久性 35 拱桥吊杆腐蚀 36 广州海印大桥拉索锈断 37 宜宾小南门拱桥桥面坠落 38 9 6混凝土结构的耐久性 二 影响混凝土结构耐久性能的主要因素 内部因素 外部因素 其他因素 混凝土的强度 密实度 水泥用量 水灰比 氯离子及碱含量 外加剂用量等 环境条件 温度 湿度 CO2含量 侵蚀剂介质等 设计构造上的缺陷施工质量差使用中维修不当等 39 9 6混凝土结构的耐久性 三 常见混凝土结构耐久性问题 混凝土结构损伤或破坏 混凝土的冻融破坏 混凝土的碱集料反应 侵蚀性介质的腐蚀 混凝土的碳化 钢筋锈蚀 机械磨损 40 9 6混凝土结构的耐久性 四 混凝土结构的耐久性设计 混凝土结构的环境类别 设计使用年限 1 耐久性设计的目的及基本原则 目的 是指在规定的设计使用年限内 在正常维护下 必须保持适合于使用 满足既定功能的要求 基本原则 是根据结构的环境类别和设计使用年限进行设计 2 混