钢筋混凝土受弯构件应力裂缝与变形验算（精）

第九章钢筋混凝土受弯构件应力裂缝变形检查钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝、变形检查checkingcomputationscrackchecking computation of stress，crackandreflectionoffrcflexralmembersAnd reflection of RC flexerarchies本章主要内容：z形钢筋混凝土受弯构件的计算特性。z平移截面的概念和几何特性的计算。z型钢混凝土短状态的应力检查。z弯曲构件喜欢裂纹和最大裂纹宽度检查。z弯曲构件的变形检查。z弯曲混凝土结构的耐久性z建设项目钢筋混凝土构件裂缝、变形验算概述一、两种极限状态的差异z承载能力极限状态计算：讨论各种应力状态下构件承载力计算的承载力计算是确保结构安全的第一个条件，该结构安全决定了构件的大小、材料、加强和配置。z正常使用极限状态检查：钢筋混凝土构件不仅可以因强度破坏或不稳定性等原因达到承载力极限状态，而且由于影响构件(例如构件的变形或过度开裂)的适用性和耐久性，可能无法达到结构的正常使用要求。因此，所有钢筋混凝土构件都需要承载力计算，某些构件需要根据使用条件检查正常使用极限状态，以确保正常使用应力、裂纹和变形小于正常使用极限状态的极限。二、极限状态检查的正常使用：z施工阶段混凝土和钢筋应力检查。使用z步长的变形。z使用阶段的最大裂缝宽度。第三，正常使用阶段的属性(与承载能力极限状态相比)z计算有所不同：承载能力极限状态是根据破坏阶段(iii a)的状态创建计算模式的标准。使用阶段通常为阶段是指接合梁的工作阶段。z影响程度与承载能力极限状态相比，超过正常使用极限状态(如人员伤亡或经济损失)结果的风险和严重性相对较小、较轻，可以相应地缓解对可靠性的保障率要求。z计算与以下内容不同：轴承容量极限状态：包括剖面设计和取样。该计算确定了构件设计尺寸、材质、钢筋数量和钢筋布局，以确保0MdMu。正常使用阶段：正常使用时裂纹宽度和变形较小规范中规定的各种限制。z载荷效果和阻力值不同轴承容量极限状态：汽车载荷必须使用冲击系数、作用(或载荷)效果和结构构件的阻力考虑子系数的设计值。在各种效果(或荷载)效果情况下，必须将每个效果设计值组合为最不利的组合，并根据参与组合的作用(或荷载)效果使用不同的效果组接合系数。正常使用极限状态：汽车载荷应独立于冲击系数使用，作用(或载荷)效果应至少使用短期效果和长期效果的组合。短期效果组合是永久性(结构自重)标准值和可变作用频率发生值效果的组合。长期效果组合是永久作用基准值和可变作用准永久值效果的组合9.2转换截面一、第二届会议的基本假设：z平面截面假设z弹性体假设(压力区混凝土近似线性分布)z拉伸区域完全不承担拉伸应力。拉应力完全由钢筋支撑。a)裂纹截面b)应力分布c)裂纹截面计算方案第二，定义平移截面z:将由钢筋和混合土壤两种材料组成的实际剖面转换为由一种拉伸特性相同的虚拟材料组成的均匀剖面，即过渡剖面。z变换原理：变换前后合力的大小和作用点的位置不变。Ass=Ascc(假定平面截面中为c=s)=alpha=EsAs样式：将Asc钢筋横截面面积As转换为虚拟拉伸混凝土横截面面积换句话说，钢筋的转换区域Es=EsEc钢筋混凝土构件剖面的转换系数。等于弹性模量比。三、裂纹截面的转换截面z定义：如果钢筋混凝土弯曲构件在第二工作阶段(包括裂缝工作阶段)受力，则通常假设拉应力完全不对池混凝土施加，而拉应力由钢筋施加。压缩区域的混凝土面积和池区域的钢筋替换区域组成的剖面称为钢筋混凝土构件的裂缝剖面的替换剖面。图9-2转换截面a)原始截面b)转换截面z几何特性转换截面与中性轴静态力矩A0:A0=bx Asc=bx EsAs0裂纹截面的替代截面面积s压力区池：S0t=EsAs(h0x)裂纹截面的转换截面惯性矩ICr:压缩区域高度x:矩形截面：对于弯曲构件，裂纹截面的中性轴是通过过渡截面的中心轴获得的，即S0c=S0tt截面：b点：分割截面的替代截面几何特性是通过宽度为xhff的矩形截面计算出来的。xhf:中性轴t型截面的肋。转换剖面中主轴的惯性矩Icr:图9-3裂纹状态下t型截面转换计算方案a)第一类t形截面b)第二类t形截面四、整个截面的平移截面z定义：由混凝土总剖面面积和钢筋的备用区域组成的剖面。z几何特性：A0=BH (b FB) h f ()es1)As图9-4全截面转换图图9-4全截面转换图a)原始截面b)转换截面9.3应力检查第一，对于应力极限钢筋混凝土受弯构件，公桥规要求施工阶段的应力计算，必须根据可能的施工载荷进行内力组合。此外，弯曲构件的正截面应力必须满足以下条件：z压缩区域混凝土边缘纤维应力：z拉伸钢筋应力：tcc0.80fcktsi0.75fsk二、应力计算z矩形轮廓的正应力计算步骤： (计算资料架构请参阅图9-2)压缩区域高度x计算；计算裂纹截面的替代截面惯性矩Icr剖面应力计算：压缩区域混凝土边缘纤维：拉伸钢筋区域重心：ZT轮廓正常应力计算步骤：查找x(确定t截面类)A) t截面b)第一类t截面c)第二类t截面寻找Icr(公式不同)寻找剖面应力(方法相同)在施工阶段，如果应力检查不令人满意，则需要调整施工方法，或补充、调整部分钢筋。9.4受弯构件的裂纹和裂纹宽度检查一、裂缝的原因z效果(m、v、t和pull等)导致的裂缝主要通过设计计算进行检查和施工措施控制混凝土收缩、温度变化、地基沉降不均匀等应用变形或约束变形引起的裂缝主要通过施工方法和施工工艺控制。z筋腐蚀开裂：采取施工措施(保证足够厚度的混凝土保护层和混凝土的密度，严格控制早期混凝剂的掺量)，以获取详细信息NsNs(a)NsNse0(b)NsNs(c)(e)TTs(de0)图9-7各种内力生成的裂纹宽度图第二，控制裂纹宽度的原因：z适用的功能要求：液体存储(气体)容器z形状要求，心理边界：0.3mmz疲劳要求：防腐3，弯曲构件弯曲裂纹宽度计算理论和方法z第一类分析了影响裂纹宽度的主要因素，然后用数学统计方法处理了大量实验数据，给出了简单、适用、具有一定可靠性的裂纹宽度计算公式。第二类是计算理论。根据某些理论建立了计算方案，最后得出了裂纹宽度计算公式，然后通过公式计算确定了一些不易得到的系数，主要是粘合性结滑移理论、非滑移理论和两种理论的综合。粘结滑移理论：裂缝控制主要取决于钢筋与混凝土之间的粘结性能。无滑动理论：表面裂纹宽度由钢筋到构件表面的变形斜率控制。也就是说，裂纹宽度随着距钢筋距离的增加而增大，钢筋的阿洪用户家乡保护层厚度是影响裂纹宽度的主要因素。综合理论：还考虑了混凝土保护层厚度对裂缝宽度的影响，以及钢筋和混凝土之间可能发生的滑移。四、影响裂纹宽度的主要因素z钢筋应力ss:最大裂纹宽度是与ss具有线性关系的最重要因素。如果z钢筋直径d:与钢筋应力几乎相同，则Wfmax会随的增加而减少。接近特定值时，Wfmax很少更改。z钢筋比: d相同，钢筋应力几乎相同时，Wfmax随的增加而减小。接近特定值时，Wfmax几乎没有变化。4、保护层厚度c: c越大，Wfmax越大，但钢筋的腐蚀可能性越小，两种作用相互抵消。5、钢筋形状：引入系数C1考虑钢筋形状的影响。6，负载作用性质：短、长、重复、引入系数C2。7、构件力特性的影响：引入系数c3.五、最大裂纹宽度计算公式1，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范根据公式修正。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范计算矩形、t形和I形截面中钢筋混凝土弯曲构件的弯曲、轴向拉伸、偏心受压、偏心拉伸构件的最大裂纹宽度(mm)，如下所示：格式中C1为1.4对加强筋，C1为1.0，c为1.0，考虑了钢筋的曲面形状系数C 23354作用(或负载)长期效果影响系数。其中Nl和Ns分别是c星作用(或负载)长期效果的组合和1短期效果组合计算的内力值。(弯曲距离或轴向力)与C3构件的应力特性相关的系数，钢筋混凝土板弯曲构件C3=1.15、其他弯曲构件C3=1.010、轴拉伸构件C3=1.2、偏心拉伸构件C3=1.1、偏心受压构件C3=0.9d纵向钢筋直径(mm)交替直径de，样式的钢筋混凝土构件拉伸区域中第I条普通钢筋的根数，拉伸区域中第I条普通钢筋的数目公称直径。对于焊接钢筋骨骼，顶部d或de必须乘以1.3，乘以1.3的系数。3354垂直拉伸钢筋分配率，钢筋混凝土构件，在 0.02下，选择=0.02。 0.006时使用=0.006；对于轴心拉伸零部件，计算为总拉伸钢筋截面面积As的一半。Bf，hf构件的全凸缘宽度和厚度ss活动(或载荷)短期效果组合导致的裂纹截面使用载荷时纵向拉伸钢筋的应力(MPa)；对于钢筋其他力特性组件的风扇“JTG D62-2004；H0 剖面的有效高度；2，混凝土结构规范 GB50010-2002的裂纹宽度检查：z基本公式：根据maxlimmax-载荷效果标准组合，考虑长期影响计算的最大裂纹宽度； lim-最大裂纹宽度限制。Zmax的计算方法规范将平均裂缝宽度乘以扩展系数，以确定最大裂缝宽度。放大系数荷载标准组合中裂缝宽度的不均匀性。在长期负载下，裂缝间的混凝土继续退出工作使平均裂纹宽度有所增加。z各种力分量正截面最大裂纹宽度的统一计算公式：Wmax=枢轴拉伸cr=2.7=27cr=2.4cr=2.1(1)cr构件力特征系数偏心拉伸弯曲，偏移(2)deqni-拉伸区域中I纵向钢筋的根数，di-拉伸区域中I型钢筋的公称直径。纵向拉伸钢筋的相对连接特性系数，光泽=0.7，te截面的有效加强比变形=1.0te=As/Ate有效拉伸混凝土截面面积按以下要求使用：a、对于轴向拉动组件，采取组件的截面面积；b，弯曲，偏心压缩和偏心拉伸构件，ate=0.5bh (bfb) HF样式的b矩形截面宽度、t形和I形截面腹板板厚度；H-截面高度；Bf、HF-分别是拉伸凸缘的宽度和高度。对于矩形、t形三通、反向t形三通和I形三通截面，Ate的值如图9中所示-8中显示的阴影区域。图9-8 Ate的计算图表(3)裂纹截面上的钢筋应力sk拉动轴心：弯曲：Nksk=AsMksk=0.87h0Asnke sk=)as(h0as偏心拉伸：偏心压缩：E=se0 yss偏心增量系数的使用步骤；L0/h14，=1(4)钢筋应力不均匀系数表示混凝土参与工作的程度系数是裂缝间钢筋的平均变形和裂缝剖面钢筋变形的比率，即为了避免高估混凝土辅助钢筋的拉伸效果，0.202使用=0.2。1.0使用=1.0。对于直接承受重复载荷的零部件，=1.0。注：因此，计算max lmin时，建议选择直径更细的变形钢筋，以增加钢筋与混凝土接触的表面积，提高钢筋与混凝土的粘合度。如果上述措施不符合要求，还可以将钢筋剖面区域增加为As，增加有效的钢筋比例 te，以减少钢筋应力和裂缝间距。提高混凝土强度等级，效果很差，一般采用不合适。第六，裂纹宽度极限公桥规规定，载荷下钢筋混凝土弯曲构件计算的最大裂纹宽度必须满足