5-正常使用裂缝、挠度

1、王潘绣王潘绣金陵科技学院1.结构正常使用极限状态设计的要求结构正常使用极限状态设计的要求 为了保证结构的适用性和耐久性，需要控制结构或构件的为了保证结构的适用性和耐久性，需要控制结构或构件的裂缝和变形，使其不超过规定的限值。裂缝和变形，使其不超过规定的限值。（1）裂缝控制验算：）裂缝控制验算： 一级一级严格要求不出现裂缝的构件严格要求不出现裂缝的构件 二级二级一般要求不出现裂缝的构件一般要求不出现裂缝的构件 三级三级允许出现裂缝的构件允许出现裂缝的构件 （2）受弯构件挠度验算：）受弯构件挠度验算：maxff概概 述述2.正常使用极限状态验算时作用效应及材料强度的取值正常使用极限状态验算时作用效

2、应及材料强度的取值 (1) 应分别按荷载的应分别按荷载的标准组合、准永久值标准组合、准永久值组合进行验算，组合进行验算，或按或按荷载的标准组合荷载的标准组合并考虑长期作用影响进行验算；并考虑长期作用影响进行验算； (2) 采用材料强度的采用材料强度的标准值标准值进行验算。进行验算。概概 述述裂缝验算裂缝验算1. 裂缝的出现与分布规律裂缝的出现与分布规律2. 平均裂缝间距平均裂缝间距 受弯构件受弯构件temdcl08. 09 . 1轴心受拉构件轴心受拉构件)08. 09 . 1 ( 1 . 1temdclc最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离（最外层纵向受拉钢筋外边缘到受拉区底边的距离（m

3、m），），当当c20mm时，取时，取c=20mm；d钢筋直径（钢筋直径（mm），当用不同直径的钢筋时，），当用不同直径的钢筋时，d改用换算直改用换算直径径4As/u，u为纵向钢筋的总周长。为纵向钢筋的总周长。裂缝验算裂缝验算3. 平均裂缝宽度平均裂缝宽度 mcmsmllw85. 0)1 (scsssssEmsssmlEwc平均裂缝宽度平均裂缝宽度mscsl )1 (85. 0c 钢筋应力不均匀系数钢筋应力不均匀系数 是反映裂缝间混凝土参加受拉工是反映裂缝间混凝土参加受拉工作程度的影响系数作程度的影响系数sktetkf65. 01 . 14. 最大裂缝宽度与裂缝宽度验算最大裂缝宽度与裂缝宽度验算

4、 )08. 09 . 1 (rmaxteeqsskcdcEwsk=ksNA0ksksMA h轴心受拉构件：轴心受拉构件：受弯构件：受弯构件：裂缝验算裂缝验算9.3 变形验算变形验算9.3.1 变形控制的目的和要求变形控制的目的和要求1.变形控制的目的变形控制的目的（1）保证建筑的使用功能要求；）保证建筑的使用功能要求；（2）防止对结构产生不良影响；）防止对结构产生不良影响；（3）防止对非结构构件产生不良影响；）防止对非结构构件产生不良影响；（4）保证人们的感觉在可接受程度内。）保证人们的感觉在可接受程度内。 2.变形控制的要求变形控制的要求9.3.2 截面抗弯刚度的主要特点截面抗弯刚度的主要特

5、点1. 匀质弹性材料梁的挠度计算匀质弹性材料梁的挠度计算 -匀质弹性材料梁的截面抗弯刚度，匀质弹性材料梁的截面抗弯刚度， 为一确定值为一确定值（不随弯矩变化）。（不随弯矩变化）。 2. 钢筋混凝土受弯构件截面抗弯刚度的特点钢筋混凝土受弯构件截面抗弯刚度的特点BEIB BMlEIMlf229.3.3 受弯构件的变形验算受弯构件的变形验算 由于弯矩沿梁长的变化的，由于弯矩沿梁长的变化的，抗抗弯刚度沿梁长也是变化的弯刚度沿梁长也是变化的。但按变。但按变刚度梁来计算挠度变形很麻烦。刚度梁来计算挠度变形很麻烦。 规范规范为简化起见，取同号为简化起见，取同号弯矩区段的最大弯矩截面处的最小弯矩区段的最大弯矩

6、截面处的最小刚度刚度B Bminmin，按等刚度梁来计算按等刚度梁来计算这样挠度的简化计算结果比按这样挠度的简化计算结果比按变刚度梁的理论值略偏大。变刚度梁的理论值略偏大。“最小刚度刚度原则最小刚度刚度原则”9.4 混凝土结构的耐久性 耐久性耐久性 是指结构在预定设计工作寿命期内，在正常维护条件是指结构在预定设计工作寿命期内，在正常维护条件下，不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全下，不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全功能要求的能力。功能要求的能力。 对于一般建筑结构，设计工作寿命为对于一般建筑结构，设计工作寿命为5050年年，重要的建，重要的建筑物可取筑物可取100100

7、年年。影响混凝土结构耐久性的因素影响混凝土结构耐久性的因素内部因素：内部因素： 混凝土强度混凝土强度 渗透性渗透性 保护层厚度保护层厚度 水泥品种水泥品种 标号和用量标号和用量 外加济等外加济等外部因素：外部因素： 环境温度环境温度 湿度湿度 COCO2 2含量含量 侵蚀性介质等侵蚀性介质等2. 2. 混凝土的碳化混凝土的碳化 大气中的大气中的COCO2 2与混凝土中的与混凝土中的碱性物质碱性物质发生中和反应，是发生中和反应，是混凝土碱性下降的现象。混凝土碱性下降的现象。 引起钢筋锈蚀，加剧混凝土收缩，导致混凝土开裂。引起钢筋锈蚀，加剧混凝土收缩，导致混凝土开裂。 影响因素：环境因素；材料因素

8、；影响因素：环境因素；材料因素； 施工养护条件；覆盖层施工养护条件；覆盖层不同饰面材料的碳化深度比2. 2. 混凝土的碳化混凝土的碳化 措施： 合理设计混凝土配合比合理设计混凝土配合比 提高混凝土的密实性、抗渗性提高混凝土的密实性、抗渗性 规定钢筋保护层的最小厚度规定钢筋保护层的最小厚度 覆盖面层覆盖面层3. 3. 钢筋锈蚀钢筋锈蚀 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题。钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题。 措施：措施： 降低水灰比，增加水泥用量，降低水灰比，增加水泥用量， 加强混凝土的密实性加强混凝土的密实性 足够的混凝土保护层厚度足够的混凝土保护层厚度 采用覆盖层采用

9、覆盖层 严格控制氯离子的含量严格控制氯离子的含量4. 4. 耐久性极限状态与耐久性设计耐久性极限状态与耐久性设计（1 1）控制水灰比）控制水灰比表 9-4 结构混凝土耐久性的基本要求 环境类别 水灰比 不大于 水泥用量不少于 (kg/m3) 混凝土强度 等级不小于 氯离子含量 不大于 一 0.65 200 C15 1.00% a 0.60 225 C20 0.30% 二 b 0.55 250 C25 0.30% 三 0.50 275 C30 0.15% 注：1、氯离子含量按水泥总重量的百分率计算； 2、 预应力构件的混凝土中的氯离子含量不得超过 0.06%； 3、 当混凝土中加入掺合料时，可酌

10、情降低水泥用量； 处于二类环境中的基础，混凝土强度等级可采用 C20，但保护层厚度应符合地基基础设计规范的要求。 4. 4. 耐久性极限状态与耐久性设计耐久性极限状态与耐久性设计（2 2）保护层厚度）保护层厚度4. 4. 耐久性极限状态与耐久性设计耐久性极限状态与耐久性设计（3 3）氯离子含量）氯离子含量表 9-4 结构混凝土耐久性的基本要求 环境类别 水灰比 不大于 水泥用量不少于 (kg/m3) 混凝土强度 等级不小于 氯离子含量 不大于 一 0.65 200 C15 1.00% a 0.60 225 C20 0.30% 二 b 0.55 250 C25 0.30% 三 0.50 275 C30 0.15% 注：1、氯离子含量按水泥总重量的百分率计算； 2、 预应力构件的混凝土中的氯离子含量不得超过 0.06%； 3、 当混凝土中加入掺合料时，可酌情降低水泥用量； 处于二类环境中的基础，混凝土强度等级可采用 C20，但保护层厚度应符合地基基础设计规范的要求。 表 9-5 混