混凝土结构(建工版)（课堂PPT）

1、.1一级一级：严格要求不出现裂缝的构件严格要求不出现裂缝的构件。按荷载效应。按荷载效应标准组合标准组合进行验算进行验算时，构件受拉边缘时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力混凝土不应产生拉应力；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。按荷载效应。按荷载效应标准组合标准组合验算时，验算时，构件受拉边缘混凝土构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准拉应力不应大于轴心抗拉强度标准 值值 ft k ；而按荷载效应；而按荷载效应准永久值组合准永久值组合验算时，构件受拉边验算时，构件受拉边 缘缘混凝土不宜产生拉应力混凝土不宜产生拉应力；三级三级：允许出现裂缝的构件允许出现裂缝的构

2、件。按荷载效应。按荷载效应标准组合并考虑荷载长期标准组合并考虑荷载长期作用影响作用影响验算时，构件的最大裂缝宽度验算时，构件的最大裂缝宽度W Wmax不应超过最不应超过最 大裂缝宽度限值大裂缝宽度限值W Wlim，即：即：W WmaxWWlim我国我国规范规范将将裂缝控制等级裂缝控制等级分为分为三级三级.21、裂缝出现及开展的过程、裂缝出现及开展的过程 时，钢筋与混凝土粘结无时，钢筋与混凝土粘结无 破坏，纯弯段各截面拉破坏，纯弯段各截面拉 应变均匀分布；应变均匀分布； 时，在薄弱处，出现第一批裂缝时，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时，出现第二批裂缝，裂缝之间

3、混凝土应力达到达到 ，裂缝间距在，裂缝间距在l2l之间，之间，“裂缝出现阶裂缝出现阶段段”； 继续增加，裂缝开展。继续增加，裂缝开展。crM McrMMcrMMMtkf8.2 裂缝的计算裂缝的计算.3裂缝的间距llms （ s ）smc（ c ）cmAs粘结应力的传递长度裂缝数量裂缝数量增加至一增加至一定数量时定数量时不再增加，不再增加，但宽度不但宽度不断变化断变化 2、 裂缝的分布裂缝的分布.4ctmAflu uAflmctctssssAfAA21luAAmssss21dAfmctdfmt41 3 、平均裂缝间距、平均裂缝间距.5dfuAflmtmct41dKlm上式表明，当配筋率上式表明，

4、当配筋率 相同时，相同时，钢筋直径越细，裂缝间距越钢筋直径越细，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，小，裂缝宽度也越小，也即裂缝的分布和开展会密而细，这是这是控制裂缝宽度的一个重要原则控制裂缝宽度的一个重要原则。 但上式中，当但上式中，当d/ 趋于零时，裂缝间距趋于零，这并不符合实趋于零时，裂缝间距趋于零，这并不符合实际情况。际情况。 试验表明，当试验表明，当d/ 很大时，裂缝间距趋近于某个常数。很大时，裂缝间距趋近于某个常数。该数值该数值与保护层与保护层c 和钢筋净间距有关和钢筋净间距有关，根据试验分析，对上式修正如下，根据试验分析，对上式修正如下，dKcKlm12.

5、6对于受弯构件对于受弯构件，可将受拉区近似作为一，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轴心受拉构件，根据粘结力的有效影响范围，取范围，取有效受拉面积有效受拉面积Ate=0.5bh+(bf-b)hf，因此将式中配筋率，因此将式中配筋率 的用以下受的用以下受拉区有效配筋率替换后，即可用于受弯拉区有效配筋率替换后，即可用于受弯构件构件dKcKlm12ffstehbbbhA)(5 . 0temdKcKl12采用采用 te 后，裂缝间距可统一表示为，后，裂缝间距可统一表示为，.7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

6、带肋钢筋带肋钢筋，规范规范给出的平均裂缝间距给出的平均裂缝间距lm的计算公式为，的计算公式为，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（mm），），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。84、平均裂缝宽度、平均裂缝宽度平均裂缝宽度：等于构件裂缝区段内平均裂缝宽度：等于构

7、件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧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。表面混凝土平均伸长的差值。 平均裂缝宽度计算图式平均裂缝宽度计算图式ctmmsm mctm msm msmskcsm mcsk mcms(1) wllllllE 裂缝截面处纵向钢筋的拉应力裂缝截面处纵向钢筋的拉应力纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数裂缝间混凝土自身伸长对裂缝裂缝间混凝土自身伸长对裂缝 宽度的影响系数，为简化，一宽度的影响系数，为简化，一般取般取0.85skc式中：式中：.9均可按裂缝截面处力的平衡条件求得均可按裂缝截面处力的平衡条件求得sk轴心受拉构件轴心受拉构件ks

8、ksNA按荷载效应标准组合计算的轴向拉力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受拉钢筋总截面面积kNsA式中式中受弯构件受弯构件ksks0MAh按荷载效应标准组合计算的截面弯矩按荷载效应标准组合计算的截面弯矩截面有效高度截面有效高度内力臂系数，可近似取为内力臂系数，可近似取为0.87kM0h.10裂缝截面处的钢筋应力裂缝截面处的钢筋应力sk偏心受拉构件偏心受拉构件式中式中大、小偏心受拉构件钢筋应力计算图式大、小偏心受拉构件钢筋应力计算图式ksks0()sN eA ha0cseeya轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵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向钢筋合力

9、点的距离截面重心至受压或较小受拉边缘的距离截面重心至受压或较小受拉边缘的距离ecy.11sk偏心受压构件偏心受压构件ksks()NezzA按荷载标准组合计算的轴向压力值按荷载标准组合计算的轴向压力值Nk至受拉钢筋至受拉钢筋As合力点的距离合力点的距离纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离式中式中s 0seey20s0011()4000lehh 20f00.870.12(1)hzhefff0()bb hbh kNezs受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值使用阶段的轴向压力偏心距增大系数，当使用阶段的轴向压力偏心距增

10、大系数，当l0h14时，取时，取1.0。.12纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数纯弯区段内钢筋应变分布纯弯区段内钢筋应变分布 系数系数 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应变的影响程度的影响因素的影响因素u 裂缝间拉区混凝裂缝间拉区混凝土参与工作的程度土参与工作的程度u 钢筋的数量钢筋的数量u 钢筋的粘结性能钢筋的粘结性能u 钢筋的布置钢筋的布置.13纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数纯弯区段内钢筋应变分布纯弯区段内钢筋应变分布tktesk1.10.65f 0.2时，取时，取 0.2，当，当 1 时

11、取时取 1，对直接承受重复荷载，对直接承受重复荷载的构件取的构件取 1.14纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数 有效受拉混凝土面积有效受拉混凝土面积steteAA受弯、偏拉、偏压构件受弯、偏拉、偏压构件teff0.5Abhbb h轴拉构件轴拉构件 Ate取全截面取全截面Ate 有效受拉混凝土截面面积有效受拉混凝土截面面积.155、最大裂缝宽度及其验算、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范规定：规定：式中：式中： 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边

12、的距离(mm)纵向受拉钢筋的等效直径纵向受拉钢筋的等效直径(mm)crcdeqcr)08. 09 . 1 (maxteeqsscrdcEw1 . 20 . 185. 066. 15 . 17 . 21 . 185. 09 . 15 . 1crcr受弯：轴拉：*裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值.16最大裂缝宽度限值最大裂缝宽度限值主要考虑两方面的理由：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。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

13、缝宽度控制在一般认为裂缝宽度控制在0.30mm以内是合适的以内是合适的.17 4 最大裂缝宽度及其验算最大裂缝宽度及其验算最大裂缝宽度验算最大裂缝宽度验算 wmax wlim式中式中wlim为为规范规范规定的最大裂缝宽度限值规定的最大裂缝宽度限值注意事项：注意事项：（1）适用范围：）适用范围：20mmc65mm（2）规范规范规定：规定： 0.01时，取时，取 =0.01，以限制计算最大裂缝宽度，以限制计算最大裂缝宽度 的应用范围的应用范围（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）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，所以可将计算求得的最大裂缝宽度