fAAA钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性ppt课件

1、 混凝土构件的变形及裂痕宽度混凝土构件的变形及裂痕宽度验算验算一、引言构造构件的可靠性本章的主要内容具有足够的承载力和变形才干平安性适用性耐久性在运用荷载下不产生过大的裂痕和变形在一定时期内维持其平安性和适用性的才干1. 截面抗弯刚度的特点钢筋混凝土纯弯段截面抗弯刚度的特点 ：MEIBEIEIyM M012IIIIII*随着弯矩增大B不断降低*短期荷载效应时的挠度对应短期刚度Bs*长期荷载效应时的挠度对应长期刚度Bl(徐变、裂痕的不断开展等等)恒+活恒+活载中的恒载部分2020lBMsEIMlsf与荷载方式、支承条件有关的系数8.1 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算钢筋混凝土受弯构件的挠度验算2.

2、 短期刚度Bs解析刚度法就平均应变而言符合平截面假定0hsmcm0qqscmsmMM hB短期荷载效应2. 短期刚度Bs解析刚度法裂痕截面处的应力和应变020cccsssqssqcfEEMA hMbh MsAsh0h01cscs0h0Asss平均应变0qssmssssMEA h E221000qqccmcccccccMMEbhEbh E 2. 短期刚度Bs解析刚度法200230011qqsssEcmsmsscMM hE A hBA h Ebh E GB50010采用的就是上述公式，且有 ，于是： EE62 . 02061.150.21 3.5qsssEfME A hB 裂痕截面处内力臂长度系数

3、h 对常用的混凝土强度等级及配筋率，可以近似取h=0.87裂痕间纵向受拉钢筋应变不均匀系数y 系数y的物理意义就是反映裂痕间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。 当y1时，取y=1；对直接接受反复荷载的构件，取y=1。 式中 当rte0.01时，取rte0.01。0000kksksssksMMA hEA h1.1 0.65tkteskf steteAA8.1.3 参数的表达式参数的表达式系数z短期刚度Bs的计算公式取h=0.87，那么有式中，当 时，取 计算 。 在荷载效应的规范组协作用下，受压钢筋对刚度的影响不大，计算时可不思索，如需估计其影响，可在 式中参与 ，即 60.21 3.5E

4、Ef 2061.150.21 3.5sssEfE A hB 00.2fhh00.2fhhffE 0fffEbb hbh 参数的表达式参数的表达式3. 荷载长期作用下的刚度恒+活中“恒根本概念flMlfs活中“活Ms+3. 荷载长期作用下的刚度定义：变形系数法slff /GB50010slff202020lBMsBlMslBMMsflsslsls(1)ksqkMBBMM/ 4 . 00 . 26 . 10 . 20时，时，采用荷载规范组合时sBB采用荷载准永久组合时4. 受弯构件的挠度计算最小刚度原那么PPhl0BsM20limqM lfsfB由不同的根据详细的情况确定 “最小刚度原那么就是在简

5、支梁全跨长范围内，可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度，亦即按最小的截面弯曲刚度，用资料力学方法中不思索剪切变形影响的公式来计算挠度。 按“规范要求，挠度验算应满足20limqM lfSfB最小刚度原那么与挠度计算最小刚度原那么与挠度计算影响短期刚度Bs的要素弯矩Mk对Bs的影响是隐含在q中的。详细计算阐明，r增大， Bs也略有增大。截面外形对Bs有所影响。当有受拉翼缘时，都会使Bs有所增大。在常用配筋率r=1%2%的情况下，提高混凝土强度等级对提高Bs的作用不大。当配筋率和资料给定时，截面有效高度h0对截面弯曲刚度的提高作用最显著。配筋率对承载力和挠度的影响 配筋率加大对提高截面弯曲刚度并不显著。

6、 一个构件不能盲目地用增大配筋率的方法来处理挠度不满足的问题。应经过验算予以保证。对受弯构件挠度验算的讨论对受弯构件挠度验算的讨论跨高比 建议设计时可选用以下跨高比：对采用HRB335级钢筋配筋的简支梁，当允许挠度为l0/200，l0/h在2010的范围内采用。当永久荷载所占比艰苦时，取较小值；当用HPB235级或HRB400级钢筋配筋时，分别取较大值或较小值；当允许挠度为l0/250或l0/300时， l0/h取值应相应减少些；当为整体肋形梁或延续梁时，那么取值可大些。混凝土构造构件变形限值保证建筑的适用功能要求；防止对构造构件产生不良影响；防止对非构造构件产伤不良影响；保证人们的觉得在可接

7、受程度之内。8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算 1. 分类施工期间产生的裂痕和运用期间产生的裂痕按裂痕的产生时间龟裂、横向裂痕与构件轴线垂直、纵向裂痕、斜裂痕、八字裂痕、X形交叉裂痕等按裂痕的产生缘由非受力要素产生的裂痕和受力要素产生的裂痕按裂痕的形状裂痕的分类与成因固体下沉，外表泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土外表快速蒸发引起的龟裂。塑性裂痕混凝土的收缩遭到约束后产生的裂痕温度裂痕大体积混凝土中由于混凝土水化作用产生的水化热使内外混凝土产生温度差。约束收缩裂痕施工期间的裂痕2. 成因8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算施工期间的裂痕因施

8、工程序不当而呵斥的受力裂痕施工中的受力裂痕楼板裂痕8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算运用期间的裂痕-钢筋锈蚀引起的裂痕8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算运用期间的裂痕-温度气温变化引起的裂痕温度区段气温升高时T8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算运用期间的裂痕-地基不均匀沉降引起的裂痕8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算运用期间的裂痕-外部环境引起的裂痕冻融循环作用碱骨料反响盐类腐蚀外部环境酸类腐蚀8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算运用期间的裂痕-荷载引起的裂痕斜裂痕！

9、垂直裂痕！纵向裂痕！拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂痕目前，只需在拉、弯形状下混凝土横向裂痕宽度的计算实际比较成熟。这也是下面所要引见的主要内容8.2 钢筋混凝土构件裂痕宽度计算钢筋混凝土构件裂痕宽度计算裂痕宽度的控制裂痕的控制等级严厉要求不出现裂痕一级二级三级普通要求不出现裂痕可以出现裂痕但要验算裂痕的宽度limmaxwwC由不同的根据详细的情况确定横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移实际以轴心受拉为例C*根本假定：开裂后，裂痕处混凝土退出任务，钢筋和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置*裂痕宽度=裂痕间钢筋和混凝土之间的变形差值先求出裂痕间距横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移

10、实际裂痕的间距llms s smc c cmAs粘结应力的传送长度裂痕数量添加至一定数量时不再添加，但宽度不断变化横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移实际裂痕的间距m s (s)llsmc(c)cmls+ sAssAsc=ftls+ sAssAsmAfAtssldAmssdfdAdfdAflmtmtmt414412横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移实际裂痕的间距m s (s)llsmc(c)cmls+ sAssAsc=ftls+ sAssAsmll2裂缝的最大间距裂缝的最小间距裂痕的平均间距llm5 . 1dkdflmtm245 . 1横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移实际裂痕的间距

11、bhbfbfbh0.5hhfhf为了和受弯构件相一致，定义：testeAA有效配筋率有效受拉面积fftetehbbbhAbhA)(5 . 0受弯构件：轴拉构件：于是，对轴拉和受弯构件，平均裂痕间距的公式可一致写成：temdkl2横向受力裂痕宽度的计算 1. 粘结滑移实际裂痕的宽度msmwmcmsmmlklw2)(裂痕处钢筋的应变C设 称为裂痕间钢筋应力不均匀系数，那么有ssm/tesswmswmsmwmdEklklkw222裂痕处钢筋的应力横向受力裂痕宽度的计算 2. 无滑移实际以为混凝土开裂后，混凝土与钢筋之间无相对滑移，裂痕的开展宽度与裂痕量测点距最近一根钢筋外表的间隔c直接相关。*Bro

12、ms美Base英等人经过实验得出：CcklEckwmsswm11横向受力裂痕宽度的计算 3. 粘接滑移与无滑移实际的结合上述两种实际和实践情况均有一定的差距，为此将二者结合起来，按下述公式进展计算分析：)()(2121tesslwmtelmdkckEkkwdkckklC各系数由实验分析确定裂痕宽度的适用计算方法 1. 半实际半阅历的方法GB50010所采用的方法裂痕宽度的适用计算方法 1. 半实际半阅历的方法平均裂痕间距)08. 09 . 1 (teeqlmdcklte0.01时，取te=0.01c65时，取c=65受弯kl=1.0；轴拉kl=1.1iiiiiegdndnd2光圆，取0.7；变

13、形，取1.0裂痕宽度的适用计算方法 1. 半实际半阅历的方法平均裂痕宽度)08. 09 . 1 (teeqsslwmdcEkkwkw=0.852 . 0, 2 . 00 . 1, 0 . 1,65. 01 . 1取取stetf087. 0hAMANssss受弯：轴拉：裂痕宽度的适用计算方法 1. 半实际半阅历的方法裂痕的最大宽度由裂痕的统计特性，按95%的保证率思索到长期荷载下，混凝土徐变影响导致裂痕继续扩展，取扩展系数为1.5，（轴拉，偏态分布），（弯，正态分布）mmwwww9 . 166. 1maxmax)08. 09 . 1 (maxteeqsscrdcEw1.5 1.9 0.85 1.

14、12.71.5 1.66 0.77 1.01.9crcr轴拉：受弯：裂痕宽度的适用计算方法 2. 以数理统计分析为根底的计算方法采用的方法)()1028. 030(321maxmmdECCCwssffshbbbhA)(0006. 0006. 002. 002. 0时，取时，取sAd4取换算直径：直径的钢筋时钢筋的直径，采用不同受拉钢筋的总周长8.3.1 延性概念 构造、构件或截面的延性是指从屈服开场到到达最大承载力或到达以后而承载力还没有显著下降期间的变形才干。即延性是反映构件的后期变形才干。 “后期是指从钢筋开场屈服进入破坏阶段直到最大承载才干或下降到最大承载才干的 85时的整个过程。延性要

15、求的目的：满足抗震方面的要求；防止脆性破坏；在超静定构造中，顺应外界的变化；使超静定构造能充分的进展内力重分布。8.3 混凝土构件的截面延性混凝土构件的截面延性受弯构件延性的根本概念延性延性MuMyyMOu反映截面、构件、构造钢筋屈服以反映截面、构件、构造钢筋屈服以后的变形才干后的变形才干以截面为例：用延性系数表示截面的延性以截面为例：用延性系数表示截面的延性yu8.3.2 受弯构件的截面曲率延性系数受弯构件的截面曲率延性系数受弯构件延性的根本概念21ssAA ycuu1u2As1As2cuyAs1As2y1y221uu21yy222111yuyu构造的构造的延性延性取决于构件的构件的延性延性

16、取决于截面的截面的延性延性取决于配筋量配筋量影响要素纵向受拉钢筋配筋率r增大，延性系数减小。受压钢筋配筋率r增大，延性系数可增大。混凝土极限亚应变ecu增大，那么延性系数提高。混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，也可使延性系数有所提高。提高截面曲率延性系数的措施主要有：限制纵向受拉钢筋的配筋率，普通不应大于2.5%；受压区高度x(0.250.35)h0；规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，普通使As/As坚持0.30.5；在弯矩较大的 区段适当加密箍筋。8.3.2 受弯构件的截面曲率延性系数受弯构件的截面曲率延性系数 影响偏心受压构件截面曲率延性系数的两个综合要素是和受弯构件一样的，其差

17、别主要是偏心受压构件存在轴向压力，致使受压区的高度增大，截面曲率延性系数降低较多。 轴压比是影响偏心受压构件截面曲率延性系数的主要要素之一。 偏心受压构件配筋率的大小，对截面曲率延性系数的影响较大。 如采用密排的封锁箍筋或在矩形、方形箍内附加其他方式的箍筋如螺旋形、井字形等构成的复式箍筋以及采用螺旋箍筋，都能有效地提高受压区混凝土的极限压应变值，从而增大截面曲率延性。8.3.3 偏心受压构件截面曲率延性的分析偏心受压构件截面曲率延性的分析8.4.1 耐久性的概念与主要影响要素混凝土构造的耐久性 耐久性是指构造在设计运用年限内，在正常维护条件下，不需求进展大修和加固，而满足正常运用和平安功能要求

18、的才干。 耐久性设计根据主要是构造的环境类别、设计运用年限及思索对混凝土资料的根本要求。影响耐久性能的主要要素内部要素：混凝土强度、浸透性、维护层厚度、水泥种类、标号和用量、外加剂等；外部要素：环境温度、湿度、CO2含量、 侵蚀性介质等。8.4 混凝土构造的耐久性混凝土构造的耐久性碳化是混凝土中性化的方式，是指大气中的二氧化碳(CO2)不断向混凝土内部分散，并与其中的碱性物质发生反响，使混凝土的PH值降低。 碳化对混凝土本身无害，其主要是当碳化至钢筋外表，氧化膜被破坏是构成钢筋锈蚀的必要条件，同时含氧水份侵入是钢筋锈蚀的充分条件，从而加剧混凝土开裂，导致构造破坏。 碳化影响要素有：环境要素和资

19、料本身的性质。 混凝土的碳化从构件外表开场向内开展，到维护层完全碳化，所需求的时间与碳化速度、混凝土维护层厚度、混凝土密实性以及覆盖层情况等要素有关。减小碳化的措施：合理设计混凝土的配合比；提高混凝土的密实度、抗渗性；规定钢筋维护层的最小厚度；采用覆盖面层。8.4.2 混凝土的碳化混凝土的碳化钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土构造耐久性的最关键问题, 它是一个电化学过程，因此锈蚀主要取决于氧气经过混凝土维护层向钢筋外表的阴极的分散速度，而这种分散速度主要取决于混凝土的密实度。氧气和水份是钢筋锈蚀必要条件。 钢筋锈蚀对混凝土构造损伤过程：坑蚀环蚀暴筋构造失效。防止钢筋锈蚀的主要措施：混凝土本身要降低水灰比，保证密实度，具有足够的维护层厚度，严厉控制含氯量。采用覆盖层，防止CO2、O2、Cl的渗入。在海工构造、强腐蚀介质中的混凝土构造中，可采用钢筋阻锈剂、防腐蚀钢筋、环氧涂层钢筋、镀锌钢筋、不锈钢钢筋等。对钢筋采用阴极防护法。8.4.3 钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀耐久性设计的目的和根本原那么 耐久性概念设计的目的是指在规定的设计运用年限内，在正常维护下，必需坚持适宜于运用，满足既定功能的要求。