混凝土结构基本原理讲义10

第十章混凝土构件的使用性能混凝土结构基本原理一、引言结构构件的可靠性本章的主要内容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二、裂缝的分类与成因

1.分类施工期间产生的裂缝和使用期间产生的裂缝按裂缝的产生时间龟裂、横向裂缝（与构件轴线垂直）、纵向裂缝、斜裂缝、八字裂缝、X形交叉裂缝等按裂缝的产生原因非受力因素产生的裂缝和受力因素产生的裂缝按裂缝的形态二、裂缝的分类与成因

2.成因固体下沉，表面泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引起的（龟裂）。塑性裂缝混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝温度裂缝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。约束收缩裂缝施工期间的裂缝二、裂缝的分类与成因

2.成因因施工程序不当而造成的受力裂缝施工中的受力裂缝施工期间的裂缝楼板裂缝二、裂缝的分类与成因

2.成因使用期间的裂缝----钢筋锈蚀引起的裂缝二、裂缝的分类与成因

2.成因使用期间的裂缝----温度（气温）变化引起的裂缝温度区段气温升高时T二、裂缝的分类与成因

2.成因使用期间的裂缝----地基不均匀沉降引起的裂缝二、裂缝的分类与成因

2.成因使用期间的裂缝----外部环境引起的裂缝冻融循环作用碱骨料反应盐类腐蚀外部环境酸类腐蚀二、裂缝的分类与成因

2.成因使用期间的裂缝----荷载引起的裂缝斜裂缝！！垂直裂缝！纵向裂缝！！！拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。这也是下面所要介绍的主要内容三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算1.粘结滑滑移理理论以轴心心受拉拉为例例C*基本假假定就就是：：开裂裂后，，裂缝缝处混混凝土土退出出工作作，钢钢筋和和混凝凝土之之间发发生滑滑移，，混凝凝土回回缩至至图中中虚线线的位位置*裂缝宽宽度=裂缝间间钢筋筋和混混凝土土之间间的变变形差差值先求出裂裂缝间间距三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算1.粘结滑滑移理理论裂缝的的间距距llms（s）smc（c）cmAs粘结应应力的的传递递长度度裂缝数数量增增加至至一定定数量量时不不再增增加，，但宽宽度不不断变变化三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算1.粘结滑滑移理理论裂缝的的间距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算1.粘结滑滑移理理论裂缝的的间距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂缝的平均间距三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算1.粘结滑滑移理理论裂缝的的间距距bhbfbf’bh0.5hhf’hf为了和和受弯弯构件件相统统一，，定义义：有效配配筋率率有效受拉面积于是，，对轴轴拉和和受弯弯构件件，平平均裂裂缝间间距的的公式式可统统一写写成：：三、横横向受受力裂裂缝的的宽度度裂缝处处钢筋筋的应应变C设称为裂缝间钢筋应力不均匀系数，则有裂缝处处钢筋筋的应应力三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算2.无滑移移理论论认为混混凝土土开裂裂后，，混凝凝土与与钢筋筋之间间无相相对滑滑移，，裂缝缝的发发展宽宽度与与裂缝缝量测测点距距最近近一根根钢筋筋表面面的距距离c直接相相关。。*Broms（美）Base（英）等等人通通过试试验得得出：：C三、横横向受受力裂裂缝宽宽度的的计算算3.粘接滑滑移与与无滑滑移理理论的的结合合上述两两种理理论和和实际际情况况均有有一定定的差差距，，为此此将二二者结结合起起来，，按下下述公公式进进行计计算分分析：：C各系数数由试试验分分析确确定四、裂裂缝《混凝土土结构构设计计规范范》（GB50010）《水工钢钢筋混混凝土土结构构设计计规范范》所采用的的方法法四、裂裂缝宽宽度的的实用用计算算方法法1.半理论论半经经验的的方法法平均裂裂缝间间距te<0.01时，取取te=0.01c<20时，取c=20；c>65时，取c=65受弯kl=1.0；光圆，取0.7；变形，取1.0四、裂缝宽宽度的实用用计算方法法1.半理论半经经验的方法法平均裂缝宽宽度kw=0.85四、裂缝宽宽度的实用用计算方法法1.半理论半经经验的方法法裂缝的最大大宽度由裂缝的统统计特性，，按95%的保证率考虑到长期期荷载下，，混凝土徐徐变影响导导致裂缝继继续扩大，，取扩大系系数为1.5四、裂缝宽宽度的实用用计算方法法2.以数理统计计分析为基基础的计算算方法《公路钢筋混混凝土及预预应力桥涵涵设计规范范》采用的方法法受拉钢筋的的总周长五、裂缝宽宽度的控制制裂缝的控制制等级严格要求不不出现裂缝缝一级二级三级一般要求不不出现裂缝缝可以出现裂裂缝但要验验算裂缝的的宽度C由不同的《规范》根据具体的的情况确定定六、受弯构构件的变形形与刚度1.截面抗弯刚刚度的特点点钢筋混凝土土纯弯段截截面抗弯刚刚度的特点点：M012IIIIII*随着弯矩矩增大B不断降低*短期荷载载效应时的的挠度对应应短期刚度度Bs*长期荷载效效应时的挠挠度对应长长期刚度Bl(徐变、裂缝缝的不断发发展等等)恒+活恒+活载中的恒恒载部分与荷载形式、、支承条件件有关的系系数六、受弯构构件的变形形与刚度2.短期刚度Bs解析刚度法法就平均应变变而言符合合平截面假假定短期荷载效效应MsMs六、受弯构构件的变形形与刚度2.短期刚度Bs解析刚度法法裂缝截面处处的应力和和应变MsAsh0h01cscs0h0Asss平均应变六、受弯构构件的变形形与刚度2.短期刚度Bs解析刚度法法GB50010采用的就是上述公式，且有，于是：六、