混凝土结构基本原理 第十一章 混凝土构件的使用性能.ppt

四、裂缝宽度的实用计算方法 1. 半理论半经验的方法 预应力轴拉构件裂缝处钢筋的应力 钢筋的应力 在Ns-Np0的拉力作用下混凝土中产生裂缝 非预应力钢筋的截面积 预应力钢筋的截面积 N ? N N 预应力混凝土构件 （使用荷载下不带裂缝） 普通混凝土构件 （使用荷载下常带裂缝） 预应力钢筋 Np0 四、裂缝宽度的实用计算方法 1. 半理论半经验的方法 预应力受弯构件裂缝处钢筋的应力 和轴拉构件类似，参见教材中的相应内容！ P ? P P 不考虑损失的反拱值 ? ? 不考虑自重有效预应力引起的反拱值 ? 考虑自重的反拱值 ? ? ? 下边缘的应力为0 开裂 ? 进入塑性 ? 承载力极限 四、裂缝宽度的实用计算方法 1. 半理论半经验的方法 裂缝的最大宽度 由裂缝的统计特性，按95%的保证率 考虑到长期荷载下，混凝土徐变影响导致裂缝继续扩大，取扩大系数为1.5 第十一章 混凝土构件的使用性能 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、构件的裂缝控制 1. 裂缝的分类 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、构件的裂缝控制2. 裂缝的成因 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、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 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、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 使用期间的裂缝----钢筋锈蚀引起的裂缝 二、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 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、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 使用期间的裂缝----地基不均匀沉降引起的裂缝 二、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 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、构件的裂缝控制 2. 裂缝的成因 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 二、构件的裂缝控制 3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例） 严格要求不出现裂缝（一级） 荷载效应标准组合下（短期效应）混凝土中不产生拉应力 二、构件的裂缝控制 3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例） 一般要求不出现裂缝（二级） 荷载效应准永久组合下（长期效应）混凝土中不产生拉应力，荷载效应标准（短期）组合下混凝土中可有拉力但应小于混凝土抗拉强度 二、构件的裂缝控制 3.正截面抗裂度验算（以GB50010为例） 允许出现裂缝（三级） 允许出现裂缝，但应限制其宽度，见教材表11-1 二、构件的裂缝控制 4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例） 混凝土的主应力 二、构件的裂缝控制 4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例） 混凝土的主拉应力 一级 二级 σtp≤0.85ftk σtp≤0.95ftk 二、构件的裂缝控制 4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例） 混凝土的主压应力 一级 二级 σcp≤0.60fck 二、构件的裂缝控制 4.受弯构件斜截面抗裂度验算（以GB50010为例） 先张法应考虑传递长度内的实际应力分布 ltr ltr ?pe 三、横向受力裂缝宽度的计算 1. 粘结滑移理论 以轴心受拉为例 C *基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝土退出工作，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 *裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值 先求出裂缝间距 三、横向受力裂缝宽度的计算 1. 粘结滑移理论 裂缝的间距 l ?l ? ?m ?s （ ?s ） ?sm ?c（ ?c ） ?cm As 粘结应力的传递长度 裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化 三、横向受力裂缝宽度的计算 1. 粘结滑移理论 裂缝的间距 ?m ? s (?s) l ?l ? ?sm ?c(?c) ?cm l （?s+? ?s）As ?sAs ?c=ft l （?s+? ?s）As ?s