* 研制单位：湖南大学 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 混凝土结构设计原理   (第8章电子教案) 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 第 8 章   钢筋混凝土构件裂缝宽度和挠度验算 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助   本章重点  了解受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展过程； ? 掌握受弯构件裂缝宽度的验算方法； ? 掌握受弯构件截面刚度计算与变形验算方      法。 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 §8.1 概 述 构件的裂缝宽度和挠度验算属于正常使用极限状态。 挠度过大影响使用功能，不能保证适用性; 而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。 裂缝 荷载引起的裂缝： 非荷载引起的裂缝： 由材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀后体积增大、地基不均匀沉降等产生的裂缝。        (约占80%) 与构件的受力特征有关。 (约占20%) 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 Nk Nk Nk Nk Nk Nk e0 e0 Tk (a) (b) (c) (e) (d) Tk Mk Mk                      （a)轴心受拉 ； (b)偏心受拉  ； (c)偏心受压 ；                                       (d)受弯和受剪 ；  (e)受扭。 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用控制最大钢筋直径和最大跨高比来控制，只有在构件截面尺寸小、钢筋应力大时进行验算。 为防止温度应力过大引起的开裂，规定了伸缩缝之间的最大间距。 为防止由于钢筋周围混凝土过快地碳化失去对钢筋的保护作用，出现锈胀引起的沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护层的最小厚度。 非荷载引起的裂缝 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助   与承载能力极限状态设计相比，正常使用极限状     态设计的目标可靠度可以相对较低。  C—— 结构构件达到正常使用要求的规定限值、裂             缝宽度和变形限值。   裂缝宽度和变形的验算表达式如下：  S≤C   …8-1 S —— 结构构件按荷载效应的标准组合、准永久组            合或标准组合并考虑长期作用影响得到的裂            缝宽度或变形值；? 式中 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 …8-2 荷载效应的标准组合为： …8-3 荷载效应的准永久组合为： 在进行荷载效应计算时，荷载组合有两种情况： 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 §8.2 裂缝宽度验算 裂缝的控制等级分为三级，钢筋混凝土结构构件 进行裂缝宽度的验算。 max.book118.com 验算公式 …8-4 —— 按荷载效应标准值组合并考虑长期作用影响计           算的最大裂缝宽度； —— 最大裂缝宽度的限值。对此建筑工程、公路          桥涵工程有不同的要求。 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 max.book118.com wmax的计算方法 《规范》的思路： 得到最大裂缝宽度wmax 若干假定 根据裂缝出现机理 建立理论公式，计算平均裂缝宽度wm 按试验资料确定扩大系数 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 1. 裂缝的出现和开展 当?c ? ftk，在某一薄弱环节第一条裂缝出现，由于钢筋和混凝土之间的粘结，混凝土应力逐渐增加至 ftk 出现第二批裂缝，一直到裂缝之间的距离近到不足以使粘结力传递至混凝土达到 ftk –––完成裂缝出现的全部过程。 出现： 当荷载继续增加到Nk，在一个裂缝间距范围内由钢筋与混凝土应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。 开展： 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 2. 平均裂缝宽度wm Ncr+?N 2 1 1 Ncr+?N ? 分布  ftk ?sm ?ss (b) (c) (d) (e) ?1 ?2 ?3  ftk Nk Nk (a)   裂缝宽度等于裂缝间距范围内钢筋和混凝土的变形差 ；   粘结 - 滑移理论： 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助         我国《规范》是建立在粘结—滑移理论和无滑移理论的基础上，结合大量试验结果得到的半理论半经验公式。   构件表面裂缝宽度主要是由钢筋周围的混凝土回缩形成的 ；   无滑移理论 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 式中： ?sm = ? ?sk  ?c 取 0.85 lcr+?cmlcr lcr+?smlcr ?m ?m (a) ?cs ?cm ?sm ?ss ?c分布 ?s分布 (c) (b) …8-5 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 …8-6    平均裂缝间距lm c ––– 保护层厚度； deq –––纵向受拉钢筋的等效直径，mm；  式中： ? ––– 与受力特性有关的系数 轴心受拉  ? =1.1 受弯、偏心受压 ? =1.05 偏拉  ? =1.0 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 ?i ––– 纵向受拉钢筋的表面特征系数 光面:  ? =1.0 带肋:  ? =0.7 h h/2 b b?f h?f h/2 h b b bf h?f h/2 h h?f b?f h/2 h b hf bf (a) (b) (c) (d) ?te ––– 截面的有效配筋率， ?te = As / Ate ni –––第i种纵向受拉钢筋的根数 ； 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 (0.2 ? ? ? 1.0) …8-7    钢筋应力不均匀系数? Ate 倒T形截面 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助   裂缝截面处钢筋应力 ?sk …8-8 轴心受拉： …8-9 受 弯： …8-10 偏心受拉： …8-11 偏心受压： 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 0.87h0 h0 Nk ?skAs Mk C ?skAs e? e0 e Nk h0–a?s As A?s e ?ke0k As A?s ??kA?s C Cc Z ?skAs Nk (a) (b) (c) (d) C ?skAs ??skA?s 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 下一章 帮  助 wmax = ?s ?l wm 偏心受拉 轴心受拉 ?cr=2.7 ?cr=2.4 受弯、偏压 ?cr=2.1 3. 最大裂缝宽度 wmax 扩大系数 荷载长期效应裂缝扩大系数 构件受力特征系数 …8-4 wmax = 0.85?s ?l ??  ?cr 第 8 章 混凝土结构设计原理 主  

第八章：钢筋混凝土构件的裂缝和变形.ppt