混凝土构件的使用性能及结构的耐久性

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1、混凝土结构设计原理第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性教材作者：陈平课件制作：赵祥、朱丽华课件审查：李方圆钢筋混凝土构件裂缝宽度验算钢筋混凝土受弯构件的挠度验算混凝土结构的耐久性主要内容：考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度的验算方法重点：第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性结构的功能:安全性——承载能力极限状态适用性——影响正常使用，如吊车、精密仪器对其它结构构件的影响振动、变形过大对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等心理承受：不安全感，振动噪声耐久性——裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降

2、低，影响使用寿命外观感觉正常使用极限状态第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算过大裂缝对结构的影响——引起钢筋的严重锈蚀，降低结构的耐久性，损坏结构的外观，引起使用者的不安裂缝控制——达到正常使用极限状态界限时临界裂缝宽度的限值裂缝宽度的计算产生原因——荷载作用；混凝土的组成成分；温度变化；混凝土的收缩和徐变；基础的不均匀沉降；钢筋的锈蚀裂缝形态——正裂缝；斜裂缝；粘结裂缝第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算裂缝形态第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性

3、8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算裂缝出现及开展的过程1裂缝的出现、分布和开展时，钢筋与混凝土粘结无破坏，纯弯段各截面拉应变均匀分布；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达到，裂缝间距在l~2l之间，“裂缝出现阶段”；继续增加，裂缝开展。第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算粘结强度钢筋表面积大小配筋率裂缝宽度影响因素传递长度l裂缝宽度受拉区混凝土的滑移徐变和拉应力的松弛混凝土的收缩钢筋直径

4、变化裂缝宽度指的是受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度1裂缝的出现、分布和开展第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算2平均裂缝间距轴心受拉构件粘结应力传递长度由平衡条件第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算2平均裂缝间距平均裂缝间距lm与的关系上式表明，当配筋率相同时，钢筋直径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也越小，即裂缝的分布与开展细而密。但上式中，当趋于零时，裂缝间距也趋于零，这与实际不符。试验表明，当很大时，裂缝间距趋于某一常数，该数与混凝土保护

5、层厚度以及钢筋有效约束区有关。为此，对上式进行如下修正：第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算2平均裂缝间距对于常用的带肋钢筋，《规范》给出的平均裂缝间距lm的计算公式为轴心受拉构件受弯、偏拉、偏压构件第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度平均裂缝宽度的计算公式为平均裂缝宽度计算图式——裂缝截面处纵向钢筋的拉应力——纵向钢筋应变不均匀系数——裂缝间混凝土自身伸长对裂缝宽度的影响系数，为简化，一般取0.85式中：第8章混凝土构件的使用性能及结构的

6、耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度裂缝截面处的钢筋应力均可按裂缝截面处力的平衡条件求得轴心受拉构件——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式中第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度裂缝截面处的钢筋应力受弯构件——按荷载效应标准组合计算的截面弯矩——截面有效高度——内力臂系数，可近似取为0.87式中受弯构件裂缝截面处的应力第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度裂缝截面处的钢筋应力偏心受拉构件式中大

7、、小偏心受拉构件钢筋应力计算图式—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—截面重心至受压或较小受拉边缘的距离第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度裂缝截面处的钢筋应力偏心受压构件偏心受压构件钢筋应力计算图式第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度裂缝截面处的钢筋应力偏心受压构件式中——按荷载标准组合计算的轴向压力值——Nk至受拉钢筋As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——使用阶段的轴向压力偏心距

8、增大系数，当l0／h≤14时，取1.0。——受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值第8章混凝土构件的使用性能及结构的耐久性8.1钢筋混凝土构件裂缝宽度验算3平均裂缝宽度纵向钢筋应变不均匀系数纯弯区段内钢筋应变分布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应变的影响程度的影响因素