混凝土构件的裂缝和变形验算及耐久性

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1、第九章混凝土构件的裂缝和变形验算及耐久性混凝土结构设计基本原理中南大学土木工程学院建筑工程系刘澍主要内容与要求1．掌握钢筋混凝土构件在第Ⅱ工作阶段中的基本品性，包括截面上与截面间的应力分布、裂缝开展的原理与过程、截面曲率的变化等以及影响这些性能的主要因素。2．掌握裂缝宽度、截面受弯刚度的定义与计算原理以及裂缝宽度与构件挠度的验算方法。3．熟悉混凝土结构耐久性的意义、主要影响因素、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀以及耐久性设计的一般概念。第九章混凝土构件的裂缝和变形验算及耐久性9.1概述9.2裂缝宽度的验算9.3受弯构件的刚度与变形验算9.4耐久性要

2、求例题9.1概述一、引言一、裂缝的分类与成因二、裂缝的危害三、对裂缝的控制措施四、构件的变形控制五、裂缝和挠度计算中材料强度及荷载取值六、耐久性的问题9.1概述9.1概述结构构件的可靠性结构在预定的使用期间内，能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种作用以及在偶然作用发生时和发生后，应能保持整体稳定性。安全性适用性耐久性结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形和过大的裂缝宽度结构在正常使用和正常维护条件下，结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。返回上

3、级目录返回主目录前进后退END9.1概述一、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荷载因素产生的裂缝和荷载因素产生的裂缝按裂缝的形态返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因2.成因1.混凝土收缩或温度变形受到约束2.施工措施不当3.基础不均匀沉降4.钢筋锈蚀引起裂缝的原因很多，主要有：非荷载因素荷载因素5.荷载作用返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因混凝土收缩或温度变形受到约束产生的裂缝混凝土收缩或温度变化时，体

4、积会发生变化，若能自由变形则不会产生裂缝；但若变形受到约束，则会在混凝土中产生拉应力，从而引起裂缝。大体积混凝土水化过程中发热量很大，内部温度较高，混凝土体积膨胀，内外温差很大，内部混凝土膨胀受到外部已硬化混凝土的约束，使构件表面混凝土受拉产生裂缝。对于杆件系统，这种裂缝通常与构件纵向正交。返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因施工措施不当产生的裂缝混凝土在浇筑、硬化过程中会产生下沉和泌水，当下沉受到阻挡时会产生内部的泌水，干燥后就会成为裂缝。返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因施工措施不当产生的裂缝大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引起的

5、（龟裂）返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因基础不均匀沉降产生的裂缝基础不均匀下沉时会迫使墙体一起变形，在主拉应力作用下混凝土墙体也会开裂。主拉应力主拉应力基础下沉返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因钢筋锈蚀是一个电化学过程(b)水、O2、CO2侵入（d）保护层劈裂钢筋锈蚀后体积会膨胀3～4倍！使混凝土保护层劈裂。钢筋锈蚀产生的裂缝返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b)(c)(d)(e)荷载产生的裂缝目前，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

6、容返回上级目录9.1概述一、裂缝的分类与成因二、裂缝的危害引起钢筋锈蚀，导致构件强度降低外观给人不安全感冰冻、风化影响耐久性影响使用功能（如：水池）返回上级目录9.1概述二、裂缝的危害三、对裂缝的控制措施为防止温度应力过大引起的开裂，规定了最大伸缩缝之间的间距。为防止由于钢筋周围砼过快的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。非荷载引起的裂缝返回上级目录9.1概述三、对裂缝的控制措施（80%）为防止混凝土干缩龟裂，加强施工阶段养护。避免不均匀沉降。裂缝的控制等级严格要求不出现裂缝的构件一级二级三级一

7、般要求不出现裂缝的构件允许出现裂缝的构件荷载引起的横向裂缝裂缝返回上级目录9.1概述三、对裂缝的控制措施按荷载效应标准组合进行验算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力按荷载效应标准组合验算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准值ftk；而按荷载效应准永久值组合验算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响验算时，构件的最大裂缝宽度Wmax不应超过最大裂缝宽度限值Wlim，即：Wmax≤Wlim（20%）四、构件的变形控制变形控制的目的返回上级目录返回主目录后退END前进9.1概述四、构件的变形控制1、保证

8、结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将影响甚至丧失其使用功能，如支承精密仪器设备的楼盖产