钢筋混凝土正常使用极限状态验算课件

1、第第9 9章章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算验算外观感觉外观感觉裂缝过宽：裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，钢筋锈蚀导致承载力降低， 影响使用寿命影响使用寿命耐久性耐久性心理承受：不安全感，振动噪声心理承受：不安全感，振动噪声对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等振动、变形过大振动、变形过大 影响正常使用：如吊车、精密仪器影响正常使用：如吊车、精密仪器适用性适用性承载能力极限状态承载能力极限状态结构的结构的功能功能结构构件不满足结构构件不满足正常使用极限状态正常使用极限状态对生命财产的对生命财产的危害性危害性比不满比

2、不满足足承载能力极限状态承载能力极限状态的要的要小小，其相应的目标可靠指标，其相应的目标可靠指标b b 值要小值要小些，故称些，故称正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算，并在验算时采用，并在验算时采用荷载标准值荷载标准值、和和材料强度标准值，结构系数材料强度标准值，结构系数 d=1.0。本章的内容：本章的内容：1、变形验算；、变形验算；2、裂缝宽度计算（含影响耐久性的因素）；、裂缝宽度计算（含影响耐久性的因素）；9.3 9.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算Deformationf截面截面抗弯刚度抗弯刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力体现了截面抵抗弯曲变形的能力对于弹性均质材料截面，

3、对于弹性均质材料截面，EI为常数，为常数，M-f f 关系为直线。关系为直线。EIMlEIqlf20404853845均布：EIMlEIPlf2030121481集中： 20lEIMSf 20lS EIMMEI一、截面的弯矩曲率关系和刚度一、截面的弯矩曲率关系和刚度 由于混凝土开裂、弹塑性应力由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响，应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土钢筋混凝土适筋梁适筋梁的的M-f f 关系不再是直线关系不再是直线，而是随弯矩增大，而是随弯矩增大，截面曲率呈曲线变化。截面曲率呈曲线变化。MyMuMcrEcI0M第阶段第阶段第阶段二、受弯构件的短期刚度二、受弯构件

4、的短期刚度Bs1、不出现裂缝的构件、不出现裂缝的构件085. 0IEBcs2、出现裂缝的构件、出现裂缝的构件cmsmkcmsmkkshMhMMB0030)28. 0025. 0(bhEBcEs矩形截面三、受弯构件的长期刚度三、受弯构件的长期刚度Bl刚度降低的原因刚度降低的原因混凝土的徐变混凝土的徐变混凝土的收缩混凝土的收缩cmsmcmsmMhhMMB00规范用考虑荷载长期作用下变形增大的现象4 . 00 . 2对应于荷载效应的标准组合sklkBMMMB) 1(长期抗弯刚度长期抗弯刚度sBB65. 0三、受弯构件的挠度计算三、受弯构件的挠度计算lim,20fkfalBMSa最小刚度原则：在同号弯

5、矩区段内取最大弯矩截面处的刚度（最小刚度），将之作为等刚度梁计算挠度。9.4 9.4 钢筋混凝土构件抗裂验算钢筋混凝土构件抗裂验算一、轴心受拉构件一、轴心受拉构件tfssAcrNtcf0)(AfAAfAfAfAAfNtsEctstEctssctcr满足可靠指标的要求，引入满足可靠指标的要求，引入拉应力限制系数拉应力限制系数cttEcEsf对应荷载效应的对应荷载效应的标准组合标准组合0AfNtkcts二、受弯构件二、受弯构件crx2crxh 2crxh tfcrM0WfMtmcr对应荷载效应的对应荷载效应的标准组合标准组合0WfMtkctms9.5 9.5 钢筋混凝土构件裂缝开展宽度验算钢筋混凝

6、土构件裂缝开展宽度验算一、裂缝的成因及对策一、裂缝的成因及对策荷载引起的裂缝荷载引起的裂缝非荷载引起的裂缝非荷载引起的裂缝拉力拉力弯矩弯矩剪力剪力扭矩扭矩垂直裂缝，正截面裂缝垂直裂缝，正截面裂缝主要裂缝成因主要裂缝成因Crack Width1、温度变化引起的裂缝、温度变化引起的裂缝原因：热胀冷缩，且变形受到约束原因：热胀冷缩，且变形受到约束采取的措施：a.对混凝土分层分块；b.低热水泥；c. 人工冷却2、混凝土收缩引起的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝原因：混凝土结硬时产生体积缩小，变形受到约束原因：混凝土结硬时产生体积缩小，变形受到约束采取的措施：a.设置伸缩缝；b.改善水泥性能；c. 降低水灰比

7、；d. 加强养护。3、基础不均匀沉降引起的裂缝、基础不均匀沉降引起的裂缝采取的措施：a.构造措施；b.设置沉降缝；4、混凝土塑性塌引起的裂缝、混凝土塑性塌引起的裂缝采取的措施：a.级配良好的骨料；b.控制水灰比；c.提高施工质量5、混凝土的碱骨料反应引起的裂缝、混凝土的碱骨料反应引起的裂缝采取的措施：a.采用低碱水泥，或掺入掺和料降低混凝土碱性；b.对活性成分的骨料加以控制。原因：混凝土中某些活性矿物质与混凝土中的碱性溶液发生原因：混凝土中某些活性矿物质与混凝土中的碱性溶液发生化学反应，产生的碱硅酸盐凝胶吸水膨胀，使混凝土产生化学反应，产生的碱硅酸盐凝胶吸水膨胀，使混凝土产生内应力，引起混凝土

8、剥落、开裂等。内应力，引起混凝土剥落、开裂等。原因：施工早期，混凝土处于塑性，骨料下沉受到钢筋的阻隔，原因：施工早期，混凝土处于塑性，骨料下沉受到钢筋的阻隔，造成钢筋两侧与钢筋处混凝土的沉降差，和混凝土密实度差异，造成钢筋两侧与钢筋处混凝土的沉降差，和混凝土密实度差异，从而引起顺筋裂缝。从而引起顺筋裂缝。6、钢筋锈蚀引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝采取的措施：a.提高混凝土的密实性；b.加大保护层厚度二、受力裂缝的开展宽度计算理论二、受力裂缝的开展宽度计算理论计计算算理理论论半理论半经验公式我国建筑系统和水工系统规范半理论半经验公式我国建筑系统和水工系统规范数量统计公式美国、俄罗斯及我国港工规范

9、数量统计公式美国、俄罗斯及我国港工规范裂缝开展机理粘结滑移理论粘结滑移理论无粘结滑移理论无粘结滑移理论综合理论综合理论1、裂缝开展前后的应力状态、裂缝开展前后的应力状态粘 结 力 传 递长度L粘 结 力 传 递长度L2、裂缝的稳定（裂缝出齐）设粘结力的传递长度为L，则裂缝的最大间距为2L，最小间距为L，平均间距Lcr1.5L3、平均裂缝宽度、平均裂缝宽度wcr平均裂缝宽度平均裂缝宽度wm等于构件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平等于构件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长的差值。处构件侧表面混凝土平均伸长的差值。crcmcrsmcscrllllwcrsmccrsmcmsmcrllw)1 (sskssmEcrssccrsm