《混凝土结构基本原理》g第09章

1、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 钢筋混凝土构件采用钢筋混凝土构件采用（计算）（计算）（混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理222484853855lEIMSEIlqlEIqlfEIM混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 混凝土为不匀质的非弹性材料，因而在受弯过程中，混凝土为不匀质的非弹性材料，因而在受弯过程中， 截面弯曲刚度截面弯曲刚度 为一变化值（为一变化值（图图9-1-1）。）。 用用 表示截面弯曲刚度表示

2、截面弯曲刚度 2lBMSf 截面弯曲刚度截面弯曲刚度的计算分别采用不同的简化方法：的计算分别采用不同的简化方法：混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理B = M/B = M/= =tgtg B B 随弯矩的增大而减小。随弯矩的增大而减小。梁的纯弯段试验表明梁的纯弯段试验表明（图图9-1-2），裂缝出现后的，裂缝出现后的钢筋和混凝土的应变分布具有如下规律：钢筋和混凝土的应变分布具有如下规律：a、受拉钢筋应变和受压区边缘混凝土应变沿梁长为、受拉钢筋应变和受压区边缘混凝土应变沿梁长为，最大，最大

3、，为曲线分布，为曲线分布，最小最小；混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理01hrcmsm因此，因此，为为: cmsmqshMMB0q则则混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理qsqcsssEqqcccccEEqqq0qqhAMss200q)(bhMfkc00qbhCfc混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理则钢筋的则钢筋的为为ssqssqssmEhA

4、ME0qc则则混凝土混凝土的的为为ccfcccccccmEbhMEbhME20q200qqq)(受压边缘受压边缘混凝土混凝土的的混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理EsscssshAEEbhEhAB20302011混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理。 开裂后开裂后smsq，随着荷载的增大，裂缝间的受拉混凝土逐渐，随着荷载的增大，裂缝间的受拉混凝土逐渐 退出工作，退出工作，sm与与sq的差值减小，直到的差值减小，直到值大小还与值大小还与te =As/Ate有关有关混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土

5、结构基本原理q65.01.1stetkfEfEE5 .3162 .0混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理将将 及及 代入（代入（式式9-1-9）得：）得： fEssshAEB5 . 3162 . 015. 120混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理。 荷载长期作用下，钢筋混凝土梁的荷载长期作用下，钢筋混凝土梁的， 。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理EIMlSf20Mk准永久组合作用准永久组合作用MqsqsqkBl

6、MSBlMMSf2020)(混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理skqkBMMMB) 1(BlMSfk204002.式中式中的取值的取值混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理准永久组合作用准永久组合作用MqsqBlMSf20sBB混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理当构件上存在正、负弯矩时，可当构件上存在正、负弯矩时，可来计算挠度来计算挠度limff 一般受弯构件各截面弯曲刚度一般受弯构件各截面弯曲刚度B是变化的（图是变化的（图9-1-5）。）。 为了简化计算，取同号弯矩区段内的最小刚度为

7、了简化计算，取同号弯矩区段内的最小刚度Bmin进行进行 计算，此即计算，此即“”。 采用采用Bmin计算的变形结果偏大，但实际上剪跨区尚存计算的变形结果偏大，但实际上剪跨区尚存 在剪切变形的影响，故仅按正截面计算的变形值偏小在剪切变形的影响，故仅按正截面计算的变形值偏小 两种影响基本可以相互抵消，因此采用两种影响基本可以相互抵消，因此采用Bmin计算计算 的构件挠度值是可行的。的构件挠度值是可行的。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理（式9-1-13）混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理

8、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理构件跨度增加，挠度也增加。若将构件的构件跨度增加，挠度也增加。若将构件的控制在一控制在一个较低水平，配筋率也限制在一定范围，则挠度也必然满个较低水平，配筋率也限制在一定范围，则挠度也必然满足要求。这样就可以足要求。这样就可以比。比。 1）保证结构的使用功能：）保证结构的使用功能： 保证吊车梁正常运行；保证吊车梁正常运行； 2）防止对结构构件产生不良影响：）防止对结构构件产生不良影响：梁支座转动过梁支座转动过 大引起偏心距增加，危及墙柱安全大引起偏心距增加，危及墙柱安全3）防止对非结构构件产生不良影响：）防止对非结构构件产生不良影响：避免因过度变形使门窗难以开

9、闭；避免因过度变形使门窗难以开闭；混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理当混凝土受拉区边缘拉应力接近抗拉强度时，受当混凝土受拉区边缘拉应力接近抗拉强度时，受拉混凝土表现出塑性性质，直至达到其极限拉应拉混凝土表现出塑性性质，直至达到其极限拉应变时，便在某些薄弱截面出现第一批裂缝。变时，便在某些薄弱截面出现第一批裂缝。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 裂缝间距逐渐减小，直到最后趋于稳定。理论上，裂缝间距逐渐减小，直到最后趋于稳定。理论上， 裂缝间距在裂缝

10、间距在l 至至 2l 之间，之间，而钢筋应力变化趋势则反之。该间距而钢筋应力变化趋势则反之。该间距 l 称为称为。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理4/2dd 配筋率配筋率小，则开裂后引起的钢筋应力突增较大，小，则开裂后引起的钢筋应力突增较大， 致使峰值粘结应力超过粘结强度而出现粘结破坏，致使峰值粘结应力超过粘结强度而出现粘结破坏， 以致以致 引起较大滑移，使引起较大滑移，使l 增长。于是裂缝间距增大，增长。于是裂缝间距增大， 裂缝加宽。裂缝加宽。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混

11、凝土结构基本原理混凝土结构基本原理lmwmwmax混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理tetsssAfA 21ulAmsss21tetemtmdkdfll1835 . 1试验研究表明，试验研究表明， lm 还与还与 以及钢筋表面特征有关。考以及钢筋表面特征有关。考虑这两个因素的影响后，即得虑这两个因素的影响后，即得temdkckl12stemttemtdfuAfl4混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理根据平均裂缝宽度的定义有：根据平均裂缝宽度的定义有：

12、msm mctm msmctmsmm(1)wlllctmcsm1（图图9-2-3）85. 0c（9-2-5）得）得 mcmlEwssq混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 返回返回混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理0qq87.0hAMssssANqq)(0qqsssahAeNssAhheN00qq)(混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理maxls,maxlmwwwl 裂缝宽度是随机变量。裂缝宽度是随机变量。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理crma

13、xlimww混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范给出的最大裂缝宽度限值，给出的最大裂缝宽度限值， 详见教材附表详见教材附表4-2。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理00(1)(1)yucucucycyk hxk hx 适筋梁截面在开始屈服和达到承载力极限状态时适筋梁截面在开始屈服和达到承载力极限状态时 应力和应变的分布规律，如（应力和应变的分布规律，如（混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结

14、构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理AfNnc/cysvsf/f通常通常采用采用等措施保证偏心受压构件的截面延性等措施保证偏心受压构件的截面延性混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 混凝土强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离混凝土强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等；子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等； 温度、湿度、温度、湿度、CO

15、2含量、侵蚀介质等环境条件。含量、侵蚀介质等环境条件。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理。 但当碳化的进程但当碳化的进程 达到钢筋的表面，就会达到钢筋的表面，就会，钢，钢 筋有锈蚀的危险。筋有锈蚀的危险。：合理设计混凝合理设计混凝 土配合比；提高混凝土密实性；规定保护层最小厚度；土配合比；提高混凝土密实性；规定保护层最小厚度；采用覆盖面层。采用覆盖面层。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理 钢筋表面的氧化膜被破坏钢筋表面的氧化膜被破坏酸性气体和水分在钢筋酸性气体和水分在钢筋 表面形成电解质水膜表面形成电解质水膜在钢材上发生电化学腐蚀在钢材上发生电化学腐蚀反应的产物为氢氧化亚铁，进一步发展为氢氧化铁反应的产物为氢氧化亚铁，进一步发展为氢氧化铁 先在裂缝较宽处个别点上先在裂缝较宽处个别点上，后发展为后发展为并向并向 两边延伸，形成锈蚀面两边延伸，形成锈蚀面 钢筋钢筋锈蚀的锈蚀的混凝土碳化至钢筋表面使氧混凝土碳化至钢筋表面使氧 化膜破坏化膜破坏 钢筋钢筋锈蚀的锈蚀的含氧水分的入侵含氧水分的入侵混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本