高等钢筋混凝土结构裂缝课件

1、第七章 钢筋混凝土构件的裂缝结构构件的可靠性具有足够的承载力和变形能力安全性适用性耐久性在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力极限状态设计理论承载能力极限状态正常使用极限状态混凝土结构的使用性能裂缝、变形、振动 （刚度）控制裂缝控制变形和振动产生裂缝的原因 在混凝土结构中裂缝通常是由拉应力引起的。因混凝土的极限拉伸应变etu 随混凝土品种、配合比、添加剂、养护条件、加载速度、截面上的应力梯度等不同会发生变化。严格地说，只有当混凝土的拉伸应变et 达到某处混凝土的极限拉应变etu 时才会出现裂缝。固体下沉，表面泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引

2、起的（龟裂）。塑性裂缝混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝约束收缩裂缝施工期间的裂缝混凝土收缩或温度变形受到约束产生的裂缝 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。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。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钢筋锈蚀产生的裂缝温度裂缝温度区段气温升高时T受力裂缝拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝斜

3、裂缝！垂直裂缝！纵向裂缝！目前，只有拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟钢筋混凝土受拉试件全过程试验重要结论ms( s)l2lsmc(c)cm*裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化*开裂后刚度退化 由于混凝土材料的不均匀性，裂缝的出现、分布和开展具有很大的离散性，裂缝间距和宽度也是不均匀的。但大量的试验统计分析表明，裂缝间距和宽度的平均值具有一定规律性。 如果两条裂缝的间距大于 2 l ,则在其间还会存在ct ft 的混凝土 区段，就会产生新的裂缝; 如果两条裂缝的间距小于 2 l ，则由于粘结应力传递长度不够，裂缝间混凝土处处ct ft ，因此将不会再出现新的裂缝。故

4、裂缝间距最终将稳定在 l 2 l 之间，可近似取裂缝的平均间距 l m =1. 5 l。 裂缝产生和开展过程中钢筋及混凝土的应力变化1. 裂缝出现前，混凝土和钢筋的应变沿构件的长度基本上是均匀分布的；2. 当构件最薄弱截面混凝土的拉应变t 达到极限拉应变tu 时，会出现 第一条裂缝；3. 裂缝出现后，裂缝截面的混凝土立即退出受拉工作，拉应力st =0；裂缝两侧混凝土迅速回缩，使得裂缝一出现就有一定的宽度；4.开裂后裂缝截面由于受拉混凝土退出工作，钢筋拉应力ss 突增，但钢筋与混凝土之间存在粘结，在裂缝两侧一定范围内就会产生粘结应力，随着离裂缝距离的增加，混凝土中又重新建立起拉应力st ，而裂缝

5、截面突增的钢筋拉应力ss 也逐渐恢复正常；5. 当混凝土中拉应力st 增大到 ft 时，下一个最薄弱截面将可能出现新的裂缝；6. 当钢筋接近屈服时，钢筋与混凝土之间会产生较大滑移，粘结应力基本丧失，裂缝间混凝土退出受拉工作，钢筋应力渐趋相等。00.001 0.002 0.003 0.00420010050150N (kN)平均应变 混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1103MPa.钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205103MPa; As=284mm2.混凝土中的钢筋裸钢筋152NN915152*从平均应变意义上，空气中的钢筋和混凝

6、土中的钢筋的本构关系不同裂缝宽度的计算理论粘结滑移理论以轴心受拉为例C*基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置*裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值先求出裂缝间距裂缝的间距l（s+ s）AssAsc=ftl（s+ s）AssAsm裂缝的间距l（s+ s）AssAsc=ftl（s+ s）AssAs裂缝的平均间距裂缝的间距bhbfbfbh0.5hhfhf为了和受弯构件相统一，定义：有效配筋率有效受拉面积于是，对轴拉和受弯构件，平均裂缝间距的公式可统一写成：裂缝宽度裂缝处钢筋的应变C设 称为裂缝间钢筋应力不均匀系数，则有裂缝处钢筋的应力

7、 裂缝间距越小，裂缝宽度也越小； 钢筋直径越细，裂缝宽度也越小； 配筋率越大，裂缝宽度也越小； 采用变形钢筋，可减小裂缝宽度。 根据粘结-滑移理论， “裂缝宽度是裂缝间距范围内钢筋与混凝土的变形差”，宽裂缝对结构耐久性很不利，分布细而密的裂缝对结构耐久性较有利。这是控制裂缝宽度的一个重要原则。无滑移理论认为混凝土开裂后，混凝土与钢筋之间无相对滑移，裂缝的发展宽度与裂缝量测点距最近一根钢筋表面的距离c直接相关。*Broms（美）Base（英）等人通过试验得出：C粘接滑移与无滑移理论的结合上述两种理论和实际情况均有一定的差距，为此将二者结合起来，按下述公式进行计算分析：C各系数由试验分析确定统计分

8、析法（Gergely-Lutz法）-美国规范ACI318-95）对612个底面裂缝宽度和344个侧面裂缝宽度进行统计分析，得出：hh0 xdcdcAsh使用荷载下钢筋的应力，ksi半理论半经验的方法混凝土结构设计规范（GB50010）水工钢筋混凝土结构设计规范所采用的方法平均裂缝间距te0.01时，取te=0.01c65时，取c=65受弯kl=1.0；轴拉kl=1.1光圆，取0.7；变形，取1.0平均裂缝宽度kw=0.85裂缝的最大宽度由裂缝的统计特性，按95%的保证率考虑到长期荷载下，混凝土徐变影响导致裂缝继续扩大，取扩大系数为1.5以数理统计分析为基础的计算方法公路钢筋混凝土及预应力桥涵设

9、计规范采用的方法受拉钢筋的总周长裂缝宽度的控制裂缝的控制等级严格要求不出现裂缝一级二级三级一般要求不出现裂缝可以出现裂缝但要验算裂缝的宽度C由不同的规范根据具体的情况确定 关于裂缝计算的讨论：1.最新的研究表明，现有的裂缝理论还很不完善，裂缝本身又有较大的离散性，计算结果误差较大；2.目前只验算横向裂缝，但从长期来看，横向裂缝对结构耐久性的影响并不大，而纵向裂缝对结构耐久性的影响最大，却而又不会计算；3.目前只验算混凝土表面的裂缝宽度，而直接影响耐久性的是钢筋表面处的裂缝宽度，但还不会计算；4.研究裂缝的主要目的是提高结构的耐久性，在裂缝计算理论尚不完善的情况下，提高结构的耐久性的有效措施是提

10、高混凝土的密实性，适当加大混凝土保护层，以及合理的构造措施。5.规范只反映现阶段人们的认识水平，有待逐年修改，更新，在裂缝计算方面还有很多工作要做。 除了用计算控制裂缝外，设计者更应当从构造上控制裂缝。 根据无滑移理论，钢筋表面与混凝土有可靠粘结。近年的研究表明，由于钢筋的匀质性，在钢筋周围一定范围内钢筋可有效约束混凝土的不均匀变形，这样，在宏观上就大大提高了混凝土的极限拉伸应变，通常把这个范围称为钢筋的约束区，研究表明钢筋约束区大约为钢筋周围7.5d 的范围。利用钢筋约束区的概念可以从构造上有效地控制裂缝的宽度。 例如： 利用钢筋约束区的概念在薄腹梁的腹板上适当布置腰筋可有效控制薄腹梁腹板中

11、的裂缝宽度； 利用钢筋约束区的概念大大提高了钢丝网水泥的抗裂性； 利用钢筋约束区的概念在混凝土易开裂的局部布置钢丝网，可有效提高抗裂性或减小裂缝宽度。 钢筋约束区的概念对于设计者很重要。低面背景简约商务风PPT模板2015LOGO所涉及提供的PPT模板、PPT图片、PPT图表等PPT素材大多 来自PPT设计大师（PPT原创作者个人）授权发布作品、PPT设计公司免费作品、互联网免费共享资源精选以及部分原创作品，分享给PPT爱好者交流学习 之用，我们并未授权您将这些PPT模板、素材、图片用于任何商业及其他用途，如果要使用请联系原作者并征求作者同意。44为什么要进行事故分析？452011年15月份各

12、类事故对比月份安全、环保事故生产事故未遂事故事故总数事故总损失（元）一月321639028二月32167100三月1471210590四月21694128五月44111930200合计1313265291046分析说明：1月TZB酯化岗位员工在分层提取时，未关闭通往排污池的排污阀，导致500L料液跑掉，直接经济损失30000元，占总损失77%。3月份TZB员工白班交接班不到位，导致在回收车间的回收酒精操作一晚无人管，致玻璃冷凝器次日破裂，冰盐损失16公分，乙醇损失500kg，直接经济损失6000元，占总损失85%。5月份回收车间员工烧伤（6222元）、仓储员工手压伤（3448元）、SBA车间员

13、工脑部受伤（7330元），PLA跑料（5000元）、回收车间跑冰盐（5000元）、中试车间跑冰盐（5000元）。因员工操作马虎、工作不负责，造成的生产事故有12起，直接损失65200元，占总损失72%。462011年国内事故摘录1、 2011年5月28日晚上9点31分，位于淄博市桓台县唐山镇境内的山东宝源化工股份有限公司一车间发生爆燃事故，造成2人死亡，8人受伤。 2、2011年5月12日1时40分，位于山西运城市盐湖区龙居乡二十里店村的山西三维丰海化工有限公司发生火灾并伴随小规模的爆炸。3、2011年5月10日13时许，位于广州市黄埔区的中石化广州分公司203号汽油罐灌顶呼吸阀着火爆炸。据介

14、绍，爆炸事故是由气泄漏发生闪燃所致，导致7名施工人员受伤，其中3人伤势严重。4、2011年5月2日中午12时52分，位于浙江省衢州市的巨化集团北二道的锦纶厂发生火灾，熊熊的火光借着风势蹿到空中达数十米之高。衢州消防支队接到报警后，立即调集市区三个消防中队以及巨化集团专职消防队共13辆消防车100多名官兵展开灭火战斗。5、2011年4月13日22时12分，黑龙江省大庆市让胡路区喇嘛甸镇富鑫化工厂非法生产偶氮二异丁腈过程中发生爆炸燃烧。现场作业人员共计14人，9人当场死亡（6男3女）。6、2011年4月12日凌晨5时47分，位于榆林锦界工业园区的神木化学工业公司一期20万吨甲醇装置因一处管线开裂，

15、氢气泄露，引发闪爆并起火，事故未造成人员伤亡。472011年国内事故摘录7、 2011年4月1日晚上20时35分，位于缙云县东渡镇的浙江宏威车业有限公司一车 间发生一起爆炸事故，造成现场作业工人3人当场死亡，3人受伤。其中2名伤者 经医院抢救无效死亡，1人仍在救治中。8、 2011年3月31日下午17时，位于武汉市东西湖区京港澳高速往港澳方向1147公 里处，一辆装载危险化学品的货车在等待加油时突发大火并爆炸，经过近一个半 小时的奋力扑救， 消防官兵成功将大火扑灭并保住了邻近的加油站。9、 2011年3月17日12时40分，榆林市一化工厂工人在调试设备时，产生的电弧引 发大火。事故造成1人当场

16、死亡，4人不同程度烧伤。10、2011年3月15日下午1时20分左右，位于嘉兴工业园区东区的东方化工厂发生火 灾事故，经市、区两级消防部门全力扑救，火势于当天下午2时20分被扑灭。该 起火灾未造成人员伤亡。 11、2011年2月27日11时，307国道汾阳仁岩村附近的一家汽修厂门口，一辆正在焊 接的油罐车突然发生爆炸，事故造成一人当场死亡，两人受重伤。482011年国内事故摘录12、2011年1月13日上午11时许，江苏盐城大丰港工业园区的一家化工企业发生爆炸 并引发火灾。经消防官兵2个多小时的奋战，大火最终被扑灭。 13、2011年1月12日17时，裕华区槐北路一在建楼盘的25楼腾起滚滚浓烟，起火原因 是焊工操作不慎将焊花溅到水泥保温层引起的。14、2011年1月2日中午12时，邢台市开发区富强路一家板厂的锅炉发生爆炸，据传事 故造成两人重伤两人轻伤。事故原因一方面是锅炉质量有问题，验收部门走过 场，另一方面是员工操作 不当，司炉工没有相应执照。15、2010年12月30日上午10时10分，云南昆明一家生物化学制品厂发生爆炸。截至目 前，事故已经造成5人遇难，另有8人受伤。49启示 事故是最大的浪费。 事故是可以预防的。 学习、分析各类事故发生的原因是有必 要的。 50安全生产事故案例分析EHS部 龚海琴 2011-6-13 51操作注意事项工作中：遵守有关安全管理、安全操作