东南大学工程结构设计原理讲稿-裂缝宽度的计算原理及耐久性控制

东南大学工程结构设计原理讲稿-裂缝宽度的计算原理及耐久性控制第一页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理(1/10)

内容提要（1/1）一、裂缝的控制标准及计算理论

二、钢筋混凝土构件裂缝宽度验算

三、混凝土结构的耐久性

四、本章要点

第二页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理(2/10)

一、控制标准及计算理论（1/2）1产生裂缝的原因（1）荷载引起的裂缝（2）由外加应变或约束变形引起的裂缝（3）钢筋锈蚀裂缝2裂缝的影响及控制标准（1）影响◆承载力方面：一般情况下影响不大。◆使用方面：

影响使用功能，如水池等

影响建筑外观

影响耐久性

第三页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理(3/10)

一、控制标准及计算理论（2/2）（2）裂缝控制标准◆一级：严格要求不出现裂缝的构件荷载短期效应下，不产生拉应力：≤0◆二级：一般要求不出现裂缝的构件荷载长期效应下，不产生拉应力：≤0荷载短期效应下允许产生拉应力，但不超过◆三级：允许出现裂缝的构件，但要限制裂缝的宽度

3裂缝宽度的计算理论（1）粘结滑移理论：钢筋和混凝土相对滑移导致裂缝开展。（2）无滑移理论：表面裂缝是由混凝土回缩形成的。（3）半经验半理论方法：以理论为基础的实验回归方法。

第四页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理(4/10)

二、裂缝宽度验算（1/5）1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展（1）未出现裂缝时

钢筋和混凝土变形一致

钢筋、混凝土）的应力沿长度均布

混凝土达抗拉极限时，即将出现裂缝

最薄弱的截面将开裂出现第一批裂缝

（2）第一批裂缝出现后◆应力重分布

裂缝处混凝土退出，钢筋拉力突然增加

由于粘结，非裂截面混凝土仍存在拉应力，各截面不同

裂缝中间混凝土拉应力最大

第五页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理(5/10)

二、裂缝宽度验算（2/5）

◆混凝土回缩形成一定宽度裂缝

钢筋和混凝土变形不一致，变形差即为裂缝宽度

混凝土回缩受到钢筋的约束（3）后续裂缝的出现◆出现新裂缝的原因

混凝土达到受拉极限

拉力与粘结传力长度有关◆裂缝“出齐”

当两裂缝间的长度足够长时，其间会出现新的裂缝

当两裂缝间的长度足够长时较小时，不会再出现新裂缝

裂缝间距：1-2l。，平均1.5l。第六页，共14页。第68讲:裂缝宽度的计算原理（1）

下一讲的主要内容1、平均裂缝间距2、平均裂缝宽度的计算3、最大裂缝宽度的计算4、混凝土耐久性的概念第七页，共14页。东南大学远程教育结构设计原理第六十九讲主讲教师：曹双寅舒赣平第八页，共14页。第69讲:裂缝宽度的计算原理(2)

上一讲的内容1、裂缝的原因及分类荷载、约束、腐蚀2、裂缝控制标准严格要求不出现裂缝一般要求不出现裂缝允许出现裂缝3、裂缝产生及发展的规律裂缝间应力分布特点裂缝“出齐”问题裂缝间距的概念

第九页，共14页。第69讲:裂缝宽度的计算原理(6/10)

二、裂缝宽度验算（3/5）

2平均裂缝间距（1）理论分析

截面平衡条件：

截离体的平衡：

l的理论值

（2）经验模式

试验表明：还与保护层厚度c有较大的关系

模式：

第十页，共14页。第69讲:裂缝宽度的计算原理(7/10)

二、裂缝宽度验算（4/5）

3平均裂缝宽度(1)平均裂缝宽度计算式

位置：受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度

一般表达式：钢筋的平均伸长与混凝土平均伸长的差值（2）裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数αc与配筋率、截面形状和保护层厚度等有关,近似取0.85。

第十一页，共14页。第69讲：裂缝宽度的计算原理(8/10)

二、裂缝宽度验算（5/5）（3）截面处的钢筋应力

受弯构件：

轴心受拉构件：

偏心受拉构件：

偏心受压构件：

4最大裂缝宽度及其验算（1）方法：由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”。（2）最大裂缝宽度的计算（3）最大裂缝宽度验算：Wmax≤Wlimit

第十二页，共14页。第69讲：裂缝宽度的计算原理(9/10)

三、混凝土结构的耐久性（1/1）1耐久性的概念与主要影响因素（1）结构耐久性：结构的耐久性是指维持结构功能的年限。（2）影响耐久性能的主要因素◆混凝土对钢筋的保护：混凝土的高碱性能有效地保护钢筋。◆钢筋的锈蚀原因：

钝化膜的破坏：碳化作用，氯离子、其它酸性介质等

氧份和水份侵入