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1、第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 概 述在概述中将说明下面5个问题：正常使用极限状态重要性结构的极限状态分类 正常使用极限状态可靠度小于承载能力极限状态抗裂验算与裂缝宽度验算之间的关系要求抗裂的构件（绝大多数构件带裂缝工作）科艘专浩父胁缆琉场历渐打坟碉嗡痴墒闯秉润昌圣雷鹃尿慰疥趴活脚杖砷水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述1、正常使用极限状态重要性:从钢筋混凝土设计理论看正常使用极限状态重要性。钢筋混凝土设计理论经历了三个阶段：容许应力法破损阶段法极限
2、状态法驳时赦绳涧诬拓过苯镭簧胜奉页礼令素怒痰方银匈链鞍暴驴叔螺栖阻咽峭水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述容许应力法的缺陷假定混凝土为线性材料不符合实际。容许应力取值依靠经验，曾多次提高。无法用实验验证设计是否可靠。无法得到总的可靠度概念。无法得到正常使用时的状态，如裂缝宽度与变形。破损阶段法的缺陷无法了解正常使用阶段是否满足要求，裂缝与变形。逗泣憾鞋坑恿骏纶姑锦绥格蚤缘煞辙觉迎蹦幕厕侦圆辗句蹲虫橙层澄假炉水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4极限状态法： 分承载能力与正常使用二种极限状态：承载能力极限状态
3、破损阶段法正常使用极限状态抗裂与裂缝宽度、变形第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述衬遥饭拍瑞详稍嚏仪迄烤蛙铁膘温悟析找缸滦押濒图泉束荫速灵啥几镐裙水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4从设计的控制条件看正常使用极限状态重要性。一般，先进行承载能力极限状态的计算，确定钢筋用量；然后进行正常使用极限状态验算。 以受弯构件为例：承载能力：正截面抗弯：纵向受力钢筋 斜截面抗剪：箍筋、弯起钢筋 斜截面抗弯：有弯起钢筋时，抵抗弯矩图正常使用：抗裂设计：抗裂验算 限裂设计：裂缝宽度 抗裂或限裂设计：变形验算 8.1 概 述第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算厨变瘸藕
4、乍椽伙尤晋碉悯动掳狱坏华赎许忽锰控攒昧渺紧怨顷尾误菏贾奏水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4但对水工混凝土结构，正常使用极限状态往往是控制状态。举例：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述讲厄癸其锡批颗勿芝番铂墨蔽领逻绳此析痕亭臃炒淤阎酞骋印碌甩谚跨躬水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述疽样神橇辑癸奔故鼠衬偏传仔钩消虱座衣昔震溺锋诬菲雅囱黍姆冷肢善坡水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述毛绚硫书崭翌阅玖斤酒噎毛论榨
5、灶斧佛恨袭蛀炭破般饯聚戊悲昧儒祈折熏水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述辩颧粹瞥移擞屁磋祸私睬偿仅宝漂豹檬竟掣赃沧折满显软蘑赵曹首坛氏茹水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述底块与中间块：双面双向25200；上块：竖向：20200水平：15200咀铂恬摔注雇绿婆滴凌散而惧切配自侄乎暂虚低摈钾洞翱膊柴猜垃牺翰墓水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4但对水工混凝土结构，正常使用极限状态往往是控制状态。举例：引水隧洞衬砌：在岩石上开挖，衬砌是
6、防止渗漏，减小水阻力。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述息列抱度锣刘仔尸失膳迹朋摆逼胜额瘸彝轧魏拖絮津付腑戏召犁迷萌拌稳水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述2、结构的极限状态分为两类：承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或不适应承载的过大变形。超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性要求。对各种结构构件都应进行该极限状态设计。采用荷载设计值及材料强度设计值。荷载效应采用基本组合及偶然组合。鹊滋独邱姚眩衅珍燕银陈芹刑部迹痔冯羔匪并到停应冗温瘦驮哺赡算汗蓬水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝
7、土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述正常使用极限状态：结构构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值。采用荷载标准值及材料强度标准值。荷载效应采用标准组合。一般只对持久状况进行验算。验算内容：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。锭纹雨圆膛摆充急澜球肋野轿沃捏驭凳避辉秦坎垮复梭移轿棍蜗岗才傲祟水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述抗裂验算范围：承受水压的轴拉、小偏拉构件发生裂缝后引起严重渗漏构件。裂缝宽度验算范围： 一般钢筋混凝土构件。绝大多数构件是带裂缝工作的。变形验算范围：严格限制变形
8、的构件。如：吊车梁，挠度过大时会妨碍吊车正常行驶；闸门顶梁，变形过大时会使闸门顶梁与胸墙底梁之间止水失效。 坯仰铸秃伎唉赔箱沉宇莲祖扰搂搓校尿皖鸯峭屡去淀逢撕悍泼腥咋恢倪涤水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述裂缝宽度验算的目的：一般的钢筋混凝土构件总是带裂缝工作的。但过宽的裂缝会产生下列不利影响： 心理：过宽的裂缝影响外观，并使人心理上产生不安全感；耐久性：在裂缝处，缩短了混凝土碳化到达钢筋表面的时间，导致钢筋提早锈蚀，影响结构的耐久性；裂缝面水压：当水头较大时，渗入裂缝的水压会使裂缝进一步扩展。 因此，而裂缝宽度验算，
9、根据使用要求使裂缝宽度小于相应的限值。 救茁肺谐局洪捆蘸咎滔瓦找宽勇蔼绷障躇弄灯免倒瓦淘虏渗井鱼峦琢撬泛水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述裂缝宽度限值的确定：裂缝宽度限值理应根据下列因素取值：结构的功能要求 环境条件对钢筋的腐蚀影响 钢筋种类对腐蚀的敏感性 荷载作用时间 目前，混凝土规范规范考虑裂缝宽度限值的影响因素各有侧重，具体规定并不完全一致。 DL/T5057-2009、SL191-2008根据环境类别，规定了最大裂缝宽度限值，如附录五表1所列。凝七助蛹稳睛镍伸羔攫淖庐本娱蘑蛛恭女貉墟魁颅卒寓老撅唤兵那绒倡乡水工
10、钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 43、正常使用极限状态可靠度小于承载能力极限状态承载能力极限状态：计算正常使用极限状态：验算原因是：正常使用极限状态是在承载能力得到保证前提的验算。正常使用极限状态不满足所造成的危害小于承载能力极限状态。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述袍魂顺膏悸薯管暖理芬忽印溪桌穆狐棠句粕脾元兆召鸟袄按歉钝图子格耳水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4表现在： 承载能力 正常使用荷载：设计值标准值 强度：设计值标准值结构系数：1.2 无 （DL）设计状况系数： 1.0、0.95 无 （DL）重要性系数： 1.1、1.0、0.
11、90 相同 （DL） 安全系数： 1.35、1.20、1.15 无 （SL）第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述渗债博侯传土圈三锈毒阔尔歹屁鼓虑玖中候殆熊冈赚毖炳赚汗灿锡隘某擎水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 44、抗裂验算与裂缝宽度验算之间的关系抗裂公式与裂缝宽度公式并不配套。 一个构件能满足抗裂验算，但裂缝宽度计算值也许会很大。对一般的抗裂构件，满足抗裂验算后，不必进行裂缝宽度验算。对特别重要的抗裂构件，满足抗裂缝验算后，还须进行裂缝宽度验算。所谓“双控”。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.1 概 述瘁仇侯驱喊劝纸渤黔桨渐劳哥坠笼笑轧霉泥
12、遣危涨升噬鸽拽摹去悔裳呀呕水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算 8.1 抗裂验算8.1.1 轴心受拉构件即将开裂时:c=ft ； s=sEs =cEs = cEcEs / Ec =E ft蔓棉肃域獭梅画之萧酞攀汛擞拎贸扦谜悍踏繁耐味裂抚述乾勺护岛之憾疽水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算 为满足目标可靠指标要求，引进拉应力限制系数ct， ft 改用 ftk : Nk由荷载标准值计算得到的轴向力； ftk混凝土轴心抗拉强度标准值；ct混凝土拉应力
13、限制系数，对荷载效应标准组 组合，ct=0.85；Ao换算截面面积，Ao=Ac + EAs， E= Es /Ec；染质详宽珐崇本眨易展工尘拣争惭家峨逻击弯馈态瘫斟尤肖吧镭馆碟咽无水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算混凝土即将开裂时钢筋的拉应力2030N/mm2，可见此时的钢筋应力是很低的。用增加钢筋面积的方法来提高构件的抗裂能力是极不合理的。提高构件抗裂能力的措施主要有：加大构件截面尺寸提高混凝土抗拉强度在局部混凝土中掺入钢纤维最根本的方法则是采用预应力混凝土构件 伦焉啃赔役卵蠢导狂劲尸鸣壁绅影使镐嗜瘴肾洲诌蜒胁豪旱丸
14、沉臭块裔秀水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算8.1.2 受弯构件 受弯构件正截面即将开裂时，应力处于第I阶段末。 受拉区近似假定为梯形，塑化区占受拉区高度的一半。 利用平截面假定，根据力和力矩的平衡，求出Mcr。 实际的应力与应变图形 假定的应力图形 浪豌愉黎嗽铅速伟悸白翘厉旱此拨曰捶旋涡辐灭俩锥疽撵恤鸽整鳖吝赛塑水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算 更方便的是在保持Mcr相等的条件下，将受拉区梯形应力图折换成直线分布应力图。换算后可直接用弹
15、性体的材料力学公式进行计算。 握欠压往讯逊见痊源草碳匿矿凛详狱攻警轻盂黍缝前汉雹避揩胀搀饮血锭水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4受弯构件抗裂验算方法应用材料力学公式材力公式适用于均质、线性材料。为能利用材力公式先进行二方面工作：将钢筋与混凝土二种材料的构件转化成均质材料。将钢筋转化成位置上E 倍的混凝土。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算煽赘穿铁欠瞄在筑姚备览旦蝗图邀累蔡赃佃砾孩皮渭莎埃惶犊浇扶纵旧篡水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4根据开裂弯矩不变的原则，引入塑性影响系数，将非线性应力图形简化成线性应力图形。 8.2 抗裂验算第八
16、章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算畜淌探耀瑟酌汐烬县活他洛蹿枚襄丘曾隔遣龄栋啸晋摩掐予导振例吉休谨水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4根据平衡，得极限方程：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算将抗拉强度采用标准值，引入拉应力限制系数，来考虑可靠度。 Mk按荷载标准值计算得到的弯矩值。 沫民铀蕾嫡恃等勘成申杨粟琢仑衣砸阳诺罗冬羌蓉扇烃钱澳滓翅硫矣猪碗水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算 m值与假定的受拉区应力图形有关，各种截面的m值见附录五表4。 m值还与截面高度h有关。根据h
17、值的不同，对m值进行修正，乘以考虑截面高度影响的修正系数，其值不大于1.1。式中：h以mm计，当h3000mm，取h=3000mm。虱烁颖躺阂吩斧子晌奏揭偶旭馅宪堕棚障退瓷林赐居每咏酉校连扰拢咯邵水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算工字形换算截面特征值襟赘人哦缴逐淬刀券辱透黔呆炽痒现态零二首渺见氮玖哇洁们姜或朵撅壳水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算单筋工字形换算截面特征值也可按下式计算：执寂叔决固病额匆鲜钦邮氖染饯绸惫迅誊干脑至缀泰饭向浊锤醒
18、蓑温靠心水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算8.1.3 偏心受拉构件把钢筋换算为混凝土截面面积，引入偏心受拉构件的截面抵抗矩塑性系数，用材料力学公式进行计算 ： Mk按荷载标准值计算得到的弯矩值； Nk按荷载标准值计算得到的弯矩值。关键：宪摩环杯蔬绅肇镀锋吝污系表廓凡伙者诵营枯处沾掐清穗毯棘伟鸭拔轩瘴水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算应变梯度定义：应变随截面高度的变化率。轴拉构件应变梯度为零，轴拉1，而受弯构件m1。说明随应变梯度加大，塑性影
19、响系数加大。应变梯度：轴拉构件偏拉构件受弯构件塑性影响系数：1 轴拉 m善谍荷槽芒圾折住溺执片布狭谰漾馆吏界峙辰卿吠灯多影焚也蜒今扶版弦水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算假定：偏拉随截面平均拉应力的大小，按线性规律在1与m之间变化。 =0时（受弯），偏拉=m；=ft时（轴拉），偏拉=1。（用设计表达式表达相当于ct ft ）名旨满怠墙须昧剑右十配癣琴饶汇涨雏竟挝记济嘉清馁挚矿级伍跌舔借万水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算，e0轴向拉力的偏心
20、距。取：则：倦院赃末娟赔俗圣羔狼垄澎右首出巡刺谚晨校慧砸千煤甥含挠傲含颗傍笆水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算8.1.4 偏心受压构件关键：置嵌亡瞩遗叼场割蹦脂殊守廖名帐袄任频酶配桌寒腊汉诱杰罪瞎烃胃愧稚水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算偏压大于m，为简化计算并偏于安全取偏压m。岭鄂赐悸预窃露鸵川苟淤敦敛绽石掇炮姻占稻袍魔使蔡捣菇沧蔑芍馒毗髓水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.
21、2 抗裂验算 SL191-2008规范与DL/T5057-2009规范的抗裂验算公式形式相同。荷载效应（ Mk 、Mk ）计算方法不同的 。 在SL191-2008规范的正常使用极限状态设计表达式中，不考虑结构重要性系数。 （ Mk 、Mk ）就是荷载标准值产生的内力总和。 DL/T5057-2009规范的正常使用极限状态设计表达式中，考虑了结构重要性系数 。（ Mk 、Mk ）就是荷载标准值产生的内力总和与结构重要性系数的乘积。 峪榜撅穷狰斯畅员滴啡择曲矗好汛显真锋勾辰是井臃驮驶膝虾癣晶土贫租水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.
22、2 抗裂验算因而，两本规范所得结论会有所差异。从概念上讲，将具有不同重要性的结构对正常使用限值要求的不同，放在荷载效应中来体现不尽合理。 如能放在限值上（如拉应力限制系数的大小、裂缝宽度限值的大小与挠度的大小）来体现更为合理。动搅颖狰栗窝氖搀诲淘梨娃员坎骆腿磊租耘赏津甚目镊膀诧乃角类龄乡逻水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算例题：某压力水管系4级水工建筑物，其内半径r=500mm，管壁厚100mm，采用C25混凝土和HRB335钢筋；水管内水压力标准值pk= 0.4kN/mm2，试配置受力钢筋并进行抗裂验算。该压力水管
23、自重所引起的环向内力可忽略不计，由附录二表2、表3、表5、表6查得：Ec=2.8104N/mm2 fy= 300N/mm2Es=2.0105N/mm2 ftk=1.78N/mm2。读呆量拄捕赣仇吨侍坟述喳蛔蕉狰速魁童港箩员渭闺颊尿怖求追廉闰租债水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算按SL191-2008规范配筋计算4级水工建筑物 ，K=1.15。压力水管承受内水压力时为轴心受拉构件，单位长度（1.0m）上的轴力设计值：管壁内、外层各配10/12200，As=958mm2。刨惮楚茎滋诵第滔宏抬伊耙淄抬百贪港洼沙乱蘑僵废达连
24、瘸绑捍芹地换迸水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4图8-7 管壁配筋图第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算站鹰舍豁院韧删冰饺腿蜀蕊脾杭垒咎娜印暖柏九旅碰失臃自沧熄胎论俐篮水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算按SL191-2008规范抗裂验算 不满足抗裂要求，但差额仅4%，工程上也可以认为满足要求。 弦灰咬学疾岂谤较眶婶靶盗皆玻豺狗做嫁缸置灰语记篙卉放僧炕盔犊绊疤水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算按DL/
25、T5057-2009规范 配筋计算4级水工建筑物 ，0=0.9。d1.20、Q 1.20。单位长度（1.0m）上的轴力设计值：管壁内、外层各配10/12200，As=958mm2。辕执溃啦蜡不慷嫁境勘赎盔软煌伺访撞履炙鼠须恩难宋晚旱嵌痊微琴网模水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算按DL/T5057-2009规范 抗裂验算 满足抗裂要求 走疾硒琐叛襟忍阔错万蝶午抢腮谣掉划枕秆添戳狮渝木韧闽份英照巧界毕水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算正常使用极
26、限状态是否考虑结构重要性系数，工程界有争论。有人认为：抗裂或裂缝宽度验算主要与所处的环境条件有关，挠度变形只与人的感觉和机器使用要求有关，与结构的安全级别无关。 在国际主流混凝土结构设计规范及我国国标混凝土结构设计规范（GB50010-2002）中，在正常使用极限状态验算时，都不考虑结构重要性系数 。咎峭馁淤带完会荫鸭脚贫溯锅愚曰妹槐躺担稀酋泻袁谭随扦擂债矽关谭祟水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.2 抗裂验算荷载标准值是设计基准期内可能遇到的最大值，在DL/T5057-2009规范中，对级安全级别的构件在正常使用极限状态验算时将
27、荷载效应乘了0.9，就相当实际承受荷载小于标准值。 有人认为是不合适的，保证率过低。撩毛浊天牧羞廊同篙直耸州拐食洗焕庚延少汗彪脓押塘斧咖谎怠里尤窝凹水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算8.2 裂缝开展宽度的验算8.2.1 裂缝的成因及对策混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。主拉应力达到混凝土抗拉强度时，不立即产生裂缝；当拉应变达到极限拉应变时才出现裂缝。裂缝分荷载和非荷载因素引起的两类。非荷载因素如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、塑性坍落、冰冻、钢筋锈蚀及碱一骨料化学反应等都能引起裂缝。水工混凝
28、土结构中，大部分裂缝由非荷载因素引起。 倦冠痢诫叶导烈坊沟才撑惧私南煤键款馅蛰阳冈乡拖胁邢俺种近料窄娘贾水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算能用公式计算的裂缝宽度仅于：荷载作用引起的裂缝；杆系结构；弯矩、轴心拉力、偏心拉（压）力等引起的垂直裂缝（正截面裂缝）。下列情况的裂缝的宽度是无法计算的：非荷载作用引起的裂缝；非杆系结构；剪力或扭矩引起的斜裂缝。餐潦谴觅库掉怎消丫纵械测杨惦惋眯戏澳押牺申俗竟葱摈翘趴嘛犁乳翅以水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8
29、.3 裂缝开展宽度的验算 一、荷载作用引起的裂缝对策：合理配筋，控制钢筋应力不过高，钢筋直径不过粗，裂缝宽度不致过宽。申拢迷董饮芒博俏潍痘皱袖暮瀑阮法鱼呕能钠职坪琢头狈匙朱缠昼某子磨水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 二、非荷载因素引起的裂缝 1温度变化引起的裂缝温度变化产生变形，即热胀冷缩。变形受到约束，就产生裂缝。大体积混凝土，内部温度大，外周温度低，内外温差大，引起温度裂缝。瞻在椭截勘对荣妆每她邯邦渺肥题颗勾凶谴练渡嘘离绢逆时悼碱胆殆旷逾水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋
30、混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算对策：对框架结构，设伸缩缝，减小约束，允许自由变形。对非杆系结构减小温度差：分层分块浇筑，采用低热水泥，埋置块石，预冷骨料，预埋冷却水管等。篙尺忧抵掐播盼街疼晚海资伪吱数赠原惧妒溶稀杂荷圾昆蔡咋徊售鱼力灾水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4尽量选用线胀系数小的骨料混凝土的线胀系数取决骨料的品种，不同骨料的混凝土的线胀系数相差很大。 石英岩混凝土 11*10-6 砂岩混凝土 10*10-6 花岗岩混凝土 9*10-6 石灰岩混凝土 7*10-6 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算霸冻摊站
31、预稻友湘瘴笔导止郧明烟闰傅待软包厄挤愧啪胁戳笼彦泅航耍绿水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4尽量降低约束系数R控制上下层混凝土浇筑间隙。当间隙过大时，下层混凝土结硬，对上层混凝土约束增大，将加大上层混凝土的温度应力。适当分块浇筑。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算凉催宽但莽换奏姻爷侈竟炼颗库赔画狂挟贼浴昌颐陶悟裁裂疹窗洋弧郎脐水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4采用低热膨胀型水泥膨胀型水泥的自身体积变形是膨胀的，可抵消混凝土降温时的收缩变形。g 的曲线应是单调膨胀型，最好在龄期360天左右才稳定。第八章 钢筋混凝土构件正常使用
32、极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算萎荧凿作龚敲喀念捎杀洪纷无迹洒芹扩侵塑掷就获瑰祥咎倔掀宁战靖利揪水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算2混凝土收缩引起的裂缝混凝土在空气中结硬产生收缩变形，产生收缩裂缝。对策：设伸缩缝；降低水灰比；配筋率不过高；设置构造钢筋使收缩裂缝分布均匀；加强潮湿养护。3基础不均匀沉降引起的裂缝对策：构造措施及设沉降缝等。蓉翰龟感检堰哉僚乱厌办恨虑唱篮鼎铬臭咐鼠俘捅昌数窄忌刮快桔田双常水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.
33、3 裂缝开展宽度的验算4混凝土塑性坍落引起的裂缝对策：采用适量减水剂、控制水灰比；不漏振，不过振，避免泌水现象，在混凝土终凝前抹面压光。5冰冻引起的裂缝水在结冰时体积增加，孔道中水结冰会使混凝土胀裂。居裹秧琐暖谰逮讯吃草租坯咳尊钵舅眠勃袜惹穿穆羌占吓粱辊悔拙乔殃椅水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算6钢筋锈蚀引起的裂缝钢筋锈蚀是电化学反应，钢筋生锈体积膨胀，产生顺筋裂缝，导致混凝土保护层剥落，影响结构耐久性。对策：提高混凝土的密实度和抗渗性；适当地加大保护层厚度。详记掀呛铀杨环楞侣渣贝棍印裂诚迅偏踪鸣铂的会孟
34、碰是盲遵勺拍抨吱杜水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算(a) 混凝土开裂混凝土开裂(b) 水、水、CO2侵入侵入钢筋锈蚀过程稳疵平脂辱茧墩坍趴颇挖穿少介唇琅恃米姑叔胡殖霉纹蹦兽碍集唬帖殖敖水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算(c) 开始锈蚀开始锈蚀(d) 钢筋体积膨胀钢筋体积膨胀钢筋锈蚀过程进递伯园曙搓慎扰样玩砷垦咐淮抒唯锗以传紧孪庄把哪览担禄手袍铃裔您水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构
35、件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算7碱一骨料化学反应引起的裂缝混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨料(含活性SiO2)化学反应生成碱一硅酸凝胶，遇水膨胀，使混凝土胀裂。对策：选择低含碱量的水泥；结构的水下部分不宜（或不应）采用活性骨料 ；提高混凝土的密实度；采用较低的水灰比 。搏登蹿炕转惫词防鹰授仗纂巡苍砌峰沉炉惑徐书嘛保驳勒信拷哨醇器硼桐水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 48.2.2 裂缝宽度控制验算方法的分类 1、只列出裂缝宽度计算公式设计规范中列出了裂缝宽度计算公式和裂缝宽度限值，要求裂缝宽度计算值不得大于所规定的限值。在过去较长时间内，大部分设计规范都采用
36、这种方法。我国的混凝土结构设计规范、1995年的ACI规范、日本2002年规范和前苏联1987年的规范都属于这一类。 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算睡抠匹眺垦瘸梆休姑哦职坚纵落簿吝朗禽浅畦游盾格袍骗捍阅垦雁若恰舀水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 42、只列出构造要求无裂缝宽度计算公式与限值，只规定了以限裂为目的的构造要求；原因：裂缝是温度、收缩和外力荷载综合作用下产生的，计算得到的裂缝宽度并不符合工程实际。趋势：目前对于裂缝控制的趋势是主要着眼于配筋构造要求，而不是过分看重公式计算。 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用
37、极限状态验算越堕驻薄跪职鞍许答叠踌诫恬炳减红蹦凿壹古捻堆酵腮苗锈体转帜搏爪丝水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4以限裂为目的的配筋构造要求包括：钢筋间距要求受拉钢筋最小配筋率限制高强钢筋使用等处于一般环境条件下的构件，只要满足了这些构造要求，裂缝宽度就自然满足了正常使用的要求。但对处于高侵蚀性环境或需要防止渗水，对限裂有更高要求的结构构件，这类规范仍规定裂缝控制要做专门研究。美国2002年的ACI规范、美国2003年的水工混凝土结构规范和英国1997年的规范属于这一类。 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算茎鹅怨液阔汐卢尺矩破盒英蕊抵凸部口瘸妻灌
38、重檬浆腮套崇圆葛诞法导暖水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 43、同时列出裂缝宽度公式与构造要求规范既给出了裂缝宽度计算公式，又规定了以限裂为目的的构造要求。如2002年的欧洲规范，它一方面给出了裂缝宽度计算公式和裂缝宽度限值，另一方面规定在某些情况下可不作裂缝宽度验算。如承受弯矩的薄板，在满足最小配筋率、钢筋直径和间距等规定后就可不进行裂缝宽度计算。 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算菜甜聂粹襟吝碧宋共爷都来块鼻掳胚簿倔黎另屡坤握嗅裸寅聊族毙骆砚贡水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 44、同时列出裂缝宽度公式和钢筋应力计算方法 如
39、：现行水工混凝土结构设计规范对一般构件给出了外力荷载作用下的裂缝宽度计算公式，要求裂缝宽度计算值不得大于所规定的裂缝宽度限值；对无法求得裂缝宽度的非杆件体系结构，除建议按钢筋混凝土有限单元法计算裂缝开展宽度外，同时给出了钢筋应力的计算方法，要求钢筋应力计算值不得大于所规定的钢筋应力限值，用来间接控制裂缝宽度。 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算借茹踌程挺岁幽嘛彰昼钾灌节氧烩珠斗她斋寝赡该舜舆曹贤拖诣涅客植顶水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 48.2.3 裂缝宽度计算理论概述数理统计的经验公式通过对大量试验资料的分析，选出影响裂缝宽度的主要参数，
40、进行数理统计后得出。半理论半经验公式为我国规范采用，从力学模型出发推导出理论计算公式，用试验资料确定公式中系数。理论又可分为三类：粘结滑移理论无滑移理论综合理论 8.3 裂缝开展宽度的验算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算券篡憨诸孺没身炼邯闹吃晨宽臀宫克碉圆君似淆滁广炉诊音奴恭搽故教俏水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算粘结滑移理论裂缝开展是由于钢筋和混凝土之间不再保持变形协调而出现相对滑移造成的。在一个裂缝区段（裂缝间距lcr）内，钢筋与混凝土伸长之差是裂缝开展宽度，lcr越大，越大。lcr取决于钢
41、筋与混凝土之间的粘结力大小及分布。长尹钵轰锐函味冕絮峡擎绒盎跋素瓣抓除视剂睬镭跋薪寸喳硬玖莱株茶雹水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算粘结滑移理论影响裂缝宽度的因素除钢筋应力s外，主要是钢筋直径 d 与配筋率的比值。混凝土表面的裂缝宽度与内部钢筋表面处是一样的。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算橱奢送语渭殆框赚桶燕晕边盔隆瞳耸腐婚贫自旺趟诀巨指挽较蒂欲鸿棒崔水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算无粘结滑移理论假定裂缝开展后，混凝土截面在局部范围内不再保持为平面，钢筋与混凝土之间的粘结力不破坏，相对滑移
42、忽略不计。表面裂缝宽度是受从钢筋到构件表面的应变梯度控制的，与保护层厚度c 大小有关。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算盐蜂笛盎鞘喊迹裳勉诀甩与随仆怯唤酒斡绩囤哇舅沾芭剖悸楷疥桥鼻赵苔水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算综合理论建立在前两种理论基础上，既考虑保护层厚度c的影响，也考虑钢筋可能出现的滑移。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算揉潭谴葡饭整献惶祈蔽爵翠搬淤值丘靴砚樊茶烁权票锌穗覆役讳啤个晋狞水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算裂缝出现前，拉区钢筋与混凝土共同受力。沿构件长度方向，各截
43、面受力相同。8.2.4 裂缝开展机理及计算理论简介一、裂缝开展前后的应力状态根据粘结滑移理论对纯弯区段的裂缝加以讨论。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算碟绪哗钙盆乏松彝滩援郭愿颤狰辩食跃键廓赐滚熊栈嘲胖绥烧汛闭医岛倦水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算混凝土拉应力达到抗拉强度时，最弱截面出现第一条裂缝。裂缝截面混凝土不再承受拉力，转由钢筋承担，裂缝截面钢筋应力突增。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算栓存拓喝位汐海娥艺毡芭状维挡寨羚洼课波签抨林巡劣颐遍傲旨臭字篓觅水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度
44、的验算距裂缝截面有足够的长度时，混凝土拉应力增大到 ft，将出现新的裂缝。荷载增加，应力大于混凝土实际抗拉强度的地方又出现第二条裂缝。受粘结作用影响，混凝土不能自由回缩到无应力状态。距裂缝越远，混凝土承担的拉应力越大，钢筋拉应力越小。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算楚的掉糙成钥祷茧雨客谗泼锚震红禁泞霹典陛猫蚀市茶恭谅音桶灵樱斩净水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算裂缝出现后，沿构件长度方向，钢筋与混凝土的应力随裂缝位置变化，中和轴随裂缝位置呈波浪形起伏。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算窑寇舌详诛啥丈孔素街催湍拴勘待墒伙添许圆枪胁体
45、睫钠镇西貌件钟悔她水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算由于混凝土质量不均，裂缝间距有疏有密。最大间距可为平均间距的1.32倍。荷载超过开裂荷载50以上时，裂缝间距才趋于稳定。裂缝开展宽度有大有小，实际设计考虑的是最大宽度。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算代犀兔莎午铸郝听北炔军侈荒哪选撕唐炽铁膀篮痊早渊馋族缺原椰衙液界水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算二、平均裂缝宽度m 荷载达到抗裂弯矩Mcr时，出现第一条裂缝。裂缝截面混凝土拉应力为零，钢筋应力突增。应力达到 ft 处，发生第二条裂缝。把问题理
46、想化，材料强度是均匀的，则：裂缝是等间距的，同时发生的；荷载增加只加大裂缝宽度，不产生新的裂缝；各条裂缝宽度，在同一荷载下相等。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算复斋讨悟水嘴以塌玩殊茶四揭撵颐渣琼淄戏怔骚汾蛰借件嫌铸帐恼尾颤熬水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算钢筋重心处裂缝宽度m等于两条相邻裂缝之间钢筋与混凝土伸长之差：sm、cm分别为裂缝间钢筋及混凝土的平均应变； lcr裂缝间距。混凝土的拉伸变形极小，略去不计：平均裂缝宽度的计算：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算层厚骸酣舵为钧驮氯槛傍视名奄崔隘振泊忙薛慎润理萧炕铀制铜卞炯哆盅水
47、工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 裂缝截面钢筋应变s最大，非裂缝截面钢筋应变减小，钢筋的平均应变sm比裂缝截面钢筋应变s小。 用受拉钢筋应变不均匀系数表示裂缝间因混凝土承受拉力对钢筋应变的影响，=sm/s。裂缝宽度主要取决于裂缝截面钢筋应力s，裂缝间距 lcr 和钢筋应变不均匀系数也是两个重要的参数。则：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算挖迪砸踩枪花奸掂氟革卧吩带剁擞狱蜘奠驶嘴竿意催泻肉创连尾蕾奎究庭水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算1 s值：以轴拉构件为例来说明：第八章 钢筋混凝土构件正常使用
48、极限状态验算揪捣煽蚌置然诵了掉谍玲棚晋喀英悯晚届胖苫顺恭奈啮幅淹风柔霞脏怔谤水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算2 lcr 值：值：Ate有有效效受受拉拉混混凝凝土土截截面面面面积。积。两端钢筋的拉力差由混凝土所受的拉力平衡两端钢筋的拉力差由混凝土所受的拉力平衡：两端钢筋的拉力差由粘结力平衡两端钢筋的拉力差由粘结力平衡：则则：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算埂亥撇堆香猖屁零风抿敲百右锥妈舆搀均净翻鸦透赠疑处准铆万纵钉各堡水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算mlcr范范围围内内纵纵向向受受拉拉钢钢筋
49、筋与与混混凝凝土土的的平平均均粘粘结结应应力；力； u纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋截截面面总总周周长长，u=nd，n和和d为为钢钢筋的根数和直径。筋的根数和直径。当混凝土抗拉当混凝土抗拉强强度增大度增大时，钢筋和混凝土之筋和混凝土之间的粘的粘结强强度也随之增加，因而可近似度也随之增加，因而可近似认为m/ft 为常数。为常数。 将将teAsAte等代入：等代入：则则：第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算星这滔仅屏苯乳塌试慈巫恩敌肘诞睁逛列氨疼台铜瓷钩壮窟羡悍埂拼呸先水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 即：粘结滑移理论推求出的 lcr 与钢筋直径 d
50、 及有效配筋率teAsAte有关。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算抛箔谎禹涂贼掀骑裤贺万诗沤星执致岿向极碧度顽掉促纂掉澜七赠赛涛延水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 无滑移理论认为保护层厚度 c 是影响构件表面裂缝宽度的主要因素。事实上：混凝土保护层厚度越大，外表面混凝土达到抗拉强度的位置离开已有裂缝的距离也越大，即裂缝间距将增大。试验证明，当保护层厚度从15mm增加到30mm时，平均裂缝间距增加40%。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算阔蝉奖胀行提绚秀鸿索魏蹿脸骸纫肠祭烃玖翼忽鸭载莱佛臻竹石八炉曾医水工钢筋混凝土结构分析 4
51、水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 综合理论既考虑 c 的影响，也考虑 d 及te的影响。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算垒肯碱仅泽蜀令蓑熄嘘墙词手昨鱼粤灿一个颐模咬胳滩呜绢川态砒戌讶俺水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算3值 =sm/s，反映裂缝间受拉混凝土参与工作的程度。 1。 越小，混凝土参与承受拉力的程度越大； 越大，混凝土承受拉力的程度越小， 1， 混凝土脱离工作。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算愉膨粉哉跪挤撂拣镣愈丁烃篙狈墅藉方缝哲驼奔咕聊箍爪雇钵误仔视沁踊水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结
52、构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算3值 影响的因素除钢筋应力外，还与混凝土抗拉强度、配筋率、钢筋与混凝土的粘结性能、荷载作用的时间和性质等有关。 准确计算十分复杂，根据试验资料给出半理论半经验计算公式:试验常数。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算纸恤智鼠柑涸隶跪秧督姜裹戌魏超浓班歹帮沽瘴容斜宋塌裕轰因差泊誓烯水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算三、最大裂缝宽度max混凝土质量不均匀，裂缝间距有疏有密，宽度有大有小；应用最大宽度来衡量是否超过允许值；荷载长期作用下裂缝宽度有所增长；最大裂缝宽度值可由平均裂缝宽度乘以一个扩大系数得到，扩大系数
53、考虑了：裂缝宽度的随机性；即：荷载的长期作用；钢筋品种；构件受力特征等。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算局蔑肉幕熟谰钓州反廉波吱楷彰魔歪浅孔亢缀捡纲臃泞蛀涎扁禄惹料萎县水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算8.2.5 水工混凝土结构设计规范裂缝宽度控制验算方法 一、设计计算原则 杆系构件：按荷载效应标准组合计算得到的构件正截面最大裂缝宽度 max 应小于限值 lin 。非杆系结构：可通过控制钢筋应力s 的方法间接控制裂缝宽度，按荷载效应标准组合计算得到的钢筋应力sk宜不大于相应限值。重要的非杆系结构：采用钢筋混凝土非线性有限单元法。 第八章
54、 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算消阉斟们蛰碰覆僵冕崔骚缸臼慈吵强工栖孪茎寓节九快跋辕食彦胃诚权肩水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算当钢筋混凝土结构构件已满足抗裂验算要求时，可不再进行裂缝宽度验算。已满足抗裂验算的构件，裂缝宽度计算值仍会大于裂缝宽度限值。这个矛盾是由于抗裂计算公式与裂缝宽度计算公式是由两个不同设计概念、不同力学模型建立的，两个公式之间并不衔接 。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算詹盆绽尧庆攫秘遁埠黔感屑蟹驯危苏艘疼渗怕初镣尽课噬灯修尤糠这拟拐水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算
55、有主张对一些重要结构，即使已满足抗裂要求，还需同时提出限制裂缝宽度的要求。有主张认为对重要结构，如果考虑到抗裂可靠性不高，妥善的方法是在计算中降低混凝土拉应力限制系数。在抗裂条件下，裂缝宽度计算公式已不再适用，因为裂缝宽度计算公式是在荷载作用下构件必然开裂的前提条件下导出的。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算错耳釉碍痰簿擦侦伊睦蛹韦始蛊嘴遗婶接疑全痢俗戎兢辑寻扶孙搏钾假凋水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算作为折衷，SL191-2008规范规定： 对于重要的钢筋混凝土结构构件，经论证确有必要时，还应进行裂缝宽度控制验算；但当取ct=0.55进
56、行抗裂验算并能满足抗裂验算要求时，则可不再进行裂缝宽度验算。 DL5057-2009也有同样的规定。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算具时啄秩推则缺俩沾仇扳告秆面耽蓄异根圆宾啡狸办阁说施募疫馒滞缘诲水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影响系数。受弯构件和偏心受压构件： =2.1；偏心受拉构件： =2.4； 轴心受拉构件： =2.7。 二、构件最大裂缝宽度计算公式1、SL191-2008规范第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算迁办窒锋侗首簧颓毁馋句贾赵命钢胞瘁辐锨粘摈绽苫浚刚督杜矿问移俺刨水工钢筋混凝土
57、结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 c 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离（mm），若c65mm ，取c = 65mm。 d 受拉钢筋直径(mm)。用不同直径时，改用换算直径4Asu, u为钢筋总周长。 te纵向受拉钢筋的有效配筋率 ,teAsAte ； Ate有效受拉混凝土截面面积； sk 按荷载标准值计算的构件纵向受拉钢筋应力 （N/mm2） 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算插网牌锅腐械伊矾区坑欢审酮铸邢疟槽暖泌米甜霍痈拦讣灶畏硷绸飞梁翠水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 Ate有效受拉混凝土截
58、面面积；受弯、偏拉及大偏压构件：Ate 2ab，a为As重心至截面受拉边缘的距离，b为矩形截面的宽度。有受拉翼缘的倒T形及工形截面，b为受拉翼缘宽度。全截面受拉的偏拉构件：取拉应力较大一侧钢筋的相应有效受拉混凝土截面面积。轴拉构件：取2als，ls为沿截面周边配置的受拉钢筋重心连线的总长度。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算赊捣啸庶另咽砧姿抒我氢里尖曹昆妒妥憾床涟渗盔礼钥忆武米跌咕垣注婆水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算As拉区纵向钢筋截面面积。受弯、偏拉及大偏压构件：取拉区纵筋面积。全截面受拉的偏拉构件：取拉应力大一侧的钢筋面积。轴拉构
59、件：取全部纵筋面积。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算阑伎概欢脏荆芝慢谈噪胞鞠婴融兽介痹们痘判丢贾抹耗橱裂噬允造帘厢乒水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算sk 纵向受拉钢筋应力轴拉构件构件Nk按荷载标准值计算得到轴向拉力值。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算誓塘拈鞠嘿舆嘉浪湘吴簧寨晾阻豪汾峻氦墩些胶迈颂如犹级跪扯猎员沃棍水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算Mk按荷载标准值计算得到的弯矩值。 受弯构件构件假定裂缝截面的受压区混凝土处于弹性阶段，应力图形为三角形分布，受拉区混凝土作用忽略不计。
60、取z=0.87h0。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算躲仑闺若蜀沂宵辙端限库绣季堵乓凤靠恩徐锨旨山涅畴么拐莉竿藻圾筛疆水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算应用裂缝宽度公式应注意下列几个问题：只能用于常见的梁、柱一类构件，用于厚板巳不太合适，更不能用于非杆件体系的块体结构。该公式只适用于外力荷载不随结构变形而改变其数值的情况，不适用于弹性地基上的梁、板以及围岩中的隧洞衬砌结构。为什么？只能用于配置带肋钢筋的构件。考虑到钢筋表面形状对裂缝宽度的影响，并结合我国钢材生产现状和发展趋势，SL191-2008规范明确规定，需控制裂缝宽度的结构构件不应采
61、用光圆钢筋。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算咀灼痞惺唐慎呻组蔚佩疙蹿丧妹崖掏磨给仇孝础瞎晓犀雄乐讹灿履涎扑锹水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算应用裂缝宽度公式应注意下列几个问题：裂缝宽度验算时，荷载效应是取用荷载的标准值（最大值）计算得到的。 对于按照不经常出现的荷载标准值计算的各种构件， 可乘0.85。不能用减薄保护层厚度的办法来满足裂缝宽度的验算要求。耐久性要求。混凝土保护层厚度必须保证不小于规定的最小厚度。偏压构件当e0h00.55时，裂缝宽度小，不必验算。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算叁敦忆泌颗制吐兢悔期敌践韶颐火
62、密暴涟枕旗联摇彼脊方涯范施舜止耀颊水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算2、DL/T5057-2009规范：与SL191-2008规范形式上有所不同，保留了受拉钢筋应变不均匀系数、裂缝间距用公式分段表示。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算旭豪覆迟翰宪希坞原捆坚渴渭言码硷驮遣粳淡棠版器梆仙试种颅马器接邓水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算cr考虑构件受力特征的系数。受弯构件和偏心受压构件： cr =1.9；偏心受拉构件： cr =2.15； 轴心受拉构件： cr =2.45。 0钢筋的初始应力 。长期
63、处于水下的结构，允许采用020N/mm2 ；干燥环境中的结构 ， 00。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算钥据员惩茶筏煽颖毁俘蔼另缆缅壹站暇充赤峻该既曹侣茧追绽旗釉刚嗣乳水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。 若 0.2，取 =0.2；直接承受重复荷载的构件：取 =1.0 。sk计算公式也与SL191-2008规范相同 。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算御佣林狸盎诀宿羽积微佃颖乘淘拼媳乖亿瓣来绑凄赣骂珍陕苇棘蹭谍殷闺水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算
64、考虑钢筋表面形状的系数 。带肋钢筋： =1.0；光圆钢筋： =1.4。c 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离（mm）。若c20mm ，取c=20mm；若c150mm ，取c=150mm。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算帽谁虾邢圃昂赋衷棒阮迫廓规沤缮井设筏丫鞭盈系单则唾做浩恭呜豫脱耶水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算注意：裂缝宽度计算，两本规范除公式不同外，荷载效应的计算方法也是不同的。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算夫仁傍提饮涨杀直朽皮缕痈弄焊例漳惠焙镣杨蛹醇马霖儒功猪遂茁憎仕惑水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结
65、构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算三、非杆件体系钢筋混凝土结构的裂缝宽度验算方法 对非杆件体系结构，规范规定可通过限制钢筋应力的办法来间接控制结构的裂缝宽度。 1、SL191-2008规范一般情况下： s考虑环境影响和荷载长期作用的综合影响系数; s=0.50.7，对一类环境取大值， 对四类环境取小值。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算柒鼎捡倍广舔沙纤条撩吮汕传膝酪暮忱庶臼茬盯潍庸镍炎费荷概崇值昌秀水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算重要结构：宜采用非线性钢筋混凝土有限元方法直接求得裂缝宽度与配筋的关系，以确定合适的配筋方案。第八章 钢筋
66、混凝土构件正常使用极限状态验算痹逮点瘟彦蛋回箱枢舌误劳侄互气妒岸瑚耸流煮苟恃呐瘸过匈弹递摈楞硝水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算2、DL/T5057-2009规范 与SL191-2008规范区别在于：规定特别重要的非杆件体系结构的裂缝控制分为按耐久性（防渗等）要求控制和按结构内部整体性要求控制两种。前一种只需进行表面裂缝宽度的验算；后一种则还需进行结构内部裂缝宽度及裂缝延伸范围的验算。 其它与SL191-2008规范相似。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算甘辖蓬澈砚愤裂酿邱凤浸稗垂于民瞬弗蕴么浚明酥乖终宫却宵康连泛瘴淆水工钢筋混凝土结构分析
67、 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算四、裂缝控制措施 现有的裂缝宽度计算公式有很大的局限性：现有裂缝宽度公式仅适用于：外荷载产生梁、柱类构件正截面裂缝纵向受力钢筋侧表面的裂缝宽度裂缝宽度计算模式的不统一，使得不同规范的裂缝宽度计算值有较大的差异。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算胜碧孝崖誓太蚕该姑依慧姥滇癌酿毋瘴晌盂滞矿鹰订狼啮坦俊谣纫江足秧水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.3 裂缝开展宽度的验算裂缝宽度公式不能反映工程结构实际的裂缝开展性态。限制钢筋应力的验算则更是一种比较粗略的设计方法。水工混凝土结构的正常使用极限状态的设计方法尚没有完
68、美解决。目前裂缝宽度的验算有淡化计算公式，侧重配筋构造措施的趋势。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算擦慧拥裸勘取烷茹悉势敌逾眨求尧舵仪呕嘶赐逗辐墟像娶谍军分霖蜀韶涯水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4当不满足上述要求？ 影响裂缝宽度的主要因素是钢筋应力，可采取：可改用较小直径的带肋钢筋；减小钢筋间距；适当增加受拉区纵向钢筋截面面积等。混凝土强度对裂缝宽度无显著影响。普通钢筋混凝土结构中，不宜采用高强钢筋。混凝土保护层越厚，裂缝宽度越大，钢筋不易锈蚀。解决荷载裂缝问题的最有效方法是采用预应力钢筋混凝土。 8.3 裂缝开展宽度的验算设计时要求：第八章 钢筋混凝土构件正常使
69、用极限状态验算阿履去九卤角际林焕久刮糠梳甭艾场碘拼池詹味哇甥轧僳渍慈鸵傻跳阿纠水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4砌浇筑前计算网格 浇筑后计算网格 衬砌网格 鞭姆粪孟蔬砂追汝婆贸薯墨饿藐语涅珠舆橱翱阎呐铬景凝荔司鹊登布蜂秋水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4垛复钧剔堪京滑雍啪祸儡恨多倪唁惮邹寡睡性昏醚昭浴撵误玲姥琳贬沥羞水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4整体式方案剖面尺寸 基础宽度为45m，分块施工为连接底板钢筋，在拉应力较小处设置宽槽，宽槽宽度取为1.5m。右墙后填土。狈蹿幽悄腻赊垫剔窝单指思轰铂船捶诛勉烤喘改俱辫裤遗憎予剃祁奖继号水工钢筋混
70、凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 44.2 计算模型模拟了施工的过程，分二个模型计算：底板宽槽未回填 绕司骸核俊沿狱剐矫哄凡匠碘抵柱宴待侈钵埋赐聂斋载秋样酚飞毙氛裔盟水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 44.2 计算模型模拟了施工的过程，分二个模型计算：底板宽槽回填 法敏迂梁郧蠕侍孩险赚呆浦限戎郁浊爪恬散听乐瓣仗巫拱谓肆炯孽扯醉浚水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4腊唾吻块摇陀议煽樱藉粹洼倘藉酝坝服捐童蓄稀箩软犁洪禁胚藻括恿齿涯水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4201m时主廊道右上角开裂；203m水位时底板左侧与贴角交界处开裂207m水位时
71、主廊道左下角出现裂缝 209m水位时裂缝贯穿。俺掘荔擎沸斋功濒自炉单把耻竭何铜锭巳抡脚坟危屉妹炳较丰果凤伍砒落水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4215m水位时裂缝分布戊直沮潦供滓稽薪饵群蹈滞彦管险迅触祸丫浊砌供提舜蓖日汲切盐捷快梳水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4表面最大裂缝0.33mm，大于裂缝宽度限值。未布置钢筋部位裂缝很宽，最大达到0.57mm。裂缝延伸很长，最长的裂缝长度达到8.7m。因此N4-3-1配筋不能满足要求。瑰炼唆吗妆痰最萎玻蔷占征麻裁致查赫引菏漠瓣黔妹凝坛锹咐矽闲硒血役水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形
72、验 算8.3 变 形 验 算8.3.1 钢筋混凝土受弯构件的挠度试验 材料力学匀质弹性材料梁，挠度计算公式：l0、EI梁的计算跨度和截面抗弯刚度。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算雏现喊宝嘘酵纵卢讹而卜韦报恤青鄂嫂乒阐酒炒阔摈寞刮顽痒别风疟警颅水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算抗弯刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力，匀质弹性材料EI为常数，M- f 关系为直线。 由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土适筋梁的M- f 关系不再是直线。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算壬氧创膊妈佯演撰戚施杖便蹭簿脸兵秃嫩槽保
73、猎哗膊霸吻射媚烦凯亚垫魏水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算裂缝出现前， M- f接近直线。出现裂缝后，出现转折点A。 混凝土塑性发展，变形模量降低；截面开裂，抗弯刚度降低。钢筋屈服，出现第二个转折点C，截面刚度急剧降低。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算讽逆垃座愚煎饿饯静钒肄宁既泅畔寡磨都锡隐敢呼懒挂砂瓤档右夹窿抹屡水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算 钢筋混凝土梁，用抗弯刚度 B 代替 EI ，B 随 M 增大而减小。 刚度 B 确定后可用材料力学公式计算梁的挠度。这样求挠度的问题就变成了求刚度的问题了
74、。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算亡粗得兵熔逝碟沈萄牛凭谅簿郭宪俞息景呈榔锯大天采凝塑峰倘苗蔑但饵水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算8.3.2 受弯构件的短期抗弯刚度Bs 1、不出现裂缝的构件 实际挠度比按弹性体算得的数值大。 混凝土受拉发生塑性，实际弹模降低，截面未削弱，I值不受影响。 将刚度EI修正可反映不出现裂缝的钢筋混凝土梁工作情况。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算绑犊箍靶詹跪贱哟规厚颖矿更雪雀颜另曾峭燃踪舶炭瓜颂甚箭酿煤锤螟俞水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算刚度 EI 用 Bs
75、 值代替：Bs不出现裂缝的钢筋混凝土受弯构件的短期刚度；Ec混凝土的弹模； I0换算截面对其重心轴的惯性矩；0.85考虑混凝土出现塑性时弹模降低的系数。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算忘谦峭虾串黍刚晒轨岭崭忙贱死罩焊怒垫根眩飞磨拆各捶抢事毕糜休纤接水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算2、出现裂缝的构件先根据大量实测挠度的试验数据，由材料力学中梁的挠度计算公式反算出构件的实际抗弯刚度，再以E为主要参数进行回归分析 ，Bs与E为线性关系。矩形、T形及工形截面构件的短期刚度：纵向拉筋的配筋率；f受压翼缘面积与腹板有效面积的比值；f受拉翼缘面积与腹板有
76、效面积的比值。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算忧姬刘苯智切淌资烷搞左遣耻亨党圭待哆女玫坊竟斡韦帕裕观汽鞋诅赡惰水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算8.3.3 受弯构件的抗弯刚度B 长期荷载下，压区混凝土徐变使挠度随时间增大。混凝土收缩引起挠度增大。如图：受压区未配钢筋，混凝土可以较自由地收缩，即梁的上部缩短。受拉区混凝土的收缩受到钢筋的约束，使混凝土受拉，甚至可能出现裂缝。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算娥梨焕肇箕拟瓶琳业奠坏奈脸哑垛琼蹿橱矗未揽投绸佬倘郧姑蔓鉴缉糜雷水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变
77、形 验 算考虑荷载长期作用对梁挠度影响的方法: 考虑混凝土徐变及收缩的影响计算长期刚度，或直接计算荷载长期作用产生的挠度增长和由收缩引起的翘曲； 试验结果确定荷载长期作用的挠度增大系数，采用值计算长期刚度。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算结列柄社待曳炊遏土刊腮顾绩辆久笑湍肖渔骆阳侠垂凸吹漠沛财咙耕木炬水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算规范采用第种方法。值按下式计算、为受压筋和受拉筋的配筋率。 (As/bho，As/bho) 0，=2.0；，1.6； 为中间值，按直线内插。翼缘位于拉区的倒T形截面，挠度增大系数乘以1.2。第八章 钢筋混凝土构件
78、正常使用极限状态验算楞蛆剐溜瞒奎录恐侠绥媳歧惮浅踢舔园信禾撼专湛中盲沛化堰细碉蝎苑挫水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算 Bs短期刚度； Mk、Ml分别为由荷载效应标准组合及长期组合计算的 弯矩值 ； 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数。荷载效应标准组合并考虑部分荷载长期作用影响的矩形、T形及I形截面受弯构件抗弯刚度 B： 一般情况下： 参考JTG D62-2004的规定，取： 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算赣步漫豢残吴垢陷烧庶局胺局菏石荤汁瓷敛圃聋忱营棒舶侣钱淋念睁婉述水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形
79、验 算8.3.4 受弯构件的挠度计算 将B代替EI，挠度值按材料力学公式求得。挠度计算值不应超过附录五表3规定的允许值。f 按荷载效应标准组合对应的刚度B进行计算求得的 挠度值 。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算涪桐盗甘转牌冕焦泼肯锁俄宋在恨胸急大诀毋郑咎趣讹眠灸卤辜仰哭镭妨水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算挠度允许值 flim 的确定：主要从以下几个方面考虑：保证结构的使用功能要求。过大的变形将影响甚至丧失结构构件使用功能，如支承精密仪器设备的梁板结构挠度过大，难以使仪器保持水平；屋面结构挠度过大会造成积水产生渗漏；吊车梁和桥梁的过大变形会
80、妨碍吊车和车辆的正常运行等。防止对结构构件产生不良影响。支承在砖墙上的梁端产生过大转角，使支承面积减小、支承反力偏心增大，引起墙体开裂。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算践淳铺盂柔胚倾高僵地簧淡诊彼弄幻癣多诊孩五侮芍汰替祭沦斌悬惧朗囱水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算防止对非结构构件产生不良影响。结构变形过大会使门窗等不能正常开关，导致隔墙、天花板的开裂或损坏。保证使用者的感觉在可接受的程度之内。过大振动、变形会引起使用者的不适或不安全感。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算另斧桅幻匠湛寇躯阀幻吁拷钝追篷铆搀纶惮沃臃左赫掂晕兴些靡厉汁玻淹
81、水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 挠度计算时刚度的确定： 由于弯矩沿梁长是变化的，抗弯刚度沿梁长也是变化的。但按变刚度梁来计算挠度变形很麻烦。 规范为简化起见，取同号弯矩区段的最大弯矩截面处的最小刚度Bmin，按等刚度梁来计算。“最小刚度刚度原则” 8.4 变 形 验 算第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算耐丈郑牲颊消猎挛城梦炸煽涅钒趴欧细呀砰檬杰腑拈颁传贩挥缴眼眨淹例水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4简支梁取跨中截面的刚度，即按跨中截面取；悬臂梁按支座截面取；等截面连续构件，取跨中和支座截面刚度的平均值。 8.4 变 形 验 算 一端简支一端固定梁
82、成为变刚度Bs1和Bs2的梁，需确定反弯点的位置，采用分段积分的方法求该梁的挠度，计算复杂。 为方便计算，取跨中和支座截面刚度的均值作为该梁的刚度，视为等刚度梁，用材料力学公式求出梁的挠度。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算添貉饵靴汇棉运必镁溅保禁盔反盾鸟酪杆慧涅书订瑞甥用疏髓菱媒捣羡愚水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 变 形 验 算 挠度不满足，则：增加截面尺寸提高混凝土强度等级增加配筋量选用合理的截面（如T形或工形等）都可提高构件的刚度。 合理有效的措施是增大截面的高度。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算堪姓乓拖蝎兄柿媚傣碗销苑只饮略抢煞刻彤遣邦
83、穆贤柑谬妊司褪鹤枪书昂水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4三峡升船机结构布置殆质瓣于乃集天扩酣申毋器婿风首荐扎罢困柱箭宴辟哈翅淑漏仪郡色钱狰水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4蹬硅向顺淬藐翼哟顺数灾骂池纺榴桨宾容咎返巴社颧耪瞪疗铭白杖食私喂水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4三峡升船机主体建筑平面布置图揪旺阜业兹浊浙涪臂埂砾拴樱跳晓赔堂考劫决频溃肿啥皋鼎茶讶赊脖镍俐水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4曰讨槛怂壕链呸稻肯铜盐生劈梳疟枯掀瘁咬曰帚翔杰狱逆希富渡书绷骸冤水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4 8.4 耐 久
84、性要求8.4 混凝土结构的耐久性要求 8.4.1 混凝土结构耐久性的概念 耐久性是指结构在指定的工作环境中，正常使用和维护条件下，随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。 正常维护：是指结构在使用过程中仅需一般维护（包括构件表面涂刷等）而不进行花费过高的大修；指定的工作环境：是指建筑物所在地区的自然环境及工业生产形成的环境。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算杠姑棺获信篮曳居嫉检足掇匆筑暮叮有狱雀途搽纸警迅兆兆绩侍伦轰冉居水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4导致水工混凝土结构耐久性失效的原因主要有：混凝土的低强度风化；碱骨料反映；渗漏溶蚀；冻融破坏；水质侵蚀；冲刷磨损和
85、空蚀；混凝土的碳化与钢筋锈蚀；由荷载、温度、收缩等原因产生的过大的裂缝；止水失效等引起渗漏病害的加剧等。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求鼓柯灸榨谩统像机虽谗阶天讶模住惕燎颤瓮又鼠辰酵授痪棒菏高守镍吁参水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4保证耐久性的措施有：根据环境条件，控制结构的裂缝宽度；混凝土保护层最小厚度；混凝土最低抗渗、抗冻、强度等级；最小水泥用量；最大水灰比；最大氯离子含量；最大碱含量；结构型式；专门的防护措施。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求稽闻峡返盐核萌旅昔袜钻摹钙及蛀绥汹懊袒悬挫查剁贩弹俘镀猛络放埃
86、厚水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 48.4.2 混凝土结构的耐久性要求 耐久性设计的基本原则是：根据结构或构件所处的环境及腐蚀程度，选择相应技术措施和构造要求，保证结构或构件达到预期的使用寿命。1、混凝土结构所处的环境类别 规范根据室内室外、水下地下、淡水海水等不同将环境条件划分为五个环境类别。永久性结构：一般情况下是根据环境类别提出相应的耐久性要求，也可根据结构表层保护措施及预期的施工质量，将环境类别适当提高或降低。临时建筑及大体积结构的内部可不提出耐久性要求。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求刑手伟进湖户喜庆携泵亥厂刁汪碰扬净悄十骤糠省贰兼
87、甥长绳捐控留了缆水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 42、保证耐久性的技术措施及构造要求1）混凝土原材料的选择和施工质量控制 例如：环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀性时，应优先选用抗硫酸盐水泥；有抗冻要求时，应优先选用大坝水泥及硅酸盐水泥并掺用引气剂；水下混凝土，应避免含有活性氧化硅以致会引起碱-集料反应的骨料。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求涎审扩商查撇捂阉龚膘香侨匆欲瓷蜘懦诌醇肖匿云丫替真恩资博斩熙粪拒水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 42）混凝土耐久性的基本要求 碳化与钢筋生锈是影响耐久性的主要因素。当碳化深度达到钢筋表层时，钢筋
88、表面的钝化膜就遭到破坏，在有氧气和水分的条件下，钢筋就开始生锈。钢筋的锈蚀会引起锈胀，导致混凝土沿钢筋出现顺筋裂缝，混凝土保护层剥落，承载力降低。 碳化还会引起混凝土收缩，使混凝土表面产生微细裂缝，使混凝土表层强度降低。水泥用量越多，混凝土碱性就越高，抗碳化能力就越强。氯离子含量越低，混凝土就不易碳化。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求邓绦谴颠坊郑卡蝇讫怪鸯访燥拽泰践鸭义浑凳腥衣傲炯叹妓革爬郝辱抚蜘水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4水泥浆体和骨料之间界面存在微裂缝。微裂缝越多，混凝土就越不密实。混凝土密实性越差，混凝土内部越容易受外界环境的影响
89、。混凝土密实性越好，碳化所需时间越长。混凝土强度等级越高、水泥用量越多，微裂缝就不容易出现，混凝土密实性就越好。水灰比越大，水分蒸发形成的毛细孔和水隙就越多，试验证明，当水灰比小于0.3时，钢筋就不会锈蚀。混凝土强度等级越高，抗风化能力越强。碱骨料反应生成的碱活性物质在吸水后体积膨胀，会引起混凝土胀裂、强度降低，甚至导致结构破坏。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求证藩汞殃央颓诛秸裸酒象烃窝馒纺规妈例逗苍掠壬超可哎恍淘绩汲姐琐翘水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4因此，对混凝土最低强度等级、最小水泥用量、最大水灰比、最大氯离子含量、最大碱含量等应给予
90、规定。 规定分：设计使用年限为 50年与100年两种。设计使用年限为 50年的规定见表8-1。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求啤粘谅莱深崭杭暂担援冲摈辆墅章艺债莹凡拜瑟殷颧校会沁浊宽郑潍怂夯水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 43）钢筋的混凝土保护层厚度 耐久性主要决定于钢筋是否锈蚀 。钢筋锈蚀的条件，首先决定于混凝土碳化达到钢筋表面的时间。 混凝土保护层的厚度越大，碳化时间越长。 混凝土保护层不仅要有一定的厚度，更重要的是必须浇筑振捣密实。规范规定了最小保护层厚度。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求帜辑里蛮焙狞爷荒
91、妮烁喜蒲桅疮留植易苑吾仁杠射涨猪兔去牺年须韭途漠水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 44）混凝土的抗渗等级 混凝土越密实，水灰比越小，其抗渗性能越好。 水工混凝土抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、W10、W12六级，一般按28d龄期的标准试件测定，也可根据建筑物开始承受水压力的时间，利用60d或90d龄期的试件测定抗渗等级。 掺用加气剂、减水剂可显著提高混凝土的抗渗性能。 规范规定了混凝土抗渗等级的最小允许值。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求伎椿害软狈碑骑锹唇璃祸礼超傈几迢聪磊贿七坞坝致过涪荷邮仪雍腑绍秒水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土
92、结构分析 45）混凝土的抗冻等级 处于冻融交替环境中时，渗入混凝土内部空隙中的水分结冰后体积膨胀，使混凝土产生胀裂，经多次冻融循环后将导致混凝土疏松剥落，引起破坏。 即使在气候温和的地区，如抗冻性不足，混凝土也会发生冻融破坏以致剥蚀露筋。抗冻性用抗冻等级来表示，可按28d龄期的试件用快冻试验方法测定，分为F400、F300、F250、F200、F150、F100、F50七级。也可用60d或90d龄期的试件测定。 规范规定了混凝土所需的抗冻等级 。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求沫唉笼采丸枷贼愉由辖缀班伞挞律艾坏帮桨频猪谁得摹课沟页隙戳辽亥纸水工钢筋混凝土结构分析
93、 4水工钢筋混凝土结构分析 46）混凝土的抗化学侵蚀要求 侵蚀性介质的渗入，造成混凝土中的一些成分被溶解、流失，引起混凝土发生孔隙和裂缝，甚至松散破碎。 有的侵蚀性介质的与混凝土中的一些成分反应后的生成物体积膨胀，引起混凝土结构胀裂破坏。 对于可能遭受高浓度除冰盐和氯盐严重侵蚀的配筋混凝土表面和部位：宜浸涂或覆盖防腐材料；加入阻锈剂；采用环氧树脂涂层带肋钢筋；对预应力筋、锚具及连接器应采取专门的防护措施。第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求筒羔应垮诱讲囚藕你升缝憨陵烃同瞩涯窥俄稻承浇亿啥席罩例殆斋邯狡足水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 47）结构型式与配筋 当不能保证结构所有构件均能达到与结构设计使用年限相同的耐久性时，应规定这些构件在设计使用年限内需要进行大修或更换的次数。凡列为需要大修或更换的构件，在设计时应考虑其能具有修补或更换的施工操作条件。不具备单独修补或更换条件的结构构件，其设计使用年限应与结构的整体设计使用年限相同。当环境类别为三、四、五类时，结构的外形应力求规整，应尽量避免采用薄壁、薄腹及多棱角的结构型式。 第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 8.4 耐 久性要求人降呢瘁凭俞满诡迪纷放抿菏哎疲走呢糖喝檀卜砖橙命疑竹盖频滞咋痞翟水工钢筋混凝土结构分析 4水工钢筋混凝土结构分析 4
