《钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形验算（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院1钢筋混凝土受弯筋混凝土受弯构件的构件的应力、裂力、裂缝和和变形形计算算第八章毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院2本章重点本章重点考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性掌握掌握受弯构件裂缝宽度的验算方法；受弯构件裂缝宽度的验算方法；掌握掌握受弯构件截面刚度计算与变形验算方法。受弯构件截面刚度计算与变形验算方法。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院3一、引言一、引言结构构件构构件的可靠性的可靠性本章的主要内容本章的主要内容具有足具有足够的承的承载力和力和变形能力形能力安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性在使用荷在使用荷载下不下不产生生过大的
2、裂大的裂缝和和变形形在一定在一定时期内期内维持其安持其安全性和适用性的能力全性和适用性的能力毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院4结构构件不构构件不满足足正常使用极限状正常使用极限状态对生生命命财产的危害性比不的危害性比不满足足承承载能力极限状能力极限状态的要的要小小，其相，其相应的目的目标可靠指可靠指标 值要小要小些，故称正常使用极限状些，故称正常使用极限状态验算算，并在，并在验算算时采用采用荷荷载标准准值、和、和材料材料强度度标准准值，结构重要性系数构重要性系数 0 0。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院5二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因施工期施工期间产生的裂生的裂缝和和使用期使用期间产生的
3、裂生的裂缝按裂按裂缝的的产生生时间龟裂、横向裂裂、横向裂缝（与构（与构件件轴线垂直）、垂直）、纵向裂向裂缝、斜裂、斜裂缝、八字裂、八字裂缝、X形交叉裂形交叉裂缝等等按裂按裂缝的的产生原因生原因非受力因素非受力因素产生的裂生的裂缝和受力因素和受力因素产生的裂生的裂缝按裂按裂缝的形的形态1. 分类分类毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院6二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因固体下沉，表面泌水而引起的。固体下沉，表面泌水而引起的。大大风、高温使水分从混凝土表面、高温使水分从混凝土表面快速蒸快速蒸发引起的（引起的（龟裂）。裂）。塑性裂塑性裂缝施工期施工期间的裂的裂缝2. 成因成因采取的措施：采取的措施：a
4、.a.级配良好的骨料；配良好的骨料；b.b.控制水灰控制水灰比；比；c.c.提高施工提高施工质量量毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院7二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因混凝土的收混凝土的收缩受到受到约束后束后产生的裂生的裂缝约束收束收缩裂裂缝施工期施工期间的裂的裂缝2. 成因成因采取的措施：采取的措施：a.a.设置伸置伸缩缝；b.b.改善水泥性能；改善水泥性能；c.c.降低水灰比；降低水灰比；d.d.加加强养养护。温度裂温度裂缝大体大体积混凝土中由于混凝土水化作用混凝土中由于混凝土水化作用产生的水化生的水化热使内外混凝土使内外混凝土产生温度差。生温度差。采取的措施：采取的措施：a.a.对混凝土
5、分混凝土分层分分块；b.b.低低热水泥；水泥；c.c.人工冷却人工冷却毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院8二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因使用期使用期间的裂的裂缝-钢筋筋锈蚀引起的裂引起的裂缝采取的措施：采取的措施：a.a.提高混凝土的密提高混凝土的密实性；性；b.b.加大保加大保护层厚度厚度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院9二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因使用期使用期间的裂的裂缝-温度（气温）温度（气温）变化引起的裂化引起的裂缝温度区段温度区段气温升高气温升高时T采取的措施：采取的措施：设置伸置伸缩缝毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院10二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因使用期使用期间
6、的裂的裂缝-地基不均匀沉降引起的裂地基不均匀沉降引起的裂缝采取的措施：采取的措施：a.a.构造措施；构造措施；b.b.设置沉降置沉降缝；毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院11二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因使用期使用期间的裂的裂缝-外部外部环境引起的裂境引起的裂缝冻融循融循环作用作用碱骨料反碱骨料反应盐类腐腐蚀外部外部环境境酸酸类腐腐蚀采取的措施：采取的措施：a.a.采用采用优质骨料和低骨料和低碱水泥；碱水泥；b.b.提高密提高密实性性毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院12二、裂二、裂缝的分的分类与成因与成因使用期使用期间的裂的裂缝-荷荷载引起的裂引起的裂缝斜裂缝斜裂缝垂直裂缝垂直裂缝纵向裂缝
7、纵向裂缝拉、弯、剪、扭、粘拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状目前，只有在拉、弯状态下混凝下混凝土横向裂土横向裂缝宽度的度的计算理算理论比比较成熟。成熟。这也是下面所要介也是下面所要介绍的主的主要内容要内容毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院13裂裂缝的控的控制等制等级严格要求不出格要求不出现裂裂缝一一级二二级三三级一般要求不出一般要求不出现裂裂缝可以出可以出现裂裂缝但要但要验算裂算裂缝的的宽度度最大裂最大裂缝宽度限度限值，附，附表表16三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算1、概述、概述 对二二a类环境的境的预应力混凝土构件，力混凝土构件，还应按荷按荷载准永久准
8、永久组合合计算并符合下面算并符合下面规定：定：按荷按荷载标准准组合，构件受拉合，构件受拉边缘混凝土不混凝土不产生拉生拉应力力按荷按荷载标准准组合，构件受拉合，构件受拉边缘混凝土允混凝土允许产生拉生拉应力力钢筋筋砼构件的最大裂构件的最大裂缝宽度按荷度按荷载准永久准永久组合并考合并考虑长期作用影响的效期作用影响的效应计算，算，预应力力砼构件的最大裂构件的最大裂缝宽度可按荷度可按荷载标准准组合并考合并考虑长期作用影响的效期作用影响的效应计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院14变形控制的目的和要求形控制的目的和要求（1）保）保证建筑的使用功能要求：建筑的使用功能要求：吊吊车梁的梁的挠度不能度不能过大
9、；放置精密大；放置精密仪器的梁板器的梁板挠度不能度不能过大。大。（2）防止）防止对结构构件构构件产生不良影响生不良影响支撑在支撑在墙上的梁可能会旋上的梁可能会旋转引起引起墙裂裂缝。（3）防止）防止对非非结构构件构构件产生不良影响生不良影响构件构件变形引起形引起门窗窗变形，天花板开裂等。形，天花板开裂等。（4）保）保证人人们的感的感觉在可接受的程度之内在可接受的程度之内过大的大的颤动和明和明显的下垂。的下垂。变形控制形控制受受弯弯构构件件最最大大挠度限度限值，附表，附表14毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院15三、混凝土构件裂三、混凝土构件裂缝宽度的度的计算算钢筋砼构件的裂缝宽度钢筋砼构件的裂缝宽
10、度计算计算v粘结粘结-滑移理论：滑移理论： 裂裂缝缝的的开开展展是是由由于于钢钢筋筋和和砼砼变变形形不不协协调调出出现现相相对对滑滑移移引引起起的的，裂裂缝缝宽宽度度等等于于裂裂缝缝间间距距范范围围内内钢钢筋筋和和混混凝凝土土的的伸伸长长之之差差，假假定定构构件件表表面面裂裂缝缝宽宽度度与与内内部部钢钢筋筋表表面面裂缝宽度相同裂缝宽度相同。v 无滑移理论无滑移理论 裂裂缝缝宽宽度度随随离离开开钢钢筋筋的的距距离离增增大大而而增增大大，钢钢筋筋与与砼砼之之间间无无相相对对滑滑移移，钢钢筋筋表表面面裂裂缝缝宽宽度度为为零零，混混凝凝土土保保护护层层厚厚度度是是影影响响裂裂缝缝宽宽度度的的主主要要影
11、影响响因因素素。构构件件表表面面裂裂缝缝宽宽度度主主要要是是由由钢钢筋筋周周围围的混凝土回缩形成的的混凝土回缩形成的。我国我国规范规范是建立在粘结滑移理论和无滑移理论的基础上，主是建立在粘结滑移理论和无滑移理论的基础上，主要基于粘结滑移理论，同时考虑同保护层厚度和钢筋的有效约束对裂要基于粘结滑移理论，同时考虑同保护层厚度和钢筋的有效约束对裂缝宽度的影响，缝宽度的影响，结合大量试验结果得到的结合大量试验结果得到的半理论半经验半理论半经验公式。公式。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院16wmax的计算方法的计算方法规范的思路：规范的思路：得到最大裂缝宽度得到最大裂缝宽度wmax根据裂缝出现机理根据裂
12、缝出现机理建立理论公式，计算平均裂缝宽度建立理论公式，计算平均裂缝宽度wm按试验资料确定扩大系数按试验资料确定扩大系数三、混凝土构件裂三、混凝土构件裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院17受弯构件裂缝出现和开展过程受弯构件裂缝出现和开展过程受弯构件在对称集中荷载作用下，纯弯段出现垂直裂缝，受弯构件在对称集中荷载作用下，纯弯段出现垂直裂缝，剪弯段出现斜裂缝。剪弯段出现斜裂缝。斜截面按要求配置腹筋后，斜裂缝宽度不会超过，只需验斜截面按要求配置腹筋后，斜裂缝宽度不会超过，只需验算垂直裂缝宽度。算垂直裂缝宽度。 MMcr时时，构构件件不不出出现现裂裂缝缝；M=Mcr时时，混混凝凝土土达
13、达到到抗抗拉拉强强度度，进进入入裂裂缝出现的临界状态，砼应力分布不均匀，强度弱的截面出现第一批裂缝。缝出现的临界状态，砼应力分布不均匀，强度弱的截面出现第一批裂缝。 裂裂缝缝处处，钢钢筋筋应应力力突突然然增增大大，原原来来受受拉拉张张紧紧的的砼砼向向两两侧侧回回缩缩，钢钢筋筋与与砼砼出出现现相相对对滑滑移移产产生生变变形形差差。由由于于钢钢筋筋与与砼砼之之间间粘粘结结应应力力的的存存在在，裂裂缝缝截截面面处处钢钢筋筋应应力力又又通通过过粘粘结结应应力力传传递递给给砼砼，使使砼砼拉拉应应力力随随离离开开裂裂缝缝截截面面的的距距离离增增大大而而增增大大，而而钢钢筋筋应应力力则则相相应应的的减减少少
14、，直直到到钢钢筋筋与与砼砼应应变变相相等等，相相对对滑移和粘结应力消失。滑移和粘结应力消失。 随随着着荷荷载载增增加加，陆陆续续出出现现第第二二批批裂裂缝缝、第第三三批批裂裂缝缝。裂裂缝缝间间距距不不断断减减小，当裂缝间砼应力不能增大到砼的抗拉强度时，裂缝出现已达稳定。小，当裂缝间砼应力不能增大到砼的抗拉强度时，裂缝出现已达稳定。裂缝出现过程裂缝出现过程毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院18随着荷载继续增加，随着荷载继续增加，M增加到使用阶段荷载准永久组合的弯矩值时，增加到使用阶段荷载准永久组合的弯矩值时，裂缝间距趋于稳定，裂缝宽度随钢筋与砼间滑移量以及钢筋应力的增裂缝间距趋于稳定，裂缝宽度随钢
15、筋与砼间滑移量以及钢筋应力的增大而增大。最后，各裂缝宽度分别达到一定值，裂缝截面处钢筋应力大而增大。最后，各裂缝宽度分别达到一定值，裂缝截面处钢筋应力达到达到sqsq。-裂缝开展过程裂缝开展过程受弯构件裂缝出现和开展过程受弯构件裂缝出现和开展过程毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院19由受拉钢筋平衡条件：由受拉钢筋平衡条件：受弯构件裂缝宽度的计算受弯构件裂缝宽度的计算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院20由受拉钢筋平衡条件：由受拉钢筋平衡条件：由裂缝截面由裂缝截面a处力矩平衡条件：处力矩平衡条件：由即将出现裂缝截面由即将出现裂缝截面b处力矩平衡条件：处力矩平衡条件：取取1=2毕节学院毕节学院毕节学院
16、毕节学院21假定，假定，砼应力分布均匀，力分布均匀，强度度为ftk有效受拉砼面积有效受拉砼面积毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院22采用等直径钢筋时，取采用等直径钢筋时，取钢筋与砼之间粘结强度与砼抗拉强度成正比，可取钢筋与砼之间粘结强度与砼抗拉强度成正比，可取 为常数。为常数。 也取为常数。也取为常数。k k1 1 经验系数经验系数相对粘结特征系数相对粘结特征系数毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院232、裂缝的出现和分布规律、裂缝的出现和分布规律三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算ac(a)(a)裂裂缝即将出即将出现acb(b)(b)第一批裂第一批裂缝出出现acb(c)(c)裂裂缝的分布
17、及开展的分布及开展毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院243 3、平均裂、平均裂缝间距距轴心受拉构件粘心受拉构件粘结应力力传递长度度三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院25三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算bhbfbfbh0.5hhfhf有效配筋率有效配筋率有效受有效受拉面积拉面积毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院26但上式中，当但上式中，当 趋于零时，裂缝间距也趋于零，这与趋于零时，裂缝间距也趋于零，这与实际不符。试验表明，当实际不符。试验表明，当很小时，裂缝间距趋于某一常很小时，裂缝间距趋于某一常数，该数与混凝土保护层厚度以及钢筋有效约束区有
18、关。为数，该数与混凝土保护层厚度以及钢筋有效约束区有关。为此，对上式进行如下修正：此，对上式进行如下修正：三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算当配筋率相同时，钢筋直径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也当配筋率相同时，钢筋直径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也越小。越小。砼保护层厚度决定的应力传递长度砼保护层厚度决定的应力传递长度相对滑移引起的应力传递长度相对滑移引起的应力传递长度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院27三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算构件受力特征系数构件受力特征系数钢筋直径不等筋直径不等时，采用等效直径，采用等效直径deq毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院28对于常用
19、的带肋钢筋，规范给出的平均裂缝间对于常用的带肋钢筋，规范给出的平均裂缝间距距lm m的计算公式为的计算公式为轴心受拉构件轴心受拉构件受弯、偏拉、偏压构件受弯、偏拉、偏压构件三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院29 te时，取时，取 tec65时，时，取取c=65其它受力构件其它受力构件；轴拉构件；轴拉构件光圆，取；变光圆，取；变形，取形，取三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院30三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算平均
20、裂平均裂缝宽度度wm等于构件裂等于构件裂缝区段内区段内钢筋的平均伸筋的平均伸长与相与相应水平水平处混凝土平均伸混凝土平均伸长的差的差值。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院31三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算s 裂缝截面处纵向钢筋的拉应力裂缝截面处纵向钢筋的拉应力纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数，一般取裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数，一般取0.85毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院32裂裂缝截截面面处的的纵向向受受拉拉钢筋筋应力力s按按荷荷载准准永永久久组合合相相应计算算，s=sq，对预应力力砼构构件件按按荷荷载标准准组合合的效的效
21、应值计算，算，s=sk 。s可按裂缝截面处力的平衡条件求得可按裂缝截面处力的平衡条件求得轴心受拉构件轴心受拉构件、Nq按荷载效应标准组合、准永久组合计按荷载效应标准组合、准永久组合计算的轴向拉力算的轴向拉力受拉钢筋总截面面积受拉钢筋总截面面积三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院33受弯构件受弯构件Mq按荷载效应准永久组合计算的截面弯矩按荷载效应准永久组合计算的截面弯矩截面有效高度截面有效高度内力臂系数，可近似取为内力臂系数，可近似取为0.87受弯构件裂受弯构件裂缝截面截面处的的应力力三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院
22、毕节学院34偏心受拉构件偏心受拉构件三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院35偏心受压构件偏心受压构件三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院36纵向钢筋应变不均匀系数纵向钢筋应变不均匀系数系数系数的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度向受拉钢筋应变的影响程度三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算0.2时，取时，取0.2，当，当1时取时取1，对直，对直接承受重复荷载的构件取接承受重复荷载的构件取1毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院37三、横向受力裂三
23、、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院385、裂、裂缝的最大的最大宽度度由裂由裂缝的的统计特性，按特性，按95%的保的保证率率考考虑到到长期荷期荷载下，混凝土徐下，混凝土徐变影响影响导致裂致裂缝继续扩大，大，取取扩大系数大系数为三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算受弯、偏压构件取；受弯、偏压构件取；偏心受拉构件；偏心受拉构件；轴拉构件取轴拉构件取毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院39v注意注意：（1）最大裂）最大裂缝宽度是受拉度是受拉钢筋合力位置的高度筋合力位置的高度处构件构件侧表表面的裂面的裂缝宽度，适用于度，适用于20 mm cs65mm的情况；的情况；（2
24、）直接承受）直接承受A1-A5级工作制吊工作制吊车的受弯构件，的受弯构件，满载可能性可能性小，上式乘以降低系数；小，上式乘以降低系数；（3）e0/h0 的构件不作裂的构件不作裂缝宽度度验算。算。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院40公路公路钢筋混凝土及筋混凝土及预应力力桥涵涵设计规范采用的方法范采用的方法受拉钢筋的总周长受拉钢筋的总周长三、横向受力裂三、横向受力裂缝宽度的度的计算算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院41影响裂缝宽度的因素分析影响裂缝宽度的因素分析v纵向受拉钢筋的应力纵向受拉钢筋的应力：裂缝宽度与受拉钢筋应力近似成正比，钢筋应：裂缝宽度与受拉钢筋应力近似成正比，钢筋应力越大，裂缝越宽
25、，不宜采用高强钢筋。力越大，裂缝越宽，不宜采用高强钢筋。v纵筋直径纵筋直径d：随着：随着d增大，裂缝间距增大，裂缝间距lcr增大，增大，wmax增大。采用多根细直增大。采用多根细直径钢筋可减小径钢筋可减小d，增大钢筋表面积，使粘结力增大，裂缝宽度减小。，增大钢筋表面积，使粘结力增大，裂缝宽度减小。v纵向受拉钢筋的表面形状纵向受拉钢筋的表面形状：带肋钢筋：带肋钢筋deq小，小，lcr减小，减小，wmax减小，因带减小，因带肋钢筋粘结强度高与光圆钢筋，裂缝截面处，钢筋通过粘结应力将拉肋钢筋粘结强度高与光圆钢筋，裂缝截面处，钢筋通过粘结应力将拉力传递给砼达到砼抗拉强度所需要的距离要小。力传递给砼达到
26、砼抗拉强度所需要的距离要小。v纵向受拉钢筋的配筋率纵向受拉钢筋的配筋率：配筋率越大，钢筋应力越小，裂缝宽度越小。：配筋率越大，钢筋应力越小，裂缝宽度越小。影响裂缝宽度的因素分析影响裂缝宽度的因素分析毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院42影响裂缝宽度的因素分析影响裂缝宽度的因素分析v混凝土保护层厚度：混凝土保护层厚度：c越大，越大，lcr越大，裂缝宽度越大。越大，裂缝宽度越大。v荷载性质：荷载性质：荷载长期作用下裂缝宽度较大，反复动力荷载作用下裂缝荷载长期作用下裂缝宽度较大，反复动力荷载作用下裂缝宽度增大。宽度增大。v构件受力性质：构件受力性质：crv混凝土强度等级：混凝土强度等级：对裂缝宽度影响
27、不大。对裂缝宽度影响不大。影响裂缝宽度的因素分析影响裂缝宽度的因素分析减小裂缝宽度的有效措施：小直径钢筋；变形钢筋减小裂缝宽度的有效措施：小直径钢筋；变形钢筋减小裂缝宽度的有效方法：预应力混凝土减小裂缝宽度的有效方法：预应力混凝土毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院43裂缝截面处钢筋应力裂缝截面处钢筋应力按荷载准永久组合计算的梁跨中截面弯矩值按荷载准永久组合计算的梁跨中截面弯矩值=54.096KN.m 毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院44受拉钢筋应变不均匀系数受拉钢筋应变不均匀系数受弯构件，受弯构件，cr毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院45 毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院46毕节学院毕节学院毕节
28、学院毕节学院47毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院48变形控制的目的和要求形控制的目的和要求（1）保）保证建筑的使用功能要求：建筑的使用功能要求：吊吊车梁的梁的挠度不能度不能过大；放置精密大；放置精密仪器的梁板器的梁板挠度不能度不能过大。大。（2）防止）防止对结构构件构构件产生不良影响生不良影响支撑在支撑在墙上的梁可能会旋上的梁可能会旋转引起引起墙裂裂缝。（3）防止）防止对非非结构构件构构件产生不良影响生不良影响构件构件变形引起形引起门窗窗变形，天花板开裂等。形，天花板开裂等。（4）保）保证人人们的感的感觉在可接受的程度之内在可接受的程度之内过大的大的颤动和明和明显的下垂。的下垂。四、受弯构件的
29、四、受弯构件的变形形毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院491、混凝土受弯构件变形计算的特点混凝土受弯构件变形计算的特点匀匀质弹性材料梁的跨中性材料梁的跨中挠度度f 为混凝土受弯构件的跨中混凝土受弯构件的跨中挠度度f 为B 仍仍称称为受受弯弯构构件件的的弯弯曲曲刚度度，但但由由于于混混凝凝土土是是不不均均匀匀的的非非弹性性材材料料，其其变形形模模量量Ec随随截截面面应力力增增大大而而减减小小，而而裂裂缝截截面面的的惯性性矩矩Ic也也随随裂裂缝开开展展而而显著著降降低低，加加之之混混凝凝土土材材料料具具有有比比较明明显的的徐徐变、收收缩等等“时随随”特特性性，需需要要考考虑长期期荷荷载的的影影响响，
30、因因而而确确定定钢筋筋混混凝凝土构件的弯曲土构件的弯曲刚度度B 要要较确定匀确定匀质材料梁材料梁EI 复复杂得多。得多。四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院50四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度钢筋混凝土筋混凝土纯弯段截面抗弯弯段截面抗弯刚度的特点度的特点：M 012IIIIII ( (1) )随随着着荷荷载的的增增大大（弯弯矩矩增增大大）B不断降低不断降低（2）随着配筋率的降低而减小）随着配筋率的降低而减小（3）沿沿构构件件的的跨跨度度，截截面面抗抗弯弯刚度度是是变化的化的（4）随加）随加载时间的增的增长而减小而减小毕节学院毕节学院毕节学院毕
31、节学院51四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度短期荷短期荷载效效应(荷荷载准永久准永久组合合)时的的挠度度对应的的刚度度为短短期期刚度度Bs考考虑荷荷载长期作用效期作用效应时的的挠度度对应的的刚度度为长期期刚度度Bl(徐徐变、裂、裂缝的不断的不断发展等等展等等)混混凝凝土土受受弯弯构构件件的的变形形验算算中中用用到到的的抗抗弯弯刚度度是是指指构构件件上上一一段段长度度范范围内内的的平平均均截截面面抗抗弯弯刚度度，考考虑到到荷荷载作作用用时间的影响，有短期的影响，有短期刚度度Bs和和长期期刚度度Bl两种。两种。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院52四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度
32、度就平均就平均应变而言符合平截面假定而言符合平截面假定2. 短期刚度短期刚度Bs匀质弹性材料梁匀质弹性材料梁钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院53四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度2. 短期刚度短期刚度Bs钢筋和砼沿纵向应力分布都不均匀，钢筋和砼沿纵向应力分布都不均匀，都用平均应变值。都用平均应变值。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院54四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度裂裂缝截面截面处钢筋的筋的应力和力和应变MqAsh0 h0 1 cq cq 0h0As sq平均应变平均应变毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院55 矩形截面矩形截面裂裂缝截面截面处砼的的应
33、力和力和应变T形截面形截面取取压应力合力为：压应力合力为：毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院56 裂裂缝截面截面处砼的的应力和力和应变受压边缘砼平均应变综合系数受压边缘砼平均应变综合系数毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院57四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院58四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度基本概念基本概念flMlfsMs+3. 荷载长期作用下的刚度荷载长期作用下的刚度考虑荷载短期效应计算的挠度考虑荷载短期效应计算的挠度fs考虑荷载长期作用影响效应计算的挠度考虑荷载长期作用影响效应计算的挠度f1毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院59四、受弯构件
34、的四、受弯构件的变形与形与刚度度定定义挠度增大系数度增大系数：变形系数法形系数法 矩形、矩形、T形，倒形，倒T形和形和I字形截面受弯构件考字形截面受弯构件考虑荷荷载长期作用影响的期作用影响的刚度度B按下列按下列规定定计算：算：1、采用荷、采用荷载标准准组合合时：计算区段内按荷载的标准组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的标准组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的准永久组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的准永久组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的准计算区段内按荷载的准永久组合计算的钢筋砼永久组合计算的钢筋砼受弯构件或者按荷载的受弯构件或者按荷载的标准组合计算的预应力标准组合计算的预应力砼受弯
35、构件的短期刚度砼受弯构件的短期刚度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院60四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度 2、采用荷、采用荷载准永久准永久组合合时：受弯构件受弯构件挠度随度随时间增增长的原因：的原因：砼徐徐变、砼塑性塑性发展、受拉展、受拉砼与与钢筋的粘筋的粘结滑移徐滑移徐变、受拉、受拉砼应力松力松弛以及裂弛以及裂缝向上向上发展、受拉展、受拉钢筋筋应变随随时间增大、受拉区和受增大、受拉区和受压区区砼收收缩不一致使梁不一致使梁翘曲等。曲等。翼翼缘位位于于受受拉拉区区的的T形形截截面面梁梁，短短期期荷荷载作作用用下下受受拉拉砼参参加加工工作作较多多，荷荷载长期期作作用用时退退出出工工作作的
36、的砼就就多多，挠度度增增加叫多，加叫多，增加增加20%。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院614 4 最小刚度原则与挠度验算最小刚度原则与挠度验算沿梁沿梁长的的刚度度和曲率和曲率分布分布四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院62最小最小刚度原度原则就是在同一符号弯矩区段内弯矩最就是在同一符号弯矩区段内弯矩最大大Mmax截面截面处的最小的最小刚度度Bmin作作为该区段的区段的刚度以度以计算构件的算构件的挠度。度。四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度对于于简支梁，根据支梁，根据最小最小刚度原度原则可在全跨范可在全跨范围内取弯矩最大内取弯矩最大Mmax截面
37、截面处的最小的最小刚度度Bmin按等按等刚度梁度梁计算算挠度；度；对于等截面于等截面连续梁、框架梁，存在正梁、框架梁，存在正负弯矩，按正弯矩，按正负弯矩区段内弯弯矩区段内弯矩最大矩最大截面截面处的最小的最小刚度按分段等度按分段等刚度梁度梁计算算挠度；度；当当计算跨度内的支座截面弯曲算跨度内的支座截面弯曲刚度不大于跨中截面弯曲度不大于跨中截面弯曲刚度的度的2倍倍或不小于跨中截面弯曲或不小于跨中截面弯曲刚度的度的1/2时，该跨也可按等跨也可按等刚度构件度构件计算，其算，其构件构件刚度取跨中最大弯矩截面的弯曲度取跨中最大弯矩截面的弯曲刚度。度。毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院63四、受弯构件的四、受
38、弯构件的变形与形与刚度度一一方方面面按按Bmin计算算的的挠度度值偏偏大大；另另一一方方面面，不不考考虑剪剪切切变形形的的影影响响，对出出现斜斜裂裂缝的的情情况况，剪剪跨跨内内钢筋筋应力力大大于于按按正正截截面面的的计算算值，这些些均均导致致挠度度计算算值偏偏小小。上上述述两两方方面面的的影影响响大大致致可可以以互互相相抵抵消消，对国国内内外外约350根根试验梁梁验算算结果果，计算算值与与试验值符符合合较好。因此，采用好。因此，采用“最小最小刚度原度原则”是可以是可以满足工程要求的。足工程要求的。剪切剪切变形和斜裂形和斜裂缝的影响的影响挠度计算：挠度计算：简支梁简支梁毕节学院毕节学院毕节学院毕
39、节学院645、提高受弯构件刚度的措施提高受弯构件刚度的措施 （1）增增大大构构件件截截面面有有效效高高度度是是提提高高构构件件截截面面刚度度最最有效的措施；有效的措施；（2）当当截截面面高高度度及及其其他他条条件件不不变时，如如有有受受拉拉翼翼缘或或受受压翼翼缘，则Bs有所增；有所增；（3）增大受拉筋的配筋率，）增大受拉筋的配筋率，Bs略有增大；略有增大；（4）当当设计中中构构件件的的截截面面高高度度受受到到限限制制时，可可考考虑增增加受拉加受拉钢筋配筋率、采用双筋截面等措施；筋配筋率、采用双筋截面等措施；（5）采采用用高高性性能能混混凝凝土土、对构构件件施施加加预应力力等等都都是是提提高混凝
40、土构件高混凝土构件刚度的有效措施。度的有效措施。四、受弯构件的四、受弯构件的变形与形与刚度度毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院65挠度计算挠度计算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院66挠度计算挠度计算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院67挠度计算挠度计算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院68挠度计算挠度计算毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院691一般说明一般说明结结构构的的耐耐久久性性指指一一个个构构件件、一一个个结结构构系系统统或或一一幢幢建建筑筑物物在在一一定定时时期期内内维维持持其其适适用用性性的的能能力力，亦亦即即结结构构在在其其设设计计使使用用年年限限内内，应应当当能能够够承承受受所所有有可可
41、能能的的荷荷载载和和环环境境作作用用，而而不不应应发发生生过过度的腐蚀、损坏和破坏。度的腐蚀、损坏和破坏。混凝土结构的耐久性主要由两方面决定：混凝土结构的耐久性主要由两方面决定：混凝土、钢筋材料本身特性混凝土、钢筋材料本身特性所处使用环境所处使用环境五、五、结构的耐久性构的耐久性毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院702影响结构耐久性能的主要因素影响结构耐久性能的主要因素内部因素内部因素外部因素外部因素其他因素其他因素混凝土的强度、密实度、混凝土的强度、密实度、水泥用量、水灰比、氯离水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量、子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等保护层厚度等环境条件，主要包括温度
42、、环境条件，主要包括温度、湿度、湿度、CO2含量、含量、侵蚀剂介质等侵蚀剂介质等设计构造上的缺陷、设计构造上的缺陷、施工质量差、施工质量差、使用中维修不当等使用中维修不当等五、五、结构的耐久性构的耐久性毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院713混凝土结构的耐久性设计混凝土结构的耐久性设计混凝土结构的环境类别混凝土结构的环境类别:共有共有5类见附表类见附表15设计使用年限设计使用年限:根据建筑物的重要性程度划分表根据建筑物的重要性程度划分表保证耐久性的技术措施及构造要求保证耐久性的技术措施及构造要求规范采用的是耐久性概念设计规范采用的是耐久性概念设计五、五、结构的耐久性构的耐久性毕节学院毕节学院毕节
43、学院毕节学院72混凝土结构的耐久性设计内容混凝土结构的耐久性设计内容确定混凝土结构的环境类别确定混凝土结构的环境类别提出材料的耐久性质量要求提出材料的耐久性质量要求确定砼保护层厚度确定砼保护层厚度五、五、结构的耐久性构的耐久性提出满足耐久性要求的技术措施及构造要求提出满足耐久性要求的技术措施及构造要求提出不利环境下应采取的防护措施提出不利环境下应采取的防护措施提出试用阶段的维护和检测要求提出试用阶段的维护和检测要求毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院73房屋建筑砼结构耐久性的基本要求房屋建筑砼结构耐久性的基本要求五、五、结构的耐久性构的耐久性毕节学院毕节学院毕节学院毕节学院74房屋建筑砼结构耐久性的基本要求房屋建筑砼结构耐久性的基本要求五、五、结构的耐久性构的耐久性
