kA第9章鋼筋混凝土件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性VIP

1、第第9章章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性9.0 概述概述一一.變形和裂縫問題的性質(zhì)：變形和裂縫問題的性質(zhì)：正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)(適用性）適用性）。二二.變形和裂縫問題與承載力極限狀態(tài)的關(guān)系：前者必要時驗算，承變形和裂縫問題與承載力極限狀態(tài)的關(guān)系：前者必要時驗算，承載力極限狀態(tài)在任何情況下必須計算。載力極限狀態(tài)在任何情況下必須計算。三三.對正常使用極限狀態(tài)可靠性的要求比對承載力極限狀態(tài)可靠性的對正常使用極限狀態(tài)可靠性的要求比對承載力極限狀態(tài)可靠性的要求低些，因此前者驗算時取材料強(qiáng)度和荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，后者計算要求低些，因此前

2、者驗算時取材料強(qiáng)度和荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，后者計算時取取材料強(qiáng)度和荷載的設(shè)計值。時取取材料強(qiáng)度和荷載的設(shè)計值。四四.為考慮抗震要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)具備一定的延性。為考慮抗震要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)具備一定的延性。五五.對結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計使用年限進(jìn)行耐久性概念設(shè)計。對結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計使用年限進(jìn)行耐久性概念設(shè)計。適用性主要從以下幾個方面考慮適用性主要從以下幾個方面考慮：1)1) 保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求；保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求；2)2) 防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；3)3) 防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；4)4) 保證使用者的感覺在可接受的程度之內(nèi)。保證使用者的感覺在可接受

3、的程度之內(nèi)。9.1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗算零零.問題的提出問題的提出1.撓度驗算的要求：滿足公式（撓度驗算的要求：滿足公式（9-22）即）即f0.2h0時，取時，取hf=0.2h0。 0()fffebb hbh =砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克14（4）短期剛度的計算式：公式（）短期剛度的計算式：公式（9-16）2061.150.213.5sssefe a hb =四四.受彎構(gòu)件（長期）剛度受彎構(gòu)件（長期）剛度1.荷載長期作用下剛度降低的原因：徐變荷載長期作用下剛度降低的原因：徐變2.（長期）剛度（長期）剛度 ：

4、長期剛度長期剛度b 是指考慮荷載長期效應(yīng)組是指考慮荷載長期效應(yīng)組合時的剛度值。合時的剛度值。按公式（按公式（9-20）計算，其實質(zhì)是將短期剛度修正）計算，其實質(zhì)是將短期剛度修正（折減）后得到的。（折減）后得到的。 bb規(guī)范規(guī)范建議采用建議采用荷載長期效應(yīng)組合撓度增大的荷載長期效應(yīng)組合撓度增大的影響系數(shù)影響系數(shù)來考慮荷載長期效應(yīng)對剛度的影響。來考慮荷載長期效應(yīng)對剛度的影響。長期剛度按下式計算：長期剛度按下式計算： (1)ksqkmbbmm= mq按荷載長期效應(yīng)組合下計算的彎矩值，按荷載長期效應(yīng)組合下計算的彎矩值，按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值與可變荷載準(zhǔn)永久值計算。按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值與可變荷載準(zhǔn)永久值計算。砼結(jié)

5、構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克16五五.最小剛度原則與撓度計算最小剛度原則與撓度計算1.問題的提出：問題的提出：（1）前述剛度是指梁的平均剛度（或純彎段）的計算方法，）前述剛度是指梁的平均剛度（或純彎段）的計算方法，工程設(shè)計計算時如何使用此方法值得討論。工程設(shè)計計算時如何使用此方法值得討論。（2）前述剛度未考慮靠近支座處剛度減小的幅度（若僅考慮）前述剛度未考慮靠近支座處剛度減小的幅度（若僅考慮彎矩）要小些和剪切變形的影響（將減小剛度）。彎矩）要小些和剪切變形的影響（將減小剛度）。（受彎構(gòu)件變形計算方法）（受彎構(gòu)件變形計算方法） 規(guī)范規(guī)范在撓度計算時采

6、在撓度計算時采用了用了“最小剛度原則最小剛度原則”：在同號彎矩區(qū)段采用最大在同號彎矩區(qū)段采用最大彎矩處的截面抗彎剛度彎矩處的截面抗彎剛度（即最小剛度即最小剛度）作為該區(qū)作為該區(qū)段的抗彎剛度，對不同號段的抗彎剛度，對不同號的彎矩區(qū)段，分別取最大的彎矩區(qū)段，分別取最大正彎矩和最大負(fù)彎矩截面正彎矩和最大負(fù)彎矩截面的剛度作為正負(fù)彎矩區(qū)段的剛度作為正負(fù)彎矩區(qū)段的剛度。的剛度。根據(jù)此剛度計算根據(jù)此剛度計算出的撓度最大。出的撓度最大。 2.解決問題的辦法：采用最小剛度原則解決問題的辦法：采用最小剛度原則3.最小剛度原則最小剛度原則 若驗算結(jié)果若驗算結(jié)果 六、對受彎構(gòu)件撓度驗算的討論六、對受彎構(gòu)件撓度驗算的討

7、論1.1.影響短期剛度的因素影響短期剛度的因素(1)(1)由計算公式（由計算公式（9-16）可知：）可知：增大截面高度是提高截增大截面高度是提高截面抗彎剛度、減小構(gòu)件撓度的最有效措施；面抗彎剛度、減小構(gòu)件撓度的最有效措施；(2)(2)若構(gòu)件截面受到限制不能加大時，可考慮若構(gòu)件截面受到限制不能加大時，可考慮增大縱向增大縱向受拉鋼筋的配筋率或提高混凝土強(qiáng)度等級受拉鋼筋的配筋率或提高混凝土強(qiáng)度等級，但作用并不，但作用并不顯著；顯著；(3)(3)在受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋在受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋；提高截面抗彎提高截面抗彎剛度剛度（4 4）mkmk2.配筋率對承載力和撓度的影響：在適筋范圍內(nèi)，

8、提高配筋率對承載力和撓度的影響：在適筋范圍內(nèi)，提高配筋率能提高承載力，但提高剛度不明顯，有時甚至加配筋率能提高承載力，但提高剛度不明顯，有時甚至加大撓度，見圖（大撓度，見圖（9-9）；）；f f :則如下則如下sksb受彎構(gòu)件變形驗算按下列具體步驟進(jìn)行：受彎構(gòu)件變形驗算按下列具體步驟進(jìn)行： 計算荷載短期效應(yīng)組合值計算荷載短期效應(yīng)組合值mk和荷載長期效應(yīng)組合值和荷載長期效應(yīng)組合值ml；按下列式子計算按下列式子計算: :=nikiqicikqkgsqcqcgcs2111nlgkqiqiikisc gcq=2061.150.213.5sssefe a hb = 計算短期剛度計算短期剛度bs: :4.

9、撓度計算步驟撓度計算步驟（1）根據(jù)最小剛度原則確定所求剛度；）根據(jù)最小剛度原則確定所求剛度；（2）代入材料力學(xué)公式計算撓度；）代入材料力學(xué)公式計算撓度；（3）滿足公式（）滿足公式（9-22）的要求。）的要求。受彎構(gòu)件變形驗算按下列步驟進(jìn)行：受彎構(gòu)件變形驗算按下列步驟進(jìn)行： (1)ksqkmbbmm= 計算長期剛度計算長期剛度b： 用用b代替材料力學(xué)公式代替材料力學(xué)公式 中的中的ei，計，計算出構(gòu)件的最大撓度，并按式算出構(gòu)件的最大撓度，并按式 進(jìn)行驗算。進(jìn)行驗算。 20eimlsf =f f 3.跨高比：一般講，跨度越大則撓度越大；梁高越大，撓度越?。豢绺弑龋阂话阒v，跨度越大則撓度越大；梁高越大

10、，撓度越??；可選擇適當(dāng)?shù)目绺弑?，可控制撓度；可選擇適當(dāng)?shù)目绺弑龋煽刂茡隙龋?.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形限值：規(guī)范根據(jù)有關(guān)要求規(guī)定的具體數(shù)值，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形限值：規(guī)范根據(jù)有關(guān)要求規(guī)定的具體數(shù)值，見附表見附表5-1。砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克239.2 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算一一. .裂縫產(chǎn)生的原因裂縫產(chǎn)生的原因 裂縫是工程結(jié)構(gòu)中常見的一種作用效應(yīng)，裂縫按其形成的原因可裂縫是工程結(jié)構(gòu)中常見的一種作用效應(yīng)，裂縫按其形成的原因可分為兩大類：一類是由荷載作用引起的裂縫；另一類是由變形因分為兩大類：一類是由荷載作用引起的裂縫

11、；另一類是由變形因素引起的裂縫。素引起的裂縫。9.2.3 9.2.3 裂縫特性裂縫特性 從平均意義上講，裂縫間距和寬度具有以下特性：從平均意義上講，裂縫間距和寬度具有以下特性： 裂縫寬度與裂縫間距密切相關(guān)。裂縫間距大裂縫寬裂縫寬度與裂縫間距密切相關(guān)。裂縫間距大裂縫寬度也大。裂縫間距小，裂縫寬度也度也大。裂縫間距小，裂縫寬度也小。而裂縫間距與鋼小。而裂縫間距與鋼筋表面特征有關(guān)，變形鋼筋裂縫密而窄，光圓鋼筋裂縫筋表面特征有關(guān)，變形鋼筋裂縫密而窄，光圓鋼筋裂縫疏而寬。在鋼筋面積相同的情況下，鋼筋直徑細(xì)根數(shù)多，疏而寬。在鋼筋面積相同的情況下，鋼筋直徑細(xì)根數(shù)多，則裂縫密而窄，反之裂縫疏而寬；則裂縫密而窄

12、，反之裂縫疏而寬； 砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克24二二. .裂縫寬度驗算的裂縫寬度驗算的目的和要求目的和要求 1 1）. .目的目的當(dāng)裂縫寬度較大時，一是會引起鋼筋銹蝕，二是使結(jié)構(gòu)剛度減當(dāng)裂縫寬度較大時，一是會引起鋼筋銹蝕，二是使結(jié)構(gòu)剛度減少、變形增加，在使用從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，同少、變形增加，在使用從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，同時給人不安全感。時給人不安全感。2 2）. .要求要求構(gòu)件裂縫控制等級共分為三級：一級為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫，構(gòu)件裂縫控制等級共分為三級：一級為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫，二級為一般要求不出現(xiàn)裂二級為一般要求不

13、出現(xiàn)裂縫，三級為允許出現(xiàn)裂縫?？p，三級為允許出現(xiàn)裂縫。 裂縫間距和寬度隨受拉區(qū)混凝土有效面積增大而增裂縫間距和寬度隨受拉區(qū)混凝土有效面積增大而增大，隨混凝土保護(hù)層厚度增大而增大；大，隨混凝土保護(hù)層厚度增大而增大； 裂縫寬度隨受拉鋼筋用量增大而減小；裂縫寬度隨受拉鋼筋用量增大而減?。?裂縫寬度與荷載作用時間長短有關(guān)。裂縫寬度與荷載作用時間長短有關(guān)。 砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克25三三.裂縫的出現(xiàn)、分布和開展裂縫的出現(xiàn)、分布和開展1.裂縫的出現(xiàn)：混凝土達(dá)到其抗拉強(qiáng)度后產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到其極限拉伸變形后即裂縫的出現(xiàn)：混凝土達(dá)到其抗拉強(qiáng)度后產(chǎn)生塑性變

14、形，達(dá)到其極限拉伸變形后即開裂；理論上講，混凝土抗拉強(qiáng)度是相等的，但是，由于混凝土材料的離散性，總開裂；理論上講，混凝土抗拉強(qiáng)度是相等的，但是，由于混凝土材料的離散性，總存在某薄弱處，此處強(qiáng)度最低，因此在該處混凝土將首先開裂，如圖存在某薄弱處，此處強(qiáng)度最低，因此在該處混凝土將首先開裂，如圖9-12（a）；）； 2.裂縫的分布：裂縫的分布：裂縫截面處混凝土產(chǎn)生滑移并退出工作，鋼筋應(yīng)力裂縫截面處混凝土產(chǎn)生滑移并退出工作，鋼筋應(yīng)力突增；離開裂縫截面一段長度（稱為突增；離開裂縫截面一段長度（稱為“傳遞長度傳遞長度”）后，混凝土與后，混凝土與鋼筋又能共同工作；當(dāng)彎矩增大時，有可能在大于傳遞長度的部位鋼筋

15、又能共同工作；當(dāng)彎矩增大時，有可能在大于傳遞長度的部位出現(xiàn)新的裂縫，直到裂縫出現(xiàn)新的裂縫，直到裂縫“出齊出齊”，一般講，一般講，受彎構(gòu)件受拉區(qū)兩條受彎構(gòu)件受拉區(qū)兩條裂縫之間的平均間距為裂縫之間的平均間距為1.5倍的傳遞長度，倍的傳遞長度，見圖見圖9-12（b）；）；3.裂縫的開展：裂縫的開展：由于裂縫截面處混凝土的不斷回縮、鋼筋的不斷伸由于裂縫截面處混凝土的不斷回縮、鋼筋的不斷伸長，裂縫寬度將加大長，裂縫寬度將加大；一般講，受拉鋼筋表面處混凝土的裂縫寬度；一般講，受拉鋼筋表面處混凝土的裂縫寬度大約為構(gòu)件受拉區(qū)表面處混凝土裂縫跨度的大約為構(gòu)件受拉區(qū)表面處混凝土裂縫跨度的1/51/3；4.根據(jù)上述

16、原理可進(jìn)行裂縫寬度的計算，由于考慮了混凝土與鋼筋根據(jù)上述原理可進(jìn)行裂縫寬度的計算，由于考慮了混凝土與鋼筋的滑移，所以求出的的滑移，所以求出的裂縫寬度是指鋼筋表面處的裂縫寬度是指鋼筋表面處的，此即我國規(guī)范的，此即我國規(guī)范的基本計算原理?；居嬎阍?。5.我國規(guī)范的我國規(guī)范的思路思路：平均裂縫間距平均裂縫間距 平均裂縫寬度平均裂縫寬度 最大裂縫寬度最大裂縫寬度 四四.平均裂縫間距平均裂縫間距1.根據(jù)試驗有關(guān)系：根據(jù)試驗有關(guān)系：平均裂縫間距平均裂縫間距=1.5傳遞長度傳遞長度；2.傳遞長度的求解：由圖傳遞長度的求解：由圖9-14，由脫離體的平衡條件可得到平均裂，由脫離體的平衡條件可得到平均裂縫間距的

17、理論計算公式（縫間距的理論計算公式（9-27）；）；3.考慮鋼筋外形和混凝土保護(hù)層的影響，可得到平均裂縫間距的經(jīng)考慮鋼筋外形和混凝土保護(hù)層的影響，可得到平均裂縫間距的經(jīng)驗公式（驗公式（9-29）；）；lf t t a s 2 t a s 1 m m t a s 1 t a s 2圖圖9-14砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克28tt emtetetmtetmtes1ss2sttes1ss2smfauadu4f d3m8fdm11m29-14aa =a+f a-(9-24)9-14ba =a+ul-(9-25)l=g-(9-26)=,1.5l=g-(9

18、-27)l=k-(9-28),k -l=k c+k按 圖 （） 的 內(nèi) 力 平 衡 條 件 有 ：由 （） 有直 徑 相 同 ，乘 以后 的 裂 縫 平 均 間 距實 驗 表 明為 常 數(shù) ， 則經(jīng) 驗 系 數(shù)ted1-(9-29)砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克29五五.平均裂縫寬度平均裂縫寬度1.平均裂縫寬度計算式（平均裂縫寬度計算式（具體思路如下具體思路如下）（1）計算原理：平均裂縫寬度）計算原理：平均裂縫寬度=平均裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋的伸長減去同一縱向纖維平均裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋的伸長減去同一縱向纖維處混凝土的伸長，見圖處混凝土的伸長，見圖9-

19、15；（2）根據(jù)上述原理可導(dǎo)出表達(dá)式（）根據(jù)上述原理可導(dǎo)出表達(dá)式（9-30）；）；（3）根據(jù)試驗，對公式（）根據(jù)試驗，對公式（9-30）修正后可得經(jīng)驗公式（）修正后可得經(jīng)驗公式（9-32），此式與裂縫截面處鋼），此式與裂縫截面處鋼筋應(yīng)力、等因素有關(guān)。筋應(yīng)力、等因素有關(guān)。推導(dǎo)如下頁：推導(dǎo)如下頁：2.裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力計算裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力計算 對于受彎構(gòu)件，裂縫截面處鋼筋的應(yīng)力可根據(jù)適筋梁第對于受彎構(gòu)件，裂縫截面處鋼筋的應(yīng)力可根據(jù)適筋梁第ii階段的應(yīng)力圖形求得，即公階段的應(yīng)力圖形求得，即公式（式（9-33），其余構(gòu)件裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力可同理計算，如公式（），其余構(gòu)件裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力可同

20、理計算，如公式（9-34）（軸拉構(gòu)）（軸拉構(gòu)件）、（件）、（9-35）（偏拉構(gòu)件）和（）（偏拉構(gòu)件）和（9-36）（偏壓構(gòu)件）。）（偏壓構(gòu)件）。推導(dǎo)如下頁：推導(dǎo)如下頁：砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克30k00.87(1)(9 30)10.85(0.85(9 32)(9 33)ctmsmsksctmsmsksksssmsm mctm msmmsmskecmcmeemahllll = =sksk對軸心拉、受彎，偏心拉壓）均可按裂縫截面處的力平衡條件得：如受彎構(gòu)件有砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克31六六.

21、最大裂縫寬度及其驗算最大裂縫寬度及其驗算1.確定最大裂縫寬度的方法確定最大裂縫寬度的方法（1）原則：最大裂縫寬度）原則：最大裂縫寬度=擴(kuò)大系數(shù)擴(kuò)大系數(shù)*平均裂縫寬度平均裂縫寬度（2）擴(kuò)大系數(shù)考慮了裂縫寬度不均勻性、應(yīng)力松弛和徐變。）擴(kuò)大系數(shù)考慮了裂縫寬度不均勻性、應(yīng)力松弛和徐變。2.最大裂縫寬度的計算最大裂縫寬度的計算（1）根據(jù)試驗結(jié)果分析可得計算公式為（）根據(jù)試驗結(jié)果分析可得計算公式為（9-40）式；）式；（2）式中各符號的意義見書上的說明；）式中各符號的意義見書上的說明；（3）公式（）公式（9-40）求得的最大裂縫寬度具有）求得的最大裂縫寬度具有95%的保證率。的保證率。推到如下推到如下0

22、.85skmmsle=各種構(gòu)件正截面最大裂縫寬度計算公式為各種構(gòu)件正截面最大裂縫寬度計算公式為 :max(1.90.08)eqskcrstedce =規(guī)范規(guī)范要求計算的要求計算的max具有具有95的保證率。的保證率。 最大最大裂縫寬度及其驗算裂縫寬度及其驗算m axmli符號意義同前，當(dāng)裂縫寬度驗算時符號意義同前，當(dāng)裂縫寬度驗算時 ,tesk te0.01時,取取 =0.01；tecr 構(gòu)件受力特征系數(shù)；構(gòu)件受力特征系數(shù)；7 . 2=cr軸心受拉構(gòu)件：軸心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件： 4 . 2=cr受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件：受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件： 1 . 2=crc c混凝土保護(hù)層厚

23、度，當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度，當(dāng)c c65mm時，取時，取c=65mm ；deq縱向受拉鋼筋的等效直徑縱向受拉鋼筋的等效直徑（mm）2iieqiiin ddn v d=0.7,1.0iiivvv=為鋼筋相對粘結(jié)特征系數(shù)，光圓鋼筋帶肋鋼筋；裂縫截面處鋼筋應(yīng)力裂縫截面處鋼筋應(yīng)力sk的計算的計算: 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件sk計算按式計算按式： 00.87ksksma h=軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件 ksksna=式中式中 ns 、as分別為按荷載短期效應(yīng)組合計算的軸分別為按荷載短期效應(yīng)組合計算的軸向拉力值和受拉鋼筋總截面面積。向拉力值和受拉鋼筋總截面面積。 3.最大裂縫寬度的驗算條件最大裂縫寬度的驗算條件（1）按

24、公式（）按公式（9-40）求得的最大裂縫寬度小于或等于裂縫寬度限）求得的最大裂縫寬度小于或等于裂縫寬度限制數(shù)值，即公式（制數(shù)值，即公式（9-41）；）；（2）分析公式（）分析公式（9-40）可知，減小裂縫寬度的主要措施（在已滿）可知，減小裂縫寬度的主要措施（在已滿足承載力要求的前提下）是減小鋼筋的直徑；足承載力要求的前提下）是減小鋼筋的直徑；（3）不需要進(jìn)行裂縫寬度驗算的鋼筋直徑可查有關(guān)表格。）不需要進(jìn)行裂縫寬度驗算的鋼筋直徑可查有關(guān)表格。4.最大裂縫寬度的限制數(shù)值見附表最大裂縫寬度的限制數(shù)值見附表5-3，一般為，一般為0.20.3mm。m axmli9.3 混凝土構(gòu)件的延性混凝土構(gòu)件的延性一

25、一.延性概念延性概念1.延性的基本定義：構(gòu)件從鋼筋（或構(gòu)件、截面）屈服至達(dá)到承載延性的基本定義：構(gòu)件從鋼筋（或構(gòu)件、截面）屈服至達(dá)到承載力極限狀態(tài)期間的變形能力。力極限狀態(tài)期間的變形能力。即延性是反映構(gòu)件的后期變形能力。即延性是反映構(gòu)件的后期變形能力。2.要求構(gòu)件具備延性的目的要求構(gòu)件具備延性的目的（1）吸能、抗震；）吸能、抗震；（2）防止脆性破壞；）防止脆性破壞；（3）適應(yīng)非直接荷載的作用（如地基不均勻沉降和溫差）；）適應(yīng)非直接荷載的作用（如地基不均勻沉降和溫差）；（4）使超靜定結(jié)構(gòu)能充分發(fā)生內(nèi)力重分布；）使超靜定結(jié)構(gòu)能充分發(fā)生內(nèi)力重分布；3.延性的描述指標(biāo)：延性系數(shù)延性的描述指標(biāo)：延性系數(shù)

26、二二.受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù)受彎構(gòu)件的截面曲率延性系數(shù)1.受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)表達(dá)式受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)表達(dá)式（1）受彎構(gòu)件的延性用曲率延性系數(shù)表達(dá)；）受彎構(gòu)件的延性用曲率延性系數(shù)表達(dá)；（2）曲率延性系數(shù)的物理意義：截面達(dá)到承載力極限狀態(tài)時的曲）曲率延性系數(shù)的物理意義：截面達(dá)到承載力極限狀態(tài)時的曲率與截面受拉鋼筋開始屈服的曲率之比；率與截面受拉鋼筋開始屈服的曲率之比；（3）根據(jù)平截面假定和上述兩種狀態(tài)的應(yīng)力圖形可推出截面曲率）根據(jù)平截面假定和上述兩種狀態(tài)的應(yīng)力圖形可推出截面曲率延性系數(shù)為公式（延性系數(shù)為公式（9-44）。）。截面的延性的計算截面的延性的計算截面的延性的計算截面的延性

27、的計算 截面的延性用延性系數(shù)來表達(dá)，計算時采用截面的延性用延性系數(shù)來表達(dá)，計算時采用平截面假平截面假定定。受彎構(gòu)件截面曲率受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)表達(dá)式：延性系數(shù)表達(dá)式：0(1)ucuyyak hx=砼結(jié)構(gòu)基本原理第9章河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院 孫克孫克392.影響因素影響因素1）.影響因素主要包括：縱向鋼筋配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及影響因素主要包括：縱向鋼筋配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等。即極限壓應(yīng)變混凝土強(qiáng)度等。即極限壓應(yīng)變 以及受壓區(qū)高度以及受壓區(qū)高度 kh0 和和 兩個綜合因素。兩個綜合因素。3.提高截面曲率延性系數(shù)的措施有提

28、高截面曲率延性系數(shù)的措施有:（1）縱向受拉鋼筋配筋率增大，延性系數(shù)減小，限制縱向受拉鋼筋的配筋率，）縱向受拉鋼筋配筋率增大，延性系數(shù)減小，限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不應(yīng)大于一般不應(yīng)大于2.5%；如圖；如圖9-19；（2）受壓鋼筋配筋率或混凝土極限壓應(yīng)變增大，延性系數(shù)增大；受壓區(qū)高度）受壓鋼筋配筋率或混凝土極限壓應(yīng)變增大，延性系數(shù)增大；受壓區(qū)高度 規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般保持為規(guī)定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般保持為（3）混凝土強(qiáng)度提高且采用軟鋼，延性系數(shù)提高。）混凝土強(qiáng)度提高且采用軟鋼，延性系數(shù)提高。（4）在彎矩較大區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。）在彎矩較大區(qū)段適當(dāng)加密箍筋。 /0.

29、3 0.5ssaa=0(0.25 0.35)xhaxcu三、偏壓構(gòu)件截面曲率延性的分析三、偏壓構(gòu)件截面曲率延性的分析和受彎構(gòu)件相同點和受彎構(gòu)件相同點：影響因素影響因素-縱向鋼筋配筋率、混凝縱向鋼筋配筋率、混凝土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等。即極限土極限壓應(yīng)變、鋼筋屈服強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度等。即極限壓應(yīng)變壓應(yīng)變 以及受壓區(qū)高度以及受壓區(qū)高度 kh0 和和 兩個綜合因素。兩個綜合因素。axcu和受彎構(gòu)件和受彎構(gòu)件不同點：不同點：n（1 1）軸壓比）軸壓比cnnf a=相同的混凝土極限壓應(yīng)變，相同的混凝土極限壓應(yīng)變，軸壓比越大，軸壓比越大，截面受壓區(qū)高截面受壓區(qū)高度越大，度越大，截面曲率延性系

30、數(shù)越小。截面曲率延性系數(shù)越小。應(yīng)限制軸壓比。應(yīng)限制軸壓比。（2 2）配箍率）配箍率配箍率高，配箍率高，混凝土極限壓應(yīng)變值增大，使混凝土極限壓應(yīng)變值增大，使截面曲率延截面曲率延性系數(shù)提高。性系數(shù)提高。圖（圖（9-20）9.4 9.4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概念：概念： 耐久性耐久性指在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，必指在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，必須保持適合于使用，而不需要進(jìn)行維修加固。須保持適合于使用，而不需要進(jìn)行維修加固。9.4.1 耐久性的概念及其影響因素耐久性的概念及其影響因素 耐久性耐久性設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)主要是主要是結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、設(shè)計使用結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、設(shè)計使用年限

31、及考慮對混凝土材料的基本要求年限及考慮對混凝土材料的基本要求。影響因素影響因素： i.內(nèi)部因素：內(nèi)部因素： 混凝土強(qiáng)度、密實性、滲混凝土強(qiáng)度、密實性、滲透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、標(biāo)號透性、保護(hù)層厚度、水泥品種、標(biāo)號和用量、外加劑等；和用量、外加劑等；ii.外部因素：外部因素： 環(huán)境環(huán)境溫度、濕度溫度、濕度、co2含量、含量、 侵蝕性介質(zhì)等。侵蝕性介質(zhì)等。 碳化是混凝土中性化的形式，是指大氣中的二氧化碳化是混凝土中性化的形式，是指大氣中的二氧化碳（碳（co2）不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與其中的堿性物）不斷向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，并與其中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土的使混凝土的ph值降低值降低。碳化影響因素有：環(huán)境因素和材料本身的性質(zhì)。碳化影響因素有：環(huán)境因素和材料本身的性質(zhì)。9.4.2 混凝土的碳化及鋼筋的銹蝕混凝土的碳化及鋼筋的銹蝕9.4.39.4.3鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最關(guān)鍵問題鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最關(guān)鍵問題, , 它是一個電化學(xué)過程，因此它是一個電化學(xué)過程，因此銹蝕主要取決于氧氣通過混銹蝕主要取決于氧氣通過混凝土保護(hù)層向鋼筋表面的陰極的擴(kuò)散速度凝土保護(hù)層向鋼筋表面的陰極的擴(kuò)散速度，而這種擴(kuò)散，而這種擴(kuò)散速度主要取決于混凝土的速度主要取決于混凝土的密實度密實度。氧氣和水份是鋼筋銹氧氣和水份是鋼筋銹蝕必要條件。蝕必要