混凝土結構基本原理講義一三

第十章混凝土構件的使用性能混凝土結構基本原理一、引言結構構件的可靠性本章的主要內(nèi)容具有足夠的承載力和變形能力安全性適用性耐久性在使用荷載下不產(chǎn)生過大的裂縫和變形在一定時期內(nèi)維持其安全性和適用性的能力二、裂縫的分類與成因

1.分類施工期間產(chǎn)生的裂縫和使用期間產(chǎn)生的裂縫按裂縫的產(chǎn)生時間龜裂、橫向裂縫（與構件軸線垂直）、縱向裂縫、斜裂縫、八字裂縫、X形交叉裂縫等按裂縫的產(chǎn)生原因非受力因素產(chǎn)生的裂縫和受力因素產(chǎn)生的裂縫按裂縫的形態(tài)二、裂縫的分類與成因

2.成因固體下沉，表面泌水而引起的。大風、高溫使水分從混凝土表面快速蒸發(fā)引起的（龜裂）。塑性裂縫混凝土的收縮受到約束后產(chǎn)生的裂縫溫度裂縫大體積混凝土中由于混凝土水化作用產(chǎn)生的水化熱使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生溫度差。約束收縮裂縫施工期間的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因因施工程序不當而造成的受力裂縫施工中的受力裂縫施工期間的裂縫樓板裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----鋼筋銹蝕引起的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----溫度（氣溫）變化引起的裂縫溫度區(qū)段氣溫升高時T二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----地基不均勻沉降引起的裂縫二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----外部環(huán)境引起的裂縫凍融循環(huán)作用堿骨料反應鹽類腐蝕外部環(huán)境酸類腐蝕二、裂縫的分類與成因

2.成因使用期間的裂縫----荷載引起的裂縫斜裂縫?。〈怪绷芽p！縱向裂縫?。?！拉、彎、剪、扭、粘結等引起的裂縫目前，只有在拉、彎狀態(tài)下混凝土橫向裂縫寬度的計算理論比較成熟。這也是下面所要介紹的主要內(nèi)容三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論以軸心心受拉拉為例例C*基本假假定就就是：：開裂裂后，，裂縫縫處混混凝土土退出出工作作，鋼鋼筋和和混凝凝土之之間發(fā)發(fā)生滑滑移，，混凝凝土回回縮至至圖中中虛線線的位位置*裂縫寬寬度=裂縫間間鋼筋筋和混混凝土土之間間的變變形差差值先求出裂裂縫間間距三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論裂縫的的間距距l(xiāng)lms（s）smc（c）cmAs粘結應應力的的傳遞遞長度度裂縫數(shù)數(shù)量增增加至至一定定數(shù)量量時不不再增增加，，但寬寬度不不斷變變化三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論裂縫的的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論裂縫的的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂縫的平均間距三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論裂縫的的間距距bhbfbf’bh0.5hhf’hf為了和和受彎彎構件件相統(tǒng)統(tǒng)一，，定義義：有效配配筋率率有效受拉面積于是，，對軸軸拉和和受彎彎構件件，平平均裂裂縫間間距的的公式式可統(tǒng)統(tǒng)一寫寫成：：三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算1.粘結滑滑移理理論裂縫的的寬度度裂縫處處鋼筋筋的應應變C設稱為裂縫間鋼筋應力不均勻系數(shù)，則有裂縫處處鋼筋筋的應應力三、橫橫向受受力裂裂縫寬寬度的的計算算2.無滑移理理論認為混凝凝土開裂裂后，混混凝土與與鋼筋之之間無相相對滑移移，裂縫縫的發(fā)展展寬度與與裂縫量量測點距距最近一一根鋼筋筋表面的的距離c直接相關關。*Broms（美）Base（英）等人通過過試驗得出：：C三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算3.粘接滑移與與無滑移理理論的結合合上述兩種理理論和實際際情況均有有一定的差差距，為此此將二者結結合起來，，按下述公公式進行計計算分析：：C各系數(shù)由試驗分分析確定四、裂縫寬度的的實用計算方法法1.半理論論半經(jīng)經(jīng)驗的的方法法《混凝土土結構構設計計規(guī)范范》（GB50010）《水工鋼鋼筋混混凝土土結構構設計計規(guī)范范》所采用的的方法法四、裂裂縫寬寬度的的實用用計算算方法法1.半理論論半經(jīng)經(jīng)驗的的方法法平均裂裂縫間間距te<0.01時，取取te=0.01c<20時，取取c=20；c>65時，取取c=65受彎kl=1.0；軸拉kl=1.1光圓，，取0.7；變形，，取1.0四、裂裂縫寬寬度的的實用用計算算方法法1.半理論論半經(jīng)經(jīng)驗的的方法法平均裂裂縫寬寬度kw=0.85四、裂裂縫寬寬度的的實用用計算算方法法1.半理論論半經(jīng)經(jīng)驗的的方法法裂縫的的最大大寬度度由裂縫縫的統(tǒng)統(tǒng)計特特性，，按95%的保證證率考慮到到長期期荷載載下，，混凝凝土徐徐變影影響導導致裂裂縫繼繼續(xù)擴擴大，，取擴擴大系系數(shù)為為1.5四、裂裂縫寬寬度的的實用用計算算方法法2.以數(shù)理理統(tǒng)計計分析析為基基礎的的計算算方法法《公路鋼鋼筋混混凝土土及預預應力力橋涵涵設計計規(guī)范范》采用的的方法法受拉鋼鋼筋的的總周周長五、裂裂縫寬寬度的的控制制裂縫的的控制制等級級嚴格要要求不不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫一級二級三級一般要要求不不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫可以出現(xiàn)裂縫但要要驗算裂縫的寬度度C由不同的《規(guī)范》根據(jù)具體的情況確確定六、受彎構件的變變形與剛度1.截面抗彎剛度的特特點鋼筋混凝土純純彎段截面抗抗彎剛度的特特點：M012IIIIII*隨著彎矩增增大B不斷降低*短期荷載效效應時的撓度度對應短期剛剛度Bs*長期荷載效應應時的撓度對對應長期剛度度Bl(徐變、裂縫的的不斷發(fā)展等等等)恒+活恒+活載中的恒載載部分與荷載形式、支支承條件有關關的系數(shù)六、受彎構件件的變形與剛剛度2.短期剛度Bs解析剛度法就平均應變而而言符合平截截面假定短期荷載效應MsMs六、受彎構件的的變形與剛度2.短期剛度Bs解析剛度法裂縫截面處的應應力和應變MsAsh0h01cscs0h0Asss平均應變六、受彎構件的的變形與剛度2.短期剛度Bs解析剛度法GB50010采用的就是上述公式，且有，于是：六、受彎構