钢筋混凝土构件的变形、裂缝和耐久性.ppt

混凝土结构Concrete Structure
第九章钢筋混凝土构件裂缝宽度和挠度验算
Deformation and Crack Width of RC Beam
第九章钢筋混凝土构件的变形、裂缝和耐久性
§9. 1 概述
§9. 2 受弯构件的挠度验算
§9. 3 受弯构件的裂缝宽度验算
§9. 4 混凝土构件的截面延性
§9. 5 混凝土结构的耐久性
本节例题、本节习题
要求
基本要求
重点、难点
变形和裂缝宽度验算的必要性,裂缝控制分级。
变形验算:使用阶段出现裂缝的受弯构件的变形特点,受弯构件的刚度,变形计算的基本假定;变形计算的简化方法,变形控制条件。
裂缝宽度验算(受拉、受弯、偏心受压、偏心受拉):裂缝出现和开展过程;裂缝宽度计算公式及影响裂缝宽度的主要因素;裂缝宽度限值。
混凝土结构的耐久性。
裂缝宽度和变形影响因素,计算方法
概述
§9. 1
外观感觉
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裂缝过宽:钢筋锈蚀导致承载力降低,
影响使用寿命
耐久性—
心理承受:不安全感,振动噪声
对非结构构件的影响:门窗开关,隔墙开裂等
振动、变形过大
对其它结构构件的影响
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影响正常使用:如吊车、精密仪器
适用性—
承载能力极限状态
安全性—
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结构的
功能
对于超过正常使用极限状态的情况,由于其对生命财产的危害性比超过承载力极限状态要小,因此相应的可靠度水平可比承载力极限状态低一些。
Sk:作用效应标准值,如挠度变形和裂缝宽度,应根据荷载标准值和材料强度标准值确定。
以受弯构件为例,在荷载标准值产生的弯矩可表示为,
Msk = CGGk+CQQk
由于活荷载达到其标准值Qk的作用时间较短,故Msk称为短期弯矩,其值约为弯矩设计值的50%~70%。
由于在荷载的长期作用下,构件的变形和裂缝宽度随时间增长,因此需要考虑长期荷载的影响,长期弯矩可表示为,
Ml k= CGGk+yqCQQk
yq为活荷载准永久值系数(quasi-permanent load)
一、变形限值
f ≤[ f ]
[f]为挠度变形限值。主要从以下几个方面考虑:
1、保证结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将影响甚至丧失其使用功能,如支承精密仪器设备的梁板结构挠度过大,将难以使仪器保持水平;屋面结构挠度过大会造成积水而产生渗漏;吊车梁和桥梁的过大变形会妨碍吊车和车辆的正常运行等。
2、防止对结构构件产生不良影响。如支承在砖墙上的梁端产生过大转角,将使支承面积减小、支承反力偏心增大,并会引起墙体开裂。
3、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,也会导致隔墙、天花板的开裂或损坏。
受弯构件的变形验算
4、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。
截面弯曲刚度的概念及定义
由材料力学知,匀质弹性材料梁的跨中挠度为:
S 是与荷载形式、支承条件有关的挠度系数;
截面抗弯刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力,同时也反映了截面弯矩与曲率之间的物理关系。
钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
§9. 2
截面弯曲刚度的特点:
1. 对于弹性均质材料截面,EI为常数,M-f 关系为直线
2. 对于钢筋混凝土构件,由于非匀质非弹性,因此在梁受弯的全过程中,EI是变化的。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,而是随弯矩增大,截面曲率呈曲线变化。
例如:对于简支梁承受均布荷载作用时,其跨中挠度:
Bs –––荷载短期效应组合下的抗弯刚度
Bl –––荷载长期效应组合影响的抗弯刚度
B
–––钢筋混凝土梁的挠度计算
截面弯曲刚度不仅随荷载增大而减小,而且随荷载作用时间的增长而减小。荷载短期效应组合下的抗弯刚度为短期刚度Bs; 荷载长期效应组合影响的抗弯刚度为长期刚度B。