T混凝土結(jié)構(gòu)原理同濟(jì)大學(xué)講稿9

第十章混凝土構(gòu)件的使用性能同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系顧祥林混凝土結(jié)構(gòu)基本原理一、引言結(jié)構(gòu)構(gòu)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(gòu)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(fēng)、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(dāng)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(yīng)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?。。±?、彎、剪、扭、粘結(jié)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、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論以軸心受拉拉為例C*基本假定就就是：開裂裂后，裂縫縫處混凝土土退出工作作，鋼筋和和混凝土之之間發(fā)生滑滑移，混凝凝土回縮至至圖中虛線線的位置*裂縫寬度=裂縫間鋼鋼筋和混凝凝土之間的的變形差值值先求出裂縫間間距三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距l(xiāng)lms（s）smc（c）cmAs粘結(jié)應(yīng)力的的傳遞長度度裂縫數(shù)量增增加至一定定數(shù)量時不不再增加，，但寬度不不斷變化三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距ms(s)llsmc(c)cml（s+s）AssAsc=ftl（s+s）AssAsm裂縫的平均間距三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的間距距bhbfbf’bh0.5hhf’hf為了和受彎彎構(gòu)件相統(tǒng)統(tǒng)一，定義義：有效配筋率率有效受拉面積于是，對軸軸拉和受彎彎構(gòu)件，平平均裂縫間間距的公式式可統(tǒng)一寫寫成：三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算1.粘粘結(jié)滑移理理論裂縫的寬度度裂縫處鋼筋筋的應(yīng)變C設(shè)稱為裂縫間鋼筋應(yīng)力不均勻系數(shù)，則有裂縫處鋼筋筋的應(yīng)力三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算2.無無滑移理論論認(rèn)為混凝土土開裂后，，混凝土與與鋼筋之間間無相對滑滑移，裂縫縫的發(fā)展寬寬度與裂縫縫量測點(diǎn)距距最近一根根鋼筋表面面的距離c直接相關(guān)。。*Broms（美）Base（（英）等人通通過試驗(yàn)得得出：C三、橫向受受力裂縫寬寬度的計算算3.粘接接滑移與無無滑移理論論的結(jié)合上述兩種理理論和實(shí)際際情況均有有一定的差差距，為此此將二者結(jié)結(jié)合起來，，按下述公公式進(jìn)行計計算分析：：C各系數(shù)由試試驗(yàn)分析確確定四、裂縫寬寬度的實(shí)用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的方法《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范》（GB50010）《水工鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范》所采用的方法法四、裂縫寬寬度的實(shí)用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的方法平均裂縫間間距te<0.01時，取te=0.01c<20時，取c=20；c>65時，取c=65受彎kl=1.0；；軸拉kl=1.1光圓，取0.7；變形，取1.0四、裂縫寬寬度的實(shí)用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的方法平均裂縫寬寬度kw=0.85四、裂縫寬寬度的實(shí)用用計算方法法1.半理理論半經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的方法裂縫的最大大寬度由裂縫的統(tǒng)統(tǒng)計特性，，按95%的保證率率考慮到長期期荷載下，，混凝土徐徐變影響導(dǎo)導(dǎo)致裂縫繼繼續(xù)擴(kuò)大，，取擴(kuò)大系系數(shù)為1.5四、裂縫寬寬度的實(shí)用用計算方法法2.以數(shù)數(shù)理統(tǒng)計分分析為基礎(chǔ)礎(chǔ)的計算方方法《公路鋼筋筋混凝土及及預(yù)應(yīng)力橋橋涵設(shè)計規(guī)規(guī)范》采用用的方法受拉鋼筋的的總周長五、裂縫寬寬度的控制制裂縫縫的的控控制制等等級級嚴(yán)格格要要求求不不出出現(xiàn)現(xiàn)裂裂縫縫一級級二級級三級級一般般要要求求不不出出現(xiàn)現(xiàn)裂裂縫縫可以以出出現(xiàn)現(xiàn)裂裂縫縫但但要要驗(yàn)驗(yàn)算算裂裂縫縫的的寬寬度度C由不同同的的《《規(guī)規(guī)范范》》根根據(jù)據(jù)具具體體的的情情況況確確定定六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度1.截截面面抗抗彎彎剛剛度度的的特特點(diǎn)點(diǎn)鋼筋筋混混凝凝土土純純彎彎段段截截面面抗抗彎彎剛剛度度的的特特點(diǎn)點(diǎn)：：M012IIIIII*隨隨著著彎彎矩矩增增大大B不斷斷降降低低*短短期期荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)時時的的撓撓度度對對應(yīng)應(yīng)短短期期剛剛度度Bs*長期期荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)時時的的撓撓度度對對應(yīng)應(yīng)長長期期剛剛度度Bl(徐變變、、裂裂縫縫的的不不斷斷發(fā)發(fā)展展等等等等)恒+活活恒+活活載載中中的的恒恒載載部部分分與荷載載形形式式、、支支承承條條件件有有關(guān)關(guān)的的系系數(shù)數(shù)六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度2.短短期期剛剛度度Bs解析析剛剛度度法法就平平均均應(yīng)應(yīng)變變而而言言符符合合平平截截面面假假定定短期期荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)MsMs六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度2.短短期期剛剛度度Bs解析析剛剛度度法法裂縫縫截截面面處處的的應(yīng)應(yīng)力力和和應(yīng)應(yīng)變變MsAsh0h01cscs0h0Asss平均均應(yīng)應(yīng)變變六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度2.短短期期剛剛度度Bs解析析剛剛度度法法GB50010采用的就是上述公式，且有，于是：六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度3.荷荷載載長長期期作作用用下下的的剛剛度度恒+活活中中““恒恒””基本本概概念念flMlfs活中中““活活”Ms+六、、受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的變變形形與與剛剛度度3.荷荷載載長長期期作作用用下下的的剛剛度度定義義