溷凝土構(gòu)件的變形幾裂縫寬度驗(yàn)算

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1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrincipleforConcreteStructure第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算DeformationandCrackWidthofRCBeam9.1概述外觀感覺?íì裂縫過(guò)寬：鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載力降低，影響使用壽命耐久性—心理承受：不安全感，振動(dòng)噪聲對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：門窗開關(guān)，隔墻開裂等振動(dòng)、變形過(guò)大對(duì)其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響???????íì變形過(guò)大影響正常使用：如吊車、精密儀器適用性—承載能力極限狀態(tài)安全性—?????????????????íì—結(jié)構(gòu)的功能第九章變形和裂縫寬度的計(jì)

2、算9.1概述對(duì)于超過(guò)正常使用極限狀態(tài)的情況，由于其對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的危害性比超過(guò)承載力極限狀態(tài)要小，因此相應(yīng)的可靠度水平可比承載力極限狀態(tài)低一些。正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算表達(dá)式為:Sk：作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值，如撓度變形和裂縫寬度，應(yīng)根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。以受彎構(gòu)件為例，在荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩可表示為，Msk=CGGk+CQQk由于活荷載達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)值Qk的作用時(shí)間較短，故Msk稱為短期彎矩，其值約為彎矩設(shè)計(jì)值的50%~70%。由于在荷載的長(zhǎng)期作用下，構(gòu)件的變形和裂縫寬度隨時(shí)間增長(zhǎng)，因此需要考慮長(zhǎng)期荷載的影響，長(zhǎng)期彎矩可表示為，Mlk=CGGk+yqCQ

3、Qkyq為活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)（quasi-permanentload）第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算9.1.1截面彎曲剛度的概念及其定義材料力學(xué)中，勻質(zhì)彈性材料梁的跨中撓度為20EIMlSf=式中S——與荷載類型和支承條件有關(guān)的系數(shù)；EI——梁截面的抗彎剛度。由于是勻質(zhì)彈性材料，所以當(dāng)梁截面的尺寸確定后，其抗彎剛度即可確定且為常量，撓度f(wàn)與M成線性關(guān)系。對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，由于材料的非彈性性質(zhì)和受拉區(qū)裂縫的開展，梁的抗彎剛度不是常數(shù)而是變化的，其主要特點(diǎn)如下：9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算①隨荷載的增加而減少，即M越大，抗彎剛度越小。驗(yàn)算變形時(shí)，截面

4、抗彎剛度選擇在曲線第Ⅱ階段（帶裂縫工作階段）確定；②隨配筋率ρ的降低而減少。對(duì)于截面尺寸和材料都相問(wèn)的適筋梁，ρ小，變形大些；截面抗彎剛度小些；③沿構(gòu)件跨度，彎矩在變化，截面剛度也在變化，即使在純彎段剛度也不盡相同，裂縫截面處的小些，裂縫間截面的大些；④隨加載時(shí)間的增長(zhǎng)而減小。構(gòu)件在長(zhǎng)期荷載作用下，變形會(huì)加大，在變形驗(yàn)算中，除了要考慮短期效應(yīng)組合，還應(yīng)考慮荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)的影響，故有長(zhǎng)期剛度Bs和短期剛度Bl。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算9.1.2短期剛度Bs短期剛度是指鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在荷載短期效應(yīng)組合下的剛度值（以N·mm2計(jì)）。對(duì)矩形、

5、T形、工字形截面受彎構(gòu)件，短期剛度的計(jì)算公式為式中γf′——受壓翼緣的加強(qiáng)系數(shù)；當(dāng)hf′>0.2h0時(shí)，取hf′>0.2h0。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算——鋼筋的彈性模量Es和混凝土Ec彈性模量的比值；ρ——縱向受拉鋼筋的配筋率，；ψ——鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，是裂縫之間鋼筋的平均應(yīng)變與裂縫截面鋼筋應(yīng)變之比，它反映了裂縫間混凝土受拉對(duì)縱向鋼筋應(yīng)變的影響程度。ψ愈小，裂縫間混凝土協(xié)助鋼筋抗拉作用愈強(qiáng)。該系數(shù)按下列公式計(jì)算并規(guī)定0.4≤ψ≤1.0式中——按有效受拉混凝土面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率，。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算——有效受拉

6、混凝土面積。對(duì)受彎構(gòu)件，近似取——按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的裂縫截面處縱向受拉鋼筋的應(yīng)力，根據(jù)使用階段（Ⅱ階段）的應(yīng)力狀態(tài)及受力特征計(jì)算:對(duì)受彎構(gòu)件式中Ms——按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值，即按全部永久荷載及可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算9.1.3長(zhǎng)期剛度Bl長(zhǎng)期剛度Bl是指考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)的剛度值。在荷載的長(zhǎng)期作用下，由于受壓區(qū)混凝土的徐變以及受拉區(qū)混凝土不斷退出工作，即鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑移徐變、混凝土收縮，致使構(gòu)件截面抗彎剛度降低，變形增大，故計(jì)算撓度時(shí)必須采用長(zhǎng)期剛度Bl?！兑?guī)范》建議采用荷載長(zhǎng)期效

7、應(yīng)組合撓度增大的影響系數(shù)θ來(lái)考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)對(duì)剛度的影響。長(zhǎng)期剛度按下式計(jì)算：式中Mq——按荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下計(jì)算的彎矩值，即按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值與可變荷載準(zhǔn)永久值計(jì)算。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算式中——分別為受壓及受拉鋼筋的配筋率。此處反映了在受壓區(qū)配置受壓鋼筋對(duì)混凝土受壓徐變和收縮起到一定約束作用，能夠減少構(gòu)件在長(zhǎng)期荷載作用下的變形。上述θ適用于一般情況下的矩形、T形、工字形截面梁，θ值與溫濕度有關(guān)，對(duì)干燥地區(qū)，θ值應(yīng)酌情增加15％～25％。對(duì)翼緣位于受拉區(qū)的T形截面，θ值應(yīng)增加20％。9.1概述第九章變形和裂縫寬度的計(jì)算變形驗(yàn)算目的與要求

8、其主要從以下幾個(gè)方面考慮：保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求；防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響；