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《08鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第一節(jié)概述第二節(jié)抗裂驗(yàn)算第三節(jié) 裂縫開展寬度驗(yàn)算第四節(jié) 受彎構(gòu)件變形驗(yàn)算第五節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求第一節(jié)概述第一節(jié)概述鋼筋銹蝕引起的劈裂裂縫從鋼筋截面上看是徑向劈裂,但從混凝土表面看是沿鋼筋的縱向裂縫,這種縱向裂縫會(huì)大大削弱混凝土和鋼筋間的粘著力。當(dāng)鋼筋間距較小時(shí),鋼筋間的徑向劈裂裂縫會(huì)慣通,從而使保護(hù)層成片剝落,這將大大削弱鋼筋和混凝土間的粘結(jié)力,后果將十分嚴(yán)重。一級(jí):嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算,構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力;二級(jí):一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算,構(gòu)件受拉邊緣混凝土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力,但拉應(yīng)力不應(yīng)
2、超過以混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)αct控制的應(yīng)力值;三級(jí):允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算,最大裂縫寬度計(jì)算值Wmax不應(yīng)超過附錄表所列的允許值。即:Wmax≤WlimSL191-2008規(guī)范將裂縫控制等級(jí)分為三級(jí)第一節(jié)概述變形驗(yàn)算:是針對(duì)使用上需控制撓度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件而進(jìn)行的驗(yàn)算。僅對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行變形驗(yàn)算。在進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí),荷載與材料強(qiáng)度均取標(biāo)準(zhǔn)值。進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí),按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合(即原規(guī)范的短期組合)驗(yàn)算。第一節(jié)概述第二節(jié)抗裂驗(yàn)算一、軸心受拉構(gòu)件鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件在即將發(fā)生開裂時(shí),混凝土的拉應(yīng)力達(dá)到其軸心抗拉強(qiáng)度ftk,拉應(yīng)變達(dá)到其極
3、限拉應(yīng)變?chǔ)舤max。圖 軸心受拉構(gòu)件抗裂軸力示意圖第二節(jié)抗裂驗(yàn)算一、軸心受拉構(gòu)件圖 軸心受拉構(gòu)件抗裂軸力示意圖這時(shí)由于鋼筋與混凝土保持共同變形,因此鋼筋拉應(yīng)力可根據(jù)鋼筋和混凝土應(yīng)變相等的關(guān)系求得,即σs=εsEs=εtmaxEs=ftk*Es/Ec。令αE=Es/Ec,則σs=αEftk。所以,混凝土在即將開裂時(shí),鋼筋應(yīng)力σs是同位置處混凝土應(yīng)力的αE倍。第二節(jié)抗裂驗(yàn)算一、軸心受拉構(gòu)件圖 軸心受拉構(gòu)件抗裂軸力示意圖由力的平衡條件得:Ncr=ftkAc+σsAs砼在即將開裂時(shí),鋼筋應(yīng)力是砼應(yīng)力的αE倍σs=αEεtmaxEc=αEftk故Ncr=ftkAc+σsAs=ftkA
4、c+αEftkAs=ftk(Ac+αEAs)=ftkA0第二節(jié)抗裂驗(yàn)算實(shí)際工程中,裂縫會(huì)使水工結(jié)構(gòu)滲漏,影響結(jié)構(gòu)耐久性,且易在裂縫表面上形成滲透壓力,危及結(jié)構(gòu)安全。故引入拉應(yīng)力限制系數(shù)αct,使混凝土處于有限拉應(yīng)力狀態(tài)。在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下:Nk≤αctftkA0一、軸心受拉構(gòu)件第二節(jié)抗裂驗(yàn)算在有抗裂要求的鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件中,能否發(fā)揮高強(qiáng)鋼筋的受拉強(qiáng)度?為什么?一、軸心受拉構(gòu)件第二節(jié)抗裂驗(yàn)算二、受彎構(gòu)件(一)應(yīng)力狀態(tài)受彎構(gòu)件正截面在即將開裂的瞬間,其應(yīng)力狀態(tài)處于第Ⅰ應(yīng)力階段的末尾如圖所示。此時(shí)受拉區(qū)邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到砼的極限拉應(yīng)變?chǔ)舤max,受拉區(qū)應(yīng)力分布為曲線形,具
5、有明顯的塑性特征,最大拉應(yīng)力達(dá)到砼的抗拉強(qiáng)度ft。受壓區(qū)砼仍接近于彈性工作狀態(tài),其應(yīng)力分布圖形為三角形。第二節(jié)抗裂驗(yàn)算二、受彎構(gòu)件(二)開裂彎矩Mcr在計(jì)算受彎構(gòu)件的開裂彎矩Mcr時(shí),可假定混凝土受拉區(qū)應(yīng)力分布為圖所示的梯形圖形,塑化區(qū)高度占受拉區(qū)高度的一半。按圖示應(yīng)力圖形,利用平截面假定,可求出砼邊緣應(yīng)力與受壓區(qū)高度之間的關(guān)系。根據(jù)力和力矩的平衡條件,求出截面開裂彎矩Mcr。二、受彎構(gòu)件(二)開裂彎矩Mcr第二節(jié)抗裂驗(yàn)算(二)開裂彎矩Mcr第二節(jié)抗裂驗(yàn)算采用等效換算的方法,即在保持抗裂彎矩相等的條件下,將受拉區(qū)梯形應(yīng)力圖形折換成直線分布的應(yīng)力圖形。此時(shí)受拉邊緣的應(yīng)力ft折
6、算為γmft。γm稱為截面抵抗矩的塑性系數(shù)。二、受彎構(gòu)件(二)開裂彎矩Mcr第二節(jié)抗裂驗(yàn)算第二節(jié)抗裂驗(yàn)算二、受彎構(gòu)件經(jīng)過這樣的換算,就可把構(gòu)件視作截面面積為A0=Ac+αEAs+αEAs′的勻質(zhì)彈性體,引用工程力學(xué)公式,得出受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩Mcr的計(jì)算公式:Mcr=γmftW0W0=I0/(h-y0)式中:W0——換算截面A0對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩;y0——換算截面重心軸至受壓邊緣的距離;I0——換算截面對(duì)其重心軸的慣性矩;(二)開裂彎矩Mcr第二節(jié)抗裂驗(yàn)算二、受彎構(gòu)件(三)截面抵抗矩的塑性系數(shù)γm截面抵抗矩的塑性系數(shù)γm是將受拉區(qū)為梯形分布的應(yīng)力圖形,按開裂彎矩相等
7、的原則,折算成直線應(yīng)力圖形后,相應(yīng)的受拉邊緣應(yīng)力的比值。對(duì)于一些常用截面的抵抗矩的塑性系數(shù)γm值,查有關(guān)表格,矩形截面的γm=1.55,應(yīng)用時(shí)還要乘以修正系數(shù)0.8<β=0.7+300/h<1.1。第二節(jié)抗裂驗(yàn)算二、受彎構(gòu)件(三)截面抵抗矩的塑性系數(shù)γm(四)抗裂驗(yàn)算公式為滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求,對(duì)受彎構(gòu)件同樣引入拉應(yīng)力限制系數(shù)αct,荷載和材料強(qiáng)度均取用標(biāo)準(zhǔn)值。這樣,受彎構(gòu)件在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下的抗裂驗(yàn)算公式是:Mk≤αctγmftkW0式中:Mk——分別為由荷載標(biāo)準(zhǔn)值按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值。第二節(jié)抗裂