《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及耐久性設(shè)計(jì)模板.ppt》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(kù)。

1、第9章正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及耐久性設(shè)計(jì)本章主要內(nèi)容最大裂縫寬度的驗(yàn)算?受彎構(gòu)件撓度的驗(yàn)算?結(jié)構(gòu)的耐久性?正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算目的：保證結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性內(nèi)容：抗裂驗(yàn)算；裂縫寬度驗(yàn)算；受彎構(gòu)件變形驗(yàn)算；結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)?？煽慷人疁?zhǔn)：目標(biāo)可靠指標(biāo)比承載能力極限狀態(tài)低。計(jì)算特點(diǎn)（1）荷載、材料強(qiáng)度均取標(biāo)準(zhǔn)值；（2）考慮荷載效應(yīng)的長(zhǎng)期組合；（3）裂縫寬度和變形驗(yàn)算取第Ⅱ階段的應(yīng)力圖形。結(jié)構(gòu)的適用性結(jié)構(gòu)的耐久性9.1概述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能要求安全性適用性耐久性承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)變形抗裂裂縫寬度正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)可靠指標(biāo)可適當(dāng)降低這種設(shè)計(jì)為驗(yàn)算而非計(jì)算材料和荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值

2、或準(zhǔn)永久值考慮荷載的長(zhǎng)期作用效應(yīng)裂縫的分類裂縫的成因裂縫控制目的和要求9.2裂縫及其控制9.2.1裂縫的分類與成因裂縫按成因分類荷載作用引起的裂縫溫度變化引起的裂縫混凝土收縮引起的裂縫鋼筋銹蝕引起的裂縫凍融循環(huán)作用等引起的裂縫堿骨料反應(yīng)引起的裂縫荷載引起變形引起9.2.2裂縫控制目的和要求裂縫控制的目的使用功能的要求建筑外觀的要求耐久性的要求《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)荷載作用下正截面裂縫的控制要求一級(jí):嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，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)件按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度

3、標(biāo)準(zhǔn)值；三級(jí):允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件，按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的最大裂縫寬度限值。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的最大裂縫寬度限值。平均裂縫間距的計(jì)算平均裂縫寬度的計(jì)算最大裂縫寬度的計(jì)算9.3裂縫寬度的計(jì)算裂縫寬度計(jì)算模式裂縫寬度計(jì)算模式半理論半經(jīng)驗(yàn)公式數(shù)理統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式粘結(jié)滑移理論無(wú)滑移理論前兩種理論的結(jié)合我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的裂縫寬度計(jì)算公式主要以粘結(jié)滑移理論為基礎(chǔ)，同時(shí)也考慮了混凝土保護(hù)層厚度及鋼筋約束區(qū)的影響。9.3.1裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展

4、過(guò)程受彎構(gòu)件純彎段的垂直裂縫開(kāi)展過(guò)程McrMcrscssMcrMcrscssaaccbbtll>2lftkss1裂縫即將出現(xiàn)aacc第一批裂縫出現(xiàn)與傳遞長(zhǎng)度lss2aacc>Mcrscssbbtlablbc>Mcrssm第二批裂縫出現(xiàn)與裂縫開(kāi)展過(guò)程裂縫出現(xiàn)前、后應(yīng)力圖形的變化。在裂縫截面，混凝土應(yīng)力為零，鋼筋應(yīng)力最大；離開(kāi)裂縫截面，混凝土應(yīng)力增大，鋼筋應(yīng)力減小。粘結(jié)應(yīng)力分布。理論上的最小裂縫間距為，最大裂縫間距為，平均裂縫間距為9.3.1裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展過(guò)程平均裂縫間距的規(guī)律性由于材料的不均勻性以及截面尺寸的偏差等因素影響，實(shí)際構(gòu)件中的裂縫間距和裂縫寬度均為隨機(jī)變量，裂縫

5、的分布也是不均勻的。但對(duì)大量試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析表明，從平均的觀點(diǎn)來(lái)看，平均裂縫間距和平均裂縫寬度是有規(guī)律性的。第一條（批）裂縫出現(xiàn)后，鋼筋通過(guò)粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳遞給混凝土，經(jīng)過(guò)一定的長(zhǎng)度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強(qiáng)度，出現(xiàn)第二條（批）裂縫，這一傳遞長(zhǎng)度為理論上的臨界裂縫間lcr,min，或稱最小傳遞長(zhǎng)度。最大傳遞長(zhǎng)度lcr,max=2lcr,min平均裂縫間距大約為lm=1.5lcr,min9.3.2平均裂縫間距平均裂縫間距的求解McrMcrlmabss1aAsss1Astmtmaxtm裂縫截面aMcrh1h0ss1As即將開(kāi)裂截面bMcrss1aAsh2h0h3h0即將出

6、現(xiàn)裂縫截面混凝土所能承受的彎矩9.3.2平均裂縫間距平均裂縫間距的求解Mct的計(jì)算方法bhhfbfftkＭcrh3h0.5h為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)于矩形、T形和I形截面，近似假定截面中和軸高度x=0.5h;同時(shí)，還假定截面受拉區(qū)混凝土應(yīng)力為均勻分布，其值等于ftk。Ate為有效受拉混凝土截面面積9.3.2平均裂縫間距平均裂縫間距的求解const.const.縱向受拉鋼筋相對(duì)粘結(jié)特征系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)上式表明，按照粘結(jié)滑移理論推導(dǎo)出的平均裂縫間距l(xiāng)m與混凝土強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與d/rte成線性關(guān)系。這與試驗(yàn)結(jié)果不能很好的符合，應(yīng)予以作如下修正。9.3.2平均裂縫間距平均裂縫間距的修正公式的不足裂縫

7、間距與混凝土的保護(hù)層厚度cs有關(guān),試驗(yàn)表明，平均裂縫間距l(xiāng)m與混凝土保護(hù)層厚度cs大致呈線性關(guān)系。當(dāng)鋼筋配置很多時(shí)，雖然鋼筋與混凝土間的粘結(jié)作用因鋼筋間距減小而降低很多，但并不完全消失。因此，平均裂縫間距的計(jì)算公式應(yīng)考慮混凝土保護(hù)層厚度和鋼筋有效約束區(qū)的影響。上式假定裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生平行的回縮，構(gòu)件表面與鋼筋處的裂縫寬度相同，與實(shí)際不符。當(dāng)d/rte趨近于零時(shí)，平均裂縫間距將趨近于零,這也與試驗(yàn)結(jié)果不符。修正的原因9.3.2平均裂縫間距鋼筋對(duì)混凝土的回縮起約束作用。離鋼筋越遠(yuǎn)，約束作用越小