东南大学工程结构设计原理讲稿_裂缝宽度的计算原理及耐久性控制.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
东南大学远程教育
结构设计原理
第 六十八 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (1/10) 内容提要（1/1）
一、裂缝的控制标准及计算理论 二、钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 三、混凝土结构的耐久性 四、本章要点
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (2/10) 一、控制标准及计算理论（1/2）
ห้องสมุดไป่ตู้
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020 12:17:16 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2020/12/102020/12/102020/12/10Dec-2010-Dec-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2020/12/102020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020 13、志不立，天下无可成之事。2020/12/102020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020
1 产生裂缝的原因 （1）荷载引起的裂缝 （2）由外加应变或约束变形引起的裂缝 （3）钢筋锈蚀裂缝 2 裂缝的影响及控制标准 （1）影响 ◆承载力方面：一般情况下影响不大。 ◆使用方面： ◇影响使用功能，如水池等 ◇影响建筑外观 ◇影响耐久性
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (3/10) 一、控制标准及计算理论（2/2）
◇裂缝间距：1-2l。，平均1.5l。
第68讲:裂缝宽度的计算原理（1） 下一讲的主要内容
1、平均裂缝间距 2、平均裂缝宽度的计算 3、最大裂缝宽度的计算 4、混凝土耐久性的概念
东南大学远程教育
结构设计原理
第 六十九 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第69讲:裂缝宽度的计算原理(2) 上一讲的内容
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (5/10) 二、裂缝宽度验算 （2/5）
◆混凝土回缩形成一定宽度裂缝 ◇钢筋和混凝土变形不一致，变形差即为裂缝宽度 ◇混凝土回缩受到钢筋的约束 （3）后续裂缝的出现 ◆出现新裂缝的原因 ◇混凝土达到受拉极限 ◇拉力与粘结传力长度有关 ◆裂缝“出齐” ◇当两裂缝间的长度足够长时，其间会出现新的裂缝 ◇当两裂缝间的长度足够长时较小时，不会再出现新裂缝
第69讲：裂缝宽度的计算原理(10/10) 四、本章要点（1/1）
1、裂缝的形成和发展过程 （1）裂缝产生的原因 （2）裂缝间钢筋和混凝土应力的分布 （3）裂缝间新裂缝出现的条件 （4）关于裂缝出齐问题和平均裂缝间距 （5）影响平均裂缝间距的因素 2、有关裂缝宽度的计算 （1）裂缝宽度所指的位置 （2）平均裂缝宽度计算模式的建立 （3）最大裂缝宽度即裂缝扩大系数的内涵，实验回归结果 3、混凝土结构耐久性的概念
1、裂缝的原因及分类 荷载、约束、腐蚀
2、裂缝控制标准 严格要求不出现裂缝 一般要求不出现裂缝 允许出现裂缝 3、裂缝产生及发展的规律
裂缝间应力分布特点 裂缝“出齐”问题 裂缝间距的概念
第69讲:裂缝宽度的计算原理 (6/10) 二、裂缝宽度验算 （3/5）
2 平均裂缝间距
（1）理论分析
◇截面平衡条件： s1A ss2A sftA te
◇截离体的平衡： s1Ass2Asm ul
◇l的理论值
（2）经验模式
lft A teft A s/ te ftd m u m u 4mte
◇试验表明：还与保护层厚度c有较大的关系
◇模式：
lm
k2ck1
d
te
第69讲:裂缝宽度的计算原理 (7/10) 二、裂缝宽度验算 （4/5）
3 平均裂缝宽度 (1)平均裂缝宽度计算式 ◇位置：受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度 ◇一般表达式：钢筋的平均伸长与混凝土平均伸长的差值
第69讲：裂缝宽度的计算原理 (9/10) 三、混凝土结构的耐久性 （1/1）
1 耐久性的概念与主要影响因素 （1）结构耐久性：结构的耐久性是指维持结构功能的年限。 （2）影响耐久性能的主要因素 ◆混凝土对钢筋的保护：混凝土的高碱性能有效地保护钢筋。 ◆钢筋的锈蚀原因： ◇钝化膜的破坏：碳化作用，氯离子、其它酸性介质等 ◇氧份和水份侵入 2、耐久性设计 （1）对混凝土结构使用环境分（五）类，分别对待 （2）混凝土结构设计的使用年限的合理确定 （3）加强维护和鉴定工作 （4）保证耐久性的技术措施及构造要求
（3）截面处的钢筋应力
◇受弯构件：
sk ◇偏心受拉构件：
Mk
◇轴心受拉构件：
0.87Ash0
sk
As
Nke' ◇偏心受压构件：
h0 as'
sk
Nk As
sk
Nkeh0
h0As
4 最大裂缝宽度及其验算 （1）方法：由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”。
（ （23））最最大大裂裂缝缝宽宽度度的验计算算：Wmaxw ≤m Wa limxiltw s,ma x lw m c r E ssklm
（2）裂缝控制标准 ◆一级：严格要求不出现裂缝的构件 荷载短期效应下，不产生拉应力：st pc ≤0 ◆二级：一般要求不出现裂缝的构件 荷载长期效应下，不产生拉应力：lt pc ≤0 荷载短期效应下允许产生拉应力，但不超过 ctm ftk ◆三级：允许出现裂缝的构件，但要限制裂缝的宽度 3 裂缝宽度的计算理论 （1）粘结滑移理论：钢筋和混凝土相对滑移导致裂缝开展。 （2）无滑移理论：表面裂缝是由混凝土回缩形成的。 （3）半经验半理论方法：以理论为基础的实验回归方法。
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (4/10) 二、裂缝宽度验算 （1/5）
1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展 （1）未出现裂缝时 ◇钢筋和混凝土变形一致 ◇钢筋、混凝土）的应力沿长度均布 ◇混凝土达抗拉极限时，即将出现裂缝 ◇最薄弱的截面将开裂出现第一批裂缝 （2）第一批裂缝出现后 ◆应力重分布 ◇裂缝处混凝土退出，钢筋拉力突然增加 ◇由于粘结，非裂截面混凝土仍存在拉应力，各截面不同 ◇裂缝中间混凝土拉应力最大
w m ε slm m ε cl tm m ε s m 1 ε ε c st m lm m c ε slm m c E s sk lm
（2）裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数αc 与配筋率、截面形状和保护层厚度等有关, 近似取0.85。
第69讲：裂缝宽度的计算原理 (8/10) 二、裂缝宽度验算 （5/5）
结构设计原理
第 六十八 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (1/10) 内容提要（1/1）
一、裂缝的控制标准及计算理论 二、钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 三、混凝土结构的耐久性 四、本章要点
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (2/10) 一、控制标准及计算理论（1/2）
ห้องสมุดไป่ตู้
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020 12:17:16 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2020/12/102020/12/102020/12/10Dec-2010-Dec-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2020/12/102020/12/102020/12/10Thursday, December 10, 2020 13、志不立，天下无可成之事。2020/12/102020/12/102020/12/102020/12/1012/10/2020
1 产生裂缝的原因 （1）荷载引起的裂缝 （2）由外加应变或约束变形引起的裂缝 （3）钢筋锈蚀裂缝 2 裂缝的影响及控制标准 （1）影响 ◆承载力方面：一般情况下影响不大。 ◆使用方面： ◇影响使用功能，如水池等 ◇影响建筑外观 ◇影响耐久性
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (3/10) 一、控制标准及计算理论（2/2）
◇裂缝间距：1-2l。，平均1.5l。
第68讲:裂缝宽度的计算原理（1） 下一讲的主要内容
1、平均裂缝间距 2、平均裂缝宽度的计算 3、最大裂缝宽度的计算 4、混凝土耐久性的概念
东南大学远程教育
结构设计原理
第 六十九 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第69讲:裂缝宽度的计算原理(2) 上一讲的内容
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (5/10) 二、裂缝宽度验算 （2/5）
◆混凝土回缩形成一定宽度裂缝 ◇钢筋和混凝土变形不一致，变形差即为裂缝宽度 ◇混凝土回缩受到钢筋的约束 （3）后续裂缝的出现 ◆出现新裂缝的原因 ◇混凝土达到受拉极限 ◇拉力与粘结传力长度有关 ◆裂缝“出齐” ◇当两裂缝间的长度足够长时，其间会出现新的裂缝 ◇当两裂缝间的长度足够长时较小时，不会再出现新裂缝
第69讲：裂缝宽度的计算原理(10/10) 四、本章要点（1/1）
1、裂缝的形成和发展过程 （1）裂缝产生的原因 （2）裂缝间钢筋和混凝土应力的分布 （3）裂缝间新裂缝出现的条件 （4）关于裂缝出齐问题和平均裂缝间距 （5）影响平均裂缝间距的因素 2、有关裂缝宽度的计算 （1）裂缝宽度所指的位置 （2）平均裂缝宽度计算模式的建立 （3）最大裂缝宽度即裂缝扩大系数的内涵，实验回归结果 3、混凝土结构耐久性的概念
1、裂缝的原因及分类 荷载、约束、腐蚀
2、裂缝控制标准 严格要求不出现裂缝 一般要求不出现裂缝 允许出现裂缝 3、裂缝产生及发展的规律
裂缝间应力分布特点 裂缝“出齐”问题 裂缝间距的概念
第69讲:裂缝宽度的计算原理 (6/10) 二、裂缝宽度验算 （3/5）
2 平均裂缝间距
（1）理论分析
◇截面平衡条件： s1A ss2A sftA te
◇截离体的平衡： s1Ass2Asm ul
◇l的理论值
（2）经验模式
lft A teft A s/ te ftd m u m u 4mte
◇试验表明：还与保护层厚度c有较大的关系
◇模式：
lm
k2ck1
d
te
第69讲:裂缝宽度的计算原理 (7/10) 二、裂缝宽度验算 （4/5）
3 平均裂缝宽度 (1)平均裂缝宽度计算式 ◇位置：受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度 ◇一般表达式：钢筋的平均伸长与混凝土平均伸长的差值
第69讲：裂缝宽度的计算原理 (9/10) 三、混凝土结构的耐久性 （1/1）
1 耐久性的概念与主要影响因素 （1）结构耐久性：结构的耐久性是指维持结构功能的年限。 （2）影响耐久性能的主要因素 ◆混凝土对钢筋的保护：混凝土的高碱性能有效地保护钢筋。 ◆钢筋的锈蚀原因： ◇钝化膜的破坏：碳化作用，氯离子、其它酸性介质等 ◇氧份和水份侵入 2、耐久性设计 （1）对混凝土结构使用环境分（五）类，分别对待 （2）混凝土结构设计的使用年限的合理确定 （3）加强维护和鉴定工作 （4）保证耐久性的技术措施及构造要求
（3）截面处的钢筋应力
◇受弯构件：
sk ◇偏心受拉构件：
Mk
◇轴心受拉构件：
0.87Ash0
sk
As
Nke' ◇偏心受压构件：
h0 as'
sk
Nk As
sk
Nkeh0
h0As
4 最大裂缝宽度及其验算 （1）方法：由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”。
（ （23））最最大大裂裂缝缝宽宽度度的验计算算：Wmaxw ≤m Wa limxiltw s,ma x lw m c r E ssklm
（2）裂缝控制标准 ◆一级：严格要求不出现裂缝的构件 荷载短期效应下，不产生拉应力：st pc ≤0 ◆二级：一般要求不出现裂缝的构件 荷载长期效应下，不产生拉应力：lt pc ≤0 荷载短期效应下允许产生拉应力，但不超过 ctm ftk ◆三级：允许出现裂缝的构件，但要限制裂缝的宽度 3 裂缝宽度的计算理论 （1）粘结滑移理论：钢筋和混凝土相对滑移导致裂缝开展。 （2）无滑移理论：表面裂缝是由混凝土回缩形成的。 （3）半经验半理论方法：以理论为基础的实验回归方法。
第68讲:裂缝宽度的计算原理 (4/10) 二、裂缝宽度验算 （1/5）
1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展 （1）未出现裂缝时 ◇钢筋和混凝土变形一致 ◇钢筋、混凝土）的应力沿长度均布 ◇混凝土达抗拉极限时，即将出现裂缝 ◇最薄弱的截面将开裂出现第一批裂缝 （2）第一批裂缝出现后 ◆应力重分布 ◇裂缝处混凝土退出，钢筋拉力突然增加 ◇由于粘结，非裂截面混凝土仍存在拉应力，各截面不同 ◇裂缝中间混凝土拉应力最大
w m ε slm m ε cl tm m ε s m 1 ε ε c st m lm m c ε slm m c E s sk lm
（2）裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数αc 与配筋率、截面形状和保护层厚度等有关, 近似取0.85。
第69讲：裂缝宽度的计算原理 (8/10) 二、裂缝宽度验算 （5/5）