最新08-裂缝及变形的验算哈工大混凝土结构设计原理
08钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算ppt-PPT精品文档
yq为活荷载准永久值系数
《建筑结构》
第八章
钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算
8. 2 受弯构件的变形验算 一、变形限值 f ≤[f] [f]为挠度变形限值。主要从以下几个方面考虑： 1、保证结构的使用功能要求。结构构件产生过大的变形将影响 甚至丧失其使用功能，如支承精密仪器设备的梁板结构挠度 过大，将难以使仪器保持水平；屋面结构挠度过大会造成积 水而产生渗漏；吊车梁和桥梁的过大变形会妨碍吊车和车辆 的正常运行等。 2、防止对结构构件产生不良影响。如支承在砖墙上的梁端产生 过大转角，将使支承面积减小、支承反力偏心增大，并会引 起墙体开裂。 3、防止对非结构构件产生不良影响。结构变形过大会使门窗等 不能正常开关，也会导致隔墙、天花板的开裂或损坏。 《建筑结构》
M EcI0 My Ms
M
E cI 0 0.85EcI0
Mcr
Mcr Bs
短期弯矩Msk一般处于第Ⅱ阶段，刚度计算需要研究构件带裂 缝时的工作情况。该阶段裂缝基本等间距分布，钢筋和混凝土 的应变分布具有以下特征： 《建筑结构》
第八章
钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算
ec yc ec
e s ec
第八章 8.1 概述
钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算
结构的 — 功能
安全性— 承载能力极限状态
影响正常使用：如吊车、精密仪器 对其它结构构件的影响 振动、变形过大 对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等 心理承受：不安全感，振动噪声 裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低， 影响使用寿命 外观感觉
M C h cs h b h s 0 0 0 M T h s A h s 0 s s 0
混凝土结构设计原理-裂缝及变形的验算
根据试 验资料取
c 0.85 e sm e s
sk
Es
则
wm 0.85
sk
Es
lcr
第八章 裂缝及变形的验算
wm 0.85
sk
Es
lcr
式中： ψ－裂缝间纵向受拉钢筋应变（应力)不均匀系数；
1. 1
0.65 f tk
te sk
0.2 1.0
大体积混凝土水化过程中发热量很大，内部温度较高，混凝土体积 膨胀，内外温差很大，内部混凝土膨胀受到外部已硬化混凝土的约束，使构 件表面混凝土受拉产生裂缝。
第八章 裂缝及变形的验算
2. 施工措施不当产生的裂缝
混凝土在浇筑、硬化过程中会产生下沉和泌水，当下沉受到 阻挡时会产生内部的泌水，干燥后就会成为裂缝。
裂缝间距越小，裂缝宽度也越小； 钢筋直径越细，裂缝宽度也越小； 配筋率ρ越大，裂缝宽度也越小； 采用变形钢筋，可减小裂缝宽度。
第八章 裂缝及变形的验算
②根据无滑移理论：
裂缝宽度与离钢 筋的距离成正比
对于构件表面裂缝，wm与保护层厚度 c 成正比。由上节知， 裂缝平均间距lcr与裂缝平均宽度wm成正比，故
第八章 裂缝及变形的验算
裂缝产生和开展过程中钢筋及混凝土的应力变化
1. 裂缝出现前，混凝土和钢筋的应变沿构件的长度基本上是均匀分布的；
2. 当构件最薄弱截面混凝土的拉应变εt 达到极限拉应变εtu 时，会出现 第一条 裂缝；
3. 裂缝出现后，裂缝截面的混凝土立即退出受拉工作，拉应力t =0；裂缝两侧
Nk As
te
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d eq
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i i
高等教育之混凝土结构设计原理_第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算习题 答案
第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值。
2.增加截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施。
3. 裂缝宽度计算公式中的，σsk是指裂缝截面处纵向手拉刚筋的应力，其值是按荷载效应的标准组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而曾大。
用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距小（大、小）些。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在同号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的刚度进行计算。
6.结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下裂缝宽度和变形值不超过规定的限值。
7.裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数Ψ是指裂缝间钢筋平均应变与裂缝截面钢筋应变之比，反映了裂缝间受拉区混凝土参与工作的程度。
8.平均裂缝宽度是指受拉钢筋合力重心位置处构件的裂缝宽度。
9. 钢筋混凝土构件裂缝宽度计算中，钢筋应变不均匀系数ψ愈小，说明裂缝之间的混凝土协助钢筋抗拉的作用抗拉作用越强。
10.钢筋混凝土受弯构件挠度计算与材料力学方法（2Mlf aEI=）相比，主要不同点是前者沿长向有变化的抗弯刚度。
11. 混凝土结构的耐久性与结构工作的环境有密切关系，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度由所处环境类别决定。
12．混凝土的耐久性应根据结构的使用环境和设计使用年限进行设计。
二、选择题1. 计算钢筋混凝土梁的挠度时，荷载采用（B ）A、平均值；B、标准值；C、设计值。
2. 当验算受弯构件挠度时，出现f>[f]时，采取（C ）措施最有效。
A、加大截面的宽度；B、提高混凝土强度等级；C、加大截面的高度；D、提高钢筋的强度等级。
3. 验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是（B ）。
A、使构件能够带裂缝工作；B、使构件满足正常使用极限状态的要求；C、使构件满足承载能力极限状态的要求；D、使构件能在弹性阶段工作。
混凝土结构设计原理-第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算习题+答案教案资料
第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值。
2.增加截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施。
3. 裂缝宽度计算公式中的，σsk是指裂缝截面处纵向手拉刚筋的应力，其值是按荷载效应的标准组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而曾大。
用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距小（大、小）些。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在同号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的刚度进行计算。
6.结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下裂缝宽度和变形值不超过规定的限值。
7.裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数Ψ是指裂缝间钢筋平均应变与裂缝截面钢筋应变之比，反映了裂缝间受拉区混凝土参与工作的程度。
8.平均裂缝宽度是指受拉钢筋合力重心位置处构件的裂缝宽度。
9. 钢筋混凝土构件裂缝宽度计算中，钢筋应变不均匀系数ψ愈小，说明裂缝之间的混凝土协助钢筋抗拉的作用抗拉作用越强。
10.钢筋混凝土受弯构件挠度计算与材料力学方法（2Mlf aEI=）相比，主要不同点是前者沿长向有变化的抗弯刚度。
11. 混凝土结构的耐久性与结构工作的环境有密切关系，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度由所处环境类别决定。
12．混凝土的耐久性应根据结构的使用环境和设计使用年限进行设计。
二、选择题1. 计算钢筋混凝土梁的挠度时，荷载采用（B ）A、平均值；B、标准值；C、设计值。
2. 当验算受弯构件挠度时，出现f>[f]时，采取（C ）措施最有效。
A、加大截面的宽度；B、提高混凝土强度等级；C、加大截面的高度；D、提高钢筋的强度等级。
3. 验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是（B ）。
A、使构件能够带裂缝工作；B、使构件满足正常使用极限状态的要求；C、使构件满足承载能力极限状态的要求；D、使构件能在弹性阶段工作。
混凝土构件的变形及裂缝宽度验算
混凝土构件的变形及裂缝 宽度验算
混凝土构件的变形及裂缝宽度验算是确保构件在使用过程中不会发生过大变 形和产生危险裂缝的重要步骤。
变形及裂缝宽度验算的定义
1 何为变形验算？
变形验算是对混凝土构件在受荷载作用下会产生的变形进行计算和评估的过程。
2 什么是裂缝宽度验算？
裂缝宽度验算是评估混凝土构件受荷载作用后是否会出现危险裂缝，并对裂缝的宽度进 行计算和控制的过程。
根据弹性力学和变形理论， 可以通过应力-应变关系计 算弹性变形。
塑性变形计算
根据塑性力学和塑性变形 理论，可以通过应力-应变 关系计算塑性变形。
收缩变形计算
根据混凝土的收缩性能和 收缩变形理论，可以计算 混凝土的收缩变形。
混凝土构件裂缝宽度验算的原理
1 裂缝宽度验算原理
根据混凝土的应力状态和变形情况，使用裂缝宽度公式进行验算，确保裂缝宽度控制在 安全范围内。
混凝土构件变形的类型
1 弹性变形
在荷载作用下，混凝土构件会产生弹性变形，即在去荷载后能完全恢复到原始形状的变 形。
2 塑性变形
超过了混凝土的弹性限度后，构件会产生塑性变形，无法完全恢复到原始形状。
3 收缩变形
混凝土在固化过程中会产生收缩变形，可能导致构件出现裂缝。
混凝土构件变形的计算方法
弹性变形计算
混凝土构件裂缝宽度验算的设计要求
1 构件类型
不同类型的混凝土构件对裂缝宽度有不同的设计要求。
2 荷载大小
荷载大小对混凝土结构裂缝宽度的产生有很大影响。
3 使用环境
不同使用环境下的混凝土结构需要考虑不同的裂缝宽度控制要求。
混凝土构件变形和裂缝宽度控制的方法
1
合理设计
在混凝土构件的设计阶段，合理考虑
混凝土结构设计原理之钢筋混凝土构件的裂缝和变形
变形控制的方法和原则
1
选择适控制结构的变形。
2
采取预应力技术
通过施加预应力，减小结构受荷载影响时的变形。
3
合理伸缩缝设计
设置伸缩缝以容许结构在温度变化时发生的变形。
结论和总结
钢筋混凝土构件的裂缝和变形是一个复杂的问题，但通过合理的设计和变形控制，可以确保结构 的安全性和耐久性。
混凝土结构设计原理之钢 筋混凝土构件的裂缝和变 形
混凝土结构中的裂缝和变形是属于钢筋混凝土构件的重要问题，本节将探讨 其原因、影响以及变形控制的方法。
混凝土的性质和行为
1 坚固可靠
混凝土具有出色的抗 压强度和耐久性，非 常适合用于构建承重 结构。
2 容易受力
3 收缩性
混凝土在压力作用下 表现出优异的性能， 但在受拉时较为脆弱。
混凝土在干燥或固化 时会产生收缩，可能 导致裂缝的形成。
钢筋混凝土结构的设计原理
强度设计
根据结构要求和力学性 能选择适当的混凝土和 钢筋。
稳定性设计
保证结构在荷载作用下 的稳定性和抗侧扭承载 力。
耐久性设计
采取措施确保结构在使 用寿命内不受环境影响 而发生严重损坏。
钢筋混凝土构件的裂缝形成原因
1 温度变化
裂缝会导致结构易受水分和气体侵入，加速结构的老化和损坏。
外观影响
裂缝破坏了结构的美观性，对建筑的整体形象产生负面影响。
钢筋混凝土构件变形的分类
1 弹性变形
结构在受力后发生的可恢复的形变，称为弹性变形。
2 塑性变形
结构在超过弹性极限后发生的不可恢复的形变，称为塑性变形。
3 收缩变形
结构在干燥或固化过程中引起的体积缩小，称为收缩变形。
混凝土在温度变化时会发生体积变化，可能导致裂缝的产生。
2钢筋混凝土构件裂缝和变形计算
3、防止对非结构构件产生不良影响。结构变形过大会使门窗 等不能正常开关，也会导致隔墙、天花板的开裂或损坏。
4、保证使用者的感觉在可接受的程度之内。过大振动、变形会 引起使用者的不适或不安全感。
第
混凝土结构设计原理 九
章
如图所示，平均裂缝宽度ωcr等于构件裂缝区段内钢筋的
平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长的差值，即：
cr
( sm
cm)lcr
1
cm sm
sm
lcr
设c 1
cm sm
， s m
ss
/
Es
c
ss
Es
lcr
式中： s s 、 sm ——纵向受拉钢筋的平均拉应力和拉应变；
给人一种不安全感；另一方面影响结构的耐久性，过宽的裂
缝易造成钢筋的锈蚀，尤其是当结构处于恶劣环境条件下时，
比如海上建筑物、地下建筑物等。
由于变形因素引起的裂缝计算因素很多，不易准确把握，
一般主要是通过构造措施来控制，故此处裂缝宽度计算的裂
缝主要是指荷载原因引起的裂缝。
第
混凝土结构设计原理 九
章
1、裂缝的出现、分布与开展
（一）验算公式
根据工程经验，《规范》对受弯构件规定了允许挠 度值。即计算挠度应满足下式：
f flim
式中： f ——受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑荷载长
期作用影响计算的挠度最大值；
flim ——受弯构件的挠度限值，具体取值参见附表。
9.3.1 钢筋混凝土受弯构件刚度
1、钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点
08-裂缝及变形的验算哈工大：混凝土结构设计原理【ppt】
第八章 裂缝及变形的验算
2. 施工措施不当产生的裂缝
混凝土在浇筑、硬化过程中会产生下沉和泌水,当下沉受到阻 挡时会产生内部的泌水,干燥后就会成为裂缝.
第八章 裂缝及变形的验算
3. 基础不均匀沉降产生的裂缝
基础不均匀下 沉时会迫使墙体一 起变形,在主拉应力 作用下混凝土墙体 也会开裂.
基 础 下 沉
第八章 裂缝及变形的验算
上述对轴拉构件的裂缝分析对受弯构件也适用,只是受弯构件截面上 只有部分受拉,计算中可近似将受拉区看作一轴心受拉构件.为简化计算, 《规范》近似取受拉一侧截面高度一半的面积作为有效受拉面积 Ate ,对 于常用的矩形、T形或工字形截面,有效受拉面积 Ate可按下式计算：
在计算配筋率时,近似用受拉区有效配筋率 rte替换,即可用于受弯构件.
4. 钢筋锈蚀产生的裂缝
第八章 裂缝及变形的验算
锈蚀是一个电化学过程： 混凝土中的钢筋处在电介质中,在 水、氧气和电子作用下就会形成电池,电子从阳极不断流向阴极, 在阳极附近形成铁锈.只要不断有水和氧气供应,就会越锈越严重.
第八章 裂缝及变形的验算
(b) 水、O2 、 CO2侵入
（d）保护层劈裂
第八章 裂缝及变形的验算
以轴心受拉构件为例
s1A ss2A sftA c
s1A ss2A sm ul
mul ft Ac
粘结应力分布
lftm A uc
ft Ac
m d
1 ft d
4 m
l ftAc 1 ft d
mu 4 m
第八章 裂缝及变形的验算
lm
K
d
裂缝间距越小,裂缝宽度也越小； 钢筋直径越细,裂缝宽度也越小； 配筋率ρ越大,裂缝宽度也越小； 采用变形钢筋,可减小裂缝宽度.
钢筋混凝土结构设计第八章钢筋混凝土构件的裂缝和变形42页PPT
B
B ––– 按荷载准永久组合并考虑荷载长期 下一章
作用影响的抗弯刚度
αf
=5(gk+ψqqk)l04 38B4
=5Mql02 ––– 4E 8 I
钢筋混凝土梁的挠度计算
帮助
混凝土结构基本原理 1. 短期刚度 Bs的计算
第八章
M 1 EI r
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M 1
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梁纯弯段内各截面应变及裂缝分布
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第八章
3. 最小刚度原则： •受弯构件在正常使用状态下，刚度沿长度是变化的。
•取同一弯矩符号区段内最小刚度作为等刚度，按材力的 方法计算。
gk+qk
gk+qk
Bmin
(a) Bmin
(b)
图8-9
A
B －MBmin
+ (a)
Mlmax BBmin
(b) B1min 图8-10
主页 目录 上一章 下一章 帮助
当cs>65时，取cs=65 ；
deq –––纵向受拉钢筋的等效直径（mm）；deq
nidi2
niidi
上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第八章
i ––– 纵向受拉钢筋的表面特征系数
ni –––第i种纵向受拉钢筋的根数 ；
光面 =0.7 变形 =1.0
te ––– 截面的有效配筋率，
受弯构件裂缝宽度的验算； 受弯构件截面刚度计算与变形验算。 了解不同环境条件下结构耐久性对材
料的要求。
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混凝土结构基本原理
第八章
§8.1 概 述
构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极 限状态。