第八章：钢筋混凝土构件的裂缝和变形解析

wmax wlim
大裂缝宽度；
…8－4
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wmax ---- 按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算的最 wlim
----最大裂缝宽度的限值。
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第八章
8.2.2 wmax的计算方法
《规范》的思路： 若干假定 根据裂缝出现机理 建立理论公式，计算出平均裂缝宽度wm
cs
s
Es
lcr
…8－5
c分布
(b )
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cm
lcr+cmlcr lcr+smlcr
ss
m
sm
(c)
s分布
m
(a )
图8-4
混凝土结构基本原理 平均裂缝间距lcr：
d eq lcr 1.9cs 0.08 te
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混凝土结构基本原理
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分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展 过程； 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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…8－6
轴心受拉 =1.1
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混凝土结构基本原理 2. 平均裂缝宽度wm
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Ncr+N
1
2
(a)
1
Ncr+N
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Nk
粘结 ––– 滑移理论：
Nk
1
<ftk
2
(b) (c)
3
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裂缝宽度等于裂缝 间距范围内钢筋和混 凝土的变形差 ；
ss
(d) (e)
sm
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图8-2
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§8.1
概述
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构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极 限状态。 挠度过大影响使用功能，不能保证适用性， 而裂缝宽度过大，则同时影响使用功能和耐久性。 荷载引起的裂缝： 与构件受力的受力特征有关。 (20%) 材料收缩、温度变化、混凝 非荷载引起的裂缝： 土碳化后引起钢筋锈蚀、地 基不均匀沉降。(80%)
…8－2
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荷载效应的准永久组合为：
S q SGk qi SQik
i 1
n
…8－3
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§8.2 裂缝宽度验算
裂缝的控制等级分为三级，钢筋混凝土结构构件 进行裂缝宽度的验算。
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8.2.1 验算公式
wm ( s c )dl
0 lcr
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式中： c ––– 0.85 sm = s
cm sm wm ( sm cm )lcr 1 l lcr c sm cr Es sm
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wm 0.85
混凝土结构基本原理 无滑移理论： 构件表面裂缝宽度 主要是由钢筋周围的 混凝土回缩形成的 ；
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图8-3 我国《规范》是建立在粘结—滑移理论和无滑 移理论的基础上，结合大量试验结果得到的半理论 半经验公式。
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裂缝
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Nk Nk e0 (a) (b) (c) Nk Nk
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Mk Tk
(d)
Mk
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Nk
e0 Nk
(e)
Tk 上一章 下一章 帮 助
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图8-1 荷载裂缝类型
(a) 轴心受拉 (b) 偏心受拉 (c) 偏心受压 (d) 受弯 (e) 受扭
混凝土结构设计原理
第8章 钢筋混凝土构件的裂缝、变形 主 页 和耐久性 分析受弯构件竖向弯曲裂缝的出现和开展
过程；
研制单位：湖南大学 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。
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式中
S ——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值; C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、 应力、裂缝宽度和自振频率等的限值。
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在进行荷载效应计算时，荷载组合有两种情况：
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荷载效应的标准组合为：
S k SGk S Q1k ci SQik
i 2
n
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混凝土结构基本原理 非 荷 载 引 起 的 裂 缝
第八章
为防止温度应力过大引起的开裂，规定了 伸缩缝之间的最大间距。 为防止由于钢筋周围砼过快的碳化失去对 钢筋的保护作用，出现锈胀引起的沿钢筋 纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护层 的最小厚度。 通常，裂缝宽度和挠度一般可分别用控制 最大钢筋直径和最大跨高比来控制，只有在构件 截面尺寸小，钢筋应力高时进行验算。
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按试验资料确定扩大系数 得到最大裂缝宽度wmax
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混凝土结构基本原理 1. 裂缝的出现和开展 出现：
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当c ftk，在某一薄弱环节第一条裂缝出现，由 于钢筋和砼之间的粘结，砼应力逐渐增加至 ftk 出现 第二批裂缝，一直到裂缝之间的距离近到不足以使粘 结力传递至砼达到 ftk ––– 裂缝出现完成。 开展： 当荷载继续增加到Nk，在一个裂缝间距范围内 由钢筋与砼应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。
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第八章
与承载能力极限状态设计相比，正常使用极限状 态设计的目标可靠度可以相对较低。 裂缝宽度和变形的验算表达式如下： S≤ C …8－1
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