裂缝与变形

（3）纵肋跨中弯矩的频遇组合：
Mf
1 8
Gk l02
f1
1 8
Q1k l02
q2
1 8
Q2 k l02
1 (2.025 0.5 0.525 0.9 0.375)5.872 8
11.14kN m
（4）纵肋跨中弯矩的准永久组合：
Mq
1 8
Gk
l02
q1
1 8
Q1k
l02
q2
1 8
Q2k
l02
使钢筋产生锈蚀的原因有：骨 料中含氯化盐；外部进入氯化 盐；混凝土碳化；保护层不足； 过大的裂缝宽度。
屋面活载 Q1k 0.7 1.5 / 2 0.525 kN / m
积灰荷载 雪荷载
Q2k 0.51.5 / 2 0.375 kN / m Q3k 0.4 1.5 / 2 0.3 kN / m
2.荷载效应组合
根据荷载规范4.3.1条，屋面活载不与雪载同 时考虑，故取较大者，即不考虑雪载。
（1）查荷载规范，得到三个系数ψc、 ψf、ψq：
外观感觉
安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。
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。构件的裂缝 宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态的验算内容。
8.1.1 正常使用极限状态的荷载效应组合
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定：
3.2.7 对于正常使用极限状态,应根据不同的设 计要求,采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久 组合,并应按下列设计表达式进行设计：
3.2.9 对于频遇组合，荷载效应组合的设计值S 应按
下式采用：
n
式中
S SGk S f 1 Q1k S qi Qik i2
Ψf1—可变荷载Q1的频遇值系数，应分别按各章的规定采用；
Ψqi—可变荷载Qi 的准永久值系数，应分别按各章的规定采用。
3.2.10 对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S 可
荷载类别 屋面活载 积灰荷载 雪荷载
组合值系数ψc 0.7 0.9 0.7
频遇值系数ψf 准永久值系数ψq
0.5
0
0.9
0.8
0.6
0
（2）纵肋跨中弯矩的标准组合：
Mk
1 8
Gk
l02
1 8
Q1k
l02
c
1 8
Q2k
l02
1 (2.025 0.525 0.9 0.375)5.872 8
12.44kN m
结构干燥收缩变形
(a) 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形
温度裂缝 (b) 结构干燥收缩变形与墙板裂缝
采取的预防措施：a.设置伸缩缝； b.改善水泥性能； c. 降低水灰比； d. 加强养护。
(3)、冻融循环引起的裂缝
反复冻融产生的裂缝
采取的预防措施：提高混凝土密实性
(4)、基础不均匀沉降引起的裂缝
dT 约 1mm/每 l=10m、每温升 10℃，但浇筑后 2~3 天恢复（dT→0）
水化热对框架结构的影响
大型构件与小尺寸构件共同组成的结构（如基础梁与薄墙板、 大尺寸梁与薄楼板等），以及梁柱框架结构中均可能因温差的 影响产生裂缝。
(2)、混凝土收缩引起的裂缝
原因：混凝土结硬时产生体积缩小，变形受到约束
1 (2.025 0.0 0.525 0.8 0.375)5.872 8
10.01kN m
8.2 裂缝宽度验算
裂缝 成因
荷载引起： ct > ft 计算wmax wlim (约占20%)
非荷载引起：材料收缩、温度变化、混凝土碳 化后引起钢筋锈蚀、地基不均匀 沉降。(80%)
通过构造措施控制非荷载引起的裂缝： 规定伸缩缝之间的最大间距，防止温度裂缝。
规定钢筋的混凝土保护层最小厚度, 防止砼过快碳化, 失去对钢筋的保护作用, 而使钢筋出现锈胀, 引起沿 钢筋纵向延伸的裂缝。
设置构造钢筋。
非荷载引起的裂缝
(1)、温度变化引起的裂缝 原因：热胀冷缩，且变形受到约束
变形
温度分布
应力分布
压
自由变形
拉
实际变形 拉应变
大体积混凝土的温度、应力分布和裂缝
构件的最小尺寸大于800mm时，通常可认为是大体积混凝土。 对于大体积混凝土，内部温度较大，构件外周温度较低，内 外温差很大，引起内外混凝土膨胀变形差异。内部混凝土膨 胀受到外部混凝土的变形约束，而使构件表面产生裂缝。这 种裂缝在构件表面通常呈直交状况。
D
C
A
B
A'
C D
B A
沉降量
AC 节点间的伸长 AA? 2
（=裂缝总宽度）
(a) 墙板的开裂
(b) 裂缝宽度
不均匀沉降产生的裂缝
(5)、钢筋锈蚀引起的裂缝
(a) 混凝土开裂
(5)、钢筋锈蚀引起的裂缝
(b) 水、CO2侵入
(5)、钢筋锈蚀引起的裂缝
(c) 开始锈蚀
(5)、钢筋锈蚀引起的裂缝
S≤C
（3.2.7）
式中S—正常使用极限状态的荷载效应组合值；
C—结构或结构构件达到正常使用要求的规定 限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限 值,应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。
( 参 见 《 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》GB50010-2002 第 3.3.1条。)
3.2.8 对于标准组合，荷载效应组合的设计值S 应按
下式采用：
n
S SGk SQ1k S ci Qik
i2
式中SGK—按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值；
SQik—按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值,其中SQ1k
为诸可变荷载效应中起控制作用者；
Ψci—可变荷载Qi 的组合值系数，应分别按各章的规定采
用；
n—参与组合的可变荷载数。
注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效 应为线性的情况。
按下式采用：
Hale Waihona Puke Baidu
n
S SGk S qi Qik
i 1
注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。
教材中将这三个荷载效应组合的设计值分别记为荷载效 应的标准组合Sk、荷载效应的频遇组合Sf、荷载效应的 准永久组合Sq。
解：1.荷载标准值：
1500
(1)永久荷载
Gk 2.7 1.5 / 2 2.025 kN / m (2)可变荷载
第八章
钢筋混凝土构件的裂缝、 变形和耐久性
8.1 概 述
结构的 功能 —
安全性—
适用性—
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
耐久性—
裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低， 影响使用寿命