最新版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

（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 ct m 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。
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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
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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
wm
εsm l m
εc tm l m
εsm
1
ε εctm
sm
lm
ε
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
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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。
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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
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结构设计原理
第 六十九 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
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第69讲:裂缝宽度的计算原理(2) 上一讲的内容
◇截面平衡条件： s1 As s2 As f t Ate
◇截离体的平衡： s1As s2 As mul
◇l的理论值
（2）经验模式
l f t Ate f t As / te f t d
m u m
u
4 m te
◇试验表明：还与保护层厚度c有较大的关系
◇模式：
lm
k2c
k1
d
te
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
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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
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第 六十八 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
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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
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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）
sk
Es
lm
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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ຫໍສະໝຸດ Baidu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.精及品课构件.造要求
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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
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0.87 Ash0
sk
As
Nke' ◇偏心受压构件：
h0 as'
sk
sk
Nk As
Nk e h0
h0 As
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”。
（2）最大裂缝宽度的计算 wmax l ws,max （3）最大裂缝宽度验算：Wmax≤Wlimit
l wm
cr
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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
c sm
l
m
c
sk Es
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。
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第69讲：裂缝宽度的计算原理 (8/10) 二、裂缝宽度验算 （5/5）
（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：