第8章 钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算

第8章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算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。裂缝荷载引起的裂缝：非荷载引起的裂缝：占20%ctft计算max[max]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%)8.1概述NsNsNsNsNsNse0e0TsT(a)(b)(c)(d(e)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。为防止温度应力过大引起的开裂，规定了最大伸缩缝之间的间距。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。非荷载引起的裂缝《规范》在若干假定的基础上，根据裂缝出现机理，建立理论公式，然后按试验资料确定系数，得到相应的裂缝宽度计算经验式。ftkNN(a)(b)(c)(d)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max8.2.1概述8.2裂缝宽度的验算当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ft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。当荷载继续增加到Ns，ss与sm相差越小，砼回缩。在一定区段由钢筋与砼应变差的累积量，即形成了裂缝宽度。出现：开展：8.2.2受弯构件裂缝宽度的验算认为裂缝宽度是由于钢筋与混凝土之间的粘结破坏。出现相对滑移，引起裂缝处混凝土的回缩引起的。粘结–––滑移理论：Ncr+N211Ncr+N123ftkNsNssmss(b)(a)(c)(d)(e)2.受弯构件平均裂缝宽度的验算公式（1）平均裂缝间距)08.09.1(teeqcrdcliiiiieqdvndnd2testeAA（2）平均裂缝宽度cr0csmd)(llcrssmccrsmsmsmcrcmsmm1)(lEll式中：sm=skc–––0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)–––与受力特性有关的系数tecr1.07.2dclc–––保护层厚度d–––钢筋直径轴心受拉=1.1受弯、偏心受压、偏拉=1.0–––纵向受拉钢筋的表面特征系数光面=1.1变形=1.0式中：hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te–––截面的有效配筋率te=As/Ate–––钢筋应力不均匀系数，表示砼参与工作的程度65.01.1sktetksksmf(0.41.0)Ate形截面矩形、T2bh)(2ffhbbbhsk–––裂缝截面处钢筋应力skANk轴心受拉：受弯：s0ksk87.0AhM)(s0skskahAeN偏心受拉：偏心受压：zAzeNsksk)(020f]))(1(12.087.0[hehzs0syee2000s)(/400011hlhe0.87h0h0NsssAsMsCssAsee0eNsh0–asAsAsense0sAsAssAsCCcZssAsNs(a)(b)(c)(d)CssAssAs（3）最大裂缝宽度max=ssllm荷载长期效应裂缝扩大系数组合系数扩大系数max=0.85sslltessk1.027.0dcEcr构件受力特征系数轴心受拉偏心受拉受弯、偏压cr=2.7cr=2.4cr=2.18.3变形验算•保证建筑的使用功能要求•防止对结构构件产生不良影响•防止对非结构构件产生不良影响•保证人们的感觉在可接受程度之内钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的作用是非线性的。21EI2(a)(b)Maf0EI(B)M08.3.1受弯构件短期刚度Bs的计算对于简支梁承受均布荷载作用时，其跨中挠度：EIlqg384)(540kkfBs–––荷载短期效应组合下的抗弯刚度Bl–––荷载长期效应组合影响的抗弯刚度Blqg384)(540kkfB–––钢筋混凝土梁的挠度计算材力：rMsocoaacsash0MsbblcrrEIM1rMEI1sBMrhrs0smcm11fE20sss5.3162.015.1rhAEB0fff)(bhhbbrc20scmEbhMss0ssmEAhM式中：ks2ks2f)(MBlMMBlMqq产生随时间增大的挠度产生短期的挠度s2k)]([BlMMMqqs2k])1([BlMMqskk2k)1(BMMMlMq8.3.2长期作用影响时受弯构件刚度的计算Bl)(kqqMMMskk)1(BMMMBqMk–––荷载短期效应组合算得的弯矩。(恒载＋活载)–––标准值。Mlq–––荷载长期效应组合算得的弯矩。(恒载＋活载q)–––标准值。–––挠度增大系数。=2.00.4'/Bs–––短期刚度按式计算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)－+gk+qkBminBmin(a)(b)8.3.3受弯构件挠度的计算受弯构件在正常状态下，沿长度刚度是变化的。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。•提高刚度的有效措施h0•或As增加'