6正常使用极限状态技巧.ppt

6 混凝土结构正常使用极限状态验算;(1)裂缝宽度验算 按荷载效应标准组合，并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，不应超过规定的限值。;6 混凝土结构正常使用极限状态验算;6.2 产生裂缝原因及其控制措施;（1）材料方面的原因 1）水泥方面的原因 异常凝结和异常膨胀 水泥水化热 2）骨料方面的原因 骨料中的泥分 碱骨料反应;3) 固体下沉，表面泌水而引起的:;(2) 施工原因引起的裂缝 1）混合材料不均匀—搅拌不均匀 2）长时间搅拌 3）浇筑速度过快—高度较大的构件 4）交接缝 5）模板外鼓 6）支撑下沉 7）快速干燥 8）模板拆除过早;大风、高温使混凝土表面水分快速蒸发引起的（龟裂）:;（3）温度变化和收缩引起的裂缝:;混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝;（4）不均匀沉降产生的裂缝 地基不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形而可能开裂。;荷载作用下产生的裂缝：;6.2.2 裂缝控制及裂缝宽度验算;（2）裂缝控制措施 ;（3）荷载作用引起的裂缝宽度验算 1）混凝土裂缝开展的理论 A、粘结滑移理论 认为裂缝开展是由于钢筋与混凝土之间的粘结滑移，混凝土收缩造成的。 B、无滑移理论 试验表明，裂缝出现以后钢筋与混凝土的粘结强度并未完全破坏。对变形钢筋可假定钢筋与混凝土无滑移，表面裂缝由应变梯度造成，裂缝平均宽度与保护层成正比，wmax≈2wm。;出现：当?c ? ftk，在某一薄弱环节第一条裂缝出现，由于钢筋和混凝土之间的粘结，混凝土应力逐渐增加至 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混凝土达到 ftk ––– 裂缝出现完成。;;B、无粘结理论：沿裂缝深度，裂缝的宽度是不相同的。钢筋表面处的裂缝宽度大约只有构件混凝土表面裂缝宽度的1/5~1/3。我们所要验算的裂缝宽度是指受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度。;2）影响裂缝宽度的主要因素: a）纵向钢筋的应力 裂缝宽度与钢筋应力近似成线性关系； b）纵筋的直径; c）纵筋表面形状 带肋钢筋的粘结强度较光面钢筋大得多，可减小裂度宽度。 d）纵筋配筋率 构件受拉区的纵筋配筋率越大，裂缝宽度越小。 ;?cr;式中：;上式中： As—受拉区纵向钢筋面积； 对轴心受拉构件，取全部纵向受拉钢筋面积， 对偏拉构件，取受拉较大边纵向钢筋截面积， 对受弯、偏压构件，取受拉区纵筋截面积。; z—纵向受拉钢筋至截面受压区合力点的距离， 且不大于0.87h0 ηs—使用阶段轴向压力偏心距增大系数，当l0/h 不大于14时，取1.0； ys—截面重心至纵向受拉钢筋合力点的距离； γ'f—受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的 比值 b'f、h'f—分别为受压翼缘的宽度和高度；当h'f大于 0.2h0时，取0.2h0； Es—纵向受拉钢筋的弹性模量;? –––裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，表示混凝土参与工作的程度;;ni—;4）减小裂缝宽度的措施 ①增大钢筋截面积； ②在钢筋截面面积不变的情况下，采用较小直径的 钢筋； ③采用变形钢筋； ④提高混凝土强度等级； ⑤减小混凝土保护层厚度； ⑥施加预应力。 ;例：矩形截面简支梁截面尺寸200mm×500mm,混凝土强度等级C30，混凝土保护层c=20mm，配置HRB400级钢筋4Φ14，箍筋Φ8@150，按荷载效应准永久组合计算的跨中弯矩Mq=66.8kNm，最大裂缝宽度限值wlim=0.3mm，试验算其最大裂缝宽度。 解：;满足要求;6.3 变形控制验算;对于受弯构件，《规范》要求按荷载标准组合，并 考虑长期作用影响的最大挠度值不应超过规定的挠 度限值;6.3.2 受弯构件挠度的计算方法;1）B随荷载的增大而降低;（3）截面刚度B;Mq：按荷载准永久组合计算的弯矩值，取计算区段内的最大弯矩值；;（4）挠度验算;最小刚度原则：;例：某简支梁截面尺寸250mm×600mm，混凝土强度等级C30，配置4Φ18，箍筋Φ10@150，混凝土保护层c=20mm，跨中弯矩：标准组合下Mk=120kNm，准永久组合下Mq=80kNm，梁的计算跨度l0=6.5m，试验算其挠度。 解：;满足要求;6.4 混凝土结构的耐久性;混凝土结构的耐久性：是指结构在设计要求的使用寿命内，不需花费大量资金加固处