第9章钢筋混凝土构件的变形裂缝及混凝土结构的耐久性
第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性耐久性适用性安全性结构的功能正常使用极限状态变形验算裂缝宽度验算保证结构耐久性的必要措施承载能力极限状态9.1 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算f截面截面弯曲刚度弯曲刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力体现了截面抵抗弯曲变形的能力使截面产生使截面产生单位曲率需施加的弯矩值单位曲率需施加的弯矩值EIMlEIqlf20404853845均布：20lEIMSf 20lS EIMMEI EIM一、截面弯曲刚度的概念和定义一、截面弯曲刚度的概念和定义 由于混凝土开裂、弹塑性应力由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响，应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土钢筋混凝土适筋梁适筋梁的的M M-f f 关系不再是直线关系不再是直线，而是随弯矩增大，而是随弯矩增大，截面曲率呈曲线变化截面曲率呈曲线变化MyMuMcrEcI0M第阶段第阶段第阶段对于弹性均质材料截面，对于弹性均质材料截面，EIEI为常数，为常数，M M-关系为直线关系为直线二、受弯构件的短期刚度BsMEI 弹性材料：MB 弹塑性材料：1、截面的平均曲率、截面的平均曲率0hcmsmcmsmkcmsmkkshMhMMB002、裂缝截面应变skck和0hsskskE0hAMskskck受压区混凝土的面积000)()(hbxhbbfffkMcksk000hx0)(bhhbbfff200)(bhMfkckcckckE3、裂缝截面平均应变smcm和sskssksksmEhAME0ccfkcfkccckcckccmEbhMEbhME200200)()(ckcmEbhM204、短期刚度表达式刚度计算公式EssshAEB200bhAscsEEE三、参数表达式1、裂缝处内力臂系数87.02、裂缝处受拉钢筋应变不均匀系数sktetkf65.01.1testeAA0087.0hAMhAMsksksk3、系数E5.3162.0fEE4、短期刚度计算公式205.3162.015.1fEssshAEB四、受弯构件的截面刚度B长期荷载作用下刚度下降混凝土的徐变混凝土和钢筋之间的滑移裂缝处钢筋变形增大裂缝处混凝土变形增大刚度计算公式1、截面刚度BsBB.修正系数sKqkBMMMB)1(大系数荷载长期作用下变形增0.2五、最小刚度原则与挠度计算1、最小刚度原则：最小刚度原则：在简支梁全跨范围内，按弯矩最大处的截面弯曲刚度，即最小的截面弯曲刚度，用材料力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。
2、挠度计算BlMSfk203、讨论205.3162.015.1fEssshAEB合理选择截面和跨度-跨高比9.1 钢筋混凝土裂缝宽度验算裂缝的成因及对策裂缝的成因及对策荷载引起的裂缝荷载引起的裂缝非荷载引起的裂缝非荷载引起的裂缝拉力拉力弯矩弯矩剪力剪力扭矩扭矩垂直裂缝，正截面裂缝垂直裂缝，正截面裂缝主要裂缝成因主要裂缝成因Crack Width一、裂缝开展前后的应力状态一、裂缝开展前后的应力状态粘 结 力 传 递长度粘 结 力 传 递长度2、裂缝的稳定（裂缝出齐）设粘结力的传递长度为L，则裂缝的最大间距为2L，最小间距为L，平均间距Lm1.5L二、平均裂缝间距ml理论分析表明Lm和钢筋直径与有效配筋率比值有关试验分析表明Lm还与混凝土保护层厚度有关temdkckl21三、平均裂缝宽度mlmcmmsmcsmllllwmsmcmsmcmsmmllw)1(ssksksmEmsskcmlEw85.0c一般构件：最大裂缝宽度最大裂缝宽度wmax裂缝的随机性荷载长期作用的影响规范规范公式：公式：)08.09.1(maxteeqsskcrdcEw四、最大裂缝宽度系数l系数mlwmax9.3 混凝土构件的截面延性一、延性的概念1、延性的定义：截面从屈服开始至到达极限承载能力期间变形能力2、延性意义：吸收和耗散地震能量防止脆性破坏调整结构变形，适应结构的不均匀沉降和温度变形等使结构充分实现内力重分布二、影响延性的因素截面曲率延性系数aycuyuxhk0)1(.钢筋屈服应变截面达到极限承载力时受压区高度截面屈服时受压区高度系数截面延性影响因素：混凝土的极限压应变、钢筋屈服强度、混凝土强度、钢筋的配筋率。
混凝土的极限压应变提高，延性增大加密箍筋）受拉钢筋增加，延性降低受压钢筋增加，延性增大限制受拉钢筋配筋率，规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例9.4 混凝土结构的耐久性一、混凝土结构的耐久性定义在设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适用于使用，而不需进行维修加固二、影响混凝土结构耐久性的因素1、影响混凝土结构耐久性的原因混凝土碳化钢筋锈蚀2、影响混凝土结构耐久性的因素内在因素：密实程度、水灰比、保护层厚度外在环境：温度、湿度腐蚀性介质等技术措施和构造要求受弯构件的短期刚度BsMB 弹塑性材料：0hcmsmcmsmkcmsmkkshMhMMB00。
