【土木建筑】第十三章裂縫寬度的計算原理及耐久性控制

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1、 13.1 混凝土的裂縫與控制標準混凝土的裂縫與控制標準 13.2 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算 13.3 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 13.4 本章要點本章要點 13.1.1 產(chǎn)生裂縫的原因產(chǎn)生裂縫的原因 13.1.2 裂縫的控制標準裂縫的控制標準 13.1.3 裂縫寬度的計算理論裂縫寬度的計算理論（1）荷載引起的裂縫 受力產(chǎn)生的裂縫，裂縫方向大致與拉應力正交。在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，往往配置鋼筋以傳遞開裂后混凝土所不能傳遞的拉力或剪力。（2）由外加應變或約束變形引起的裂縫 地基不均勻沉降、混凝土的收縮及溫度差等。（3）鋼筋銹蝕裂縫 混凝土碳化或冬季施工中摻

2、氯鹽（是一種混凝土促凝、早強劑）過多導致鋼筋銹蝕。銹蝕產(chǎn)物的體積比鋼筋被侵蝕的體積大（23）倍，沿鋼筋長度方向劈裂的縱向裂縫.（1）影響）影響 承載力方面：一般情況下影響不大。使用方面：影響使用功能，如水池等 影響建筑外觀 影響耐久性 一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 在荷載的短期效應下，混凝土不產(chǎn)生拉應力：0 二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 在荷載長期效應下不產(chǎn)生拉應力：0 在荷載短期效應組合下允許產(chǎn)生拉應力，但不超過 三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，但要限制裂縫的寬度 pcstpclttkmctfpcsttkmctfmaxmaxww（1）粘結(jié)滑移理論）粘結(jié)滑移理論 鋼筋和混凝土間產(chǎn)生了相對滑移，變

3、形不再一致而導致裂縫開展。1936年沙里加（Saligar）提出 （2）無滑移理論）無滑移理論 表面裂縫寬度主要是由鋼筋周圍的混凝土回縮形成的，其決定性因素是混凝土保護層的厚度。無粘結(jié)滑移理論是60年代Broms和Base提出（3）半經(jīng)驗半理論方法）半經(jīng)驗半理論方法 以理論為基礎的實驗回歸方法。mmKcw7654321maxccdcccccw 1、純彎區(qū)段裂縫的出現(xiàn)、分布和開展、純彎區(qū)段裂縫的出現(xiàn)、分布和開展 2 平均裂縫間距平均裂縫間距 3 平均裂縫寬度平均裂縫寬度 4 最大裂縫寬度及其驗算最大裂縫寬度及其驗算（1）未出現(xiàn)裂縫時）未出現(xiàn)裂縫時 鋼筋和混凝土變形一致 鋼筋（混凝土）的拉應力（應

4、變）沿長度大致相同 混凝土達到其抗拉極限時，處于即將出現(xiàn)裂縫的狀態(tài) 最薄弱的截面將開裂出現(xiàn)第一批裂縫應力重分布裂縫處混凝土退出工作，鋼筋拉力增加非裂縫截面，混凝土仍受拉力，各截面不同裂縫中間混凝土拉應力最大混凝土回縮形成一定寬度裂縫鋼筋和混凝土變形不一致混凝土回縮受到鋼筋的約束變形差即為裂縫寬度 出現(xiàn)新裂縫的原因 混凝土達到受拉極限 混凝土的拉力與粘結(jié)傳力長度有關 裂縫“出齊”當兩裂縫間的長度足夠長時，其間會出現(xiàn)新的裂縫 當兩裂縫間的長度足夠長時較小時，不會再出現(xiàn)新裂縫 裂縫間距：l。2l。，平均為lm=1.5l。l與粘強度及鋼筋表面積大小有關。（1）理論分析）理論分析 截面平衡條件：鋼筋截離

5、體的平衡：l的理論值；tetssssAfAA21ulAAmssss21temttesmttemtdfuAfuAfl4/試驗表明：L不僅與 有關，而且與保護層厚度c有較大的關系:模式 ted/temdkckl12 (1).平均裂縫寬度計算式平均裂縫寬度計算式 位置：受拉鋼筋截面重心水平處構(gòu)件側(cè)位置：受拉鋼筋截面重心水平處構(gòu)件側(cè)表面的裂縫寬度表面的裂縫寬度 一般表達式：裂縫區(qū)段內(nèi)鋼筋的平均伸一般表達式：裂縫區(qū)段內(nèi)鋼筋的平均伸長與混凝土平均伸長的差值長與混凝土平均伸長的差值msskcmsmcmsmctmsmmctmmsmmlEllllw1與配筋率、截面形狀和混凝土保護層厚度等有關,近似取0.85。(

6、3)裂縫截面處的鋼筋應力裂縫截面處的鋼筋應力受彎構(gòu)件：受彎構(gòu)件：軸心受拉構(gòu)件：軸心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件：偏心受壓構(gòu)件：087.0hAMskskskskAN0sskskahAeNskskAhheN00（1）確定最大裂縫寬度的方法）確定最大裂縫寬度的方法 由平均裂縫寬度乘以“擴大系數(shù)”。“擴大系數(shù)”的內(nèi)涵：裂縫的不均勻性，長期效應（收縮、應力松弛和徐變等）（3）最大裂縫寬度驗算）最大裂縫寬度驗算 msskcrmlsllEwwwmax,maxmaxmaxwwtessskcrdcEw08.09.1max 1 耐久性的概念與主要影響因素耐久性的概念與主要影響因素（1）混凝土

7、結(jié)構(gòu)的耐久性 結(jié)構(gòu)的耐久性是指維持結(jié)構(gòu)功能的年限。（2）影響耐久性能的主要因素 混凝土對鋼筋的保護：混凝土的高堿性能有效地保護鋼筋。鋼筋的銹蝕原因：鈍化膜的破壞：空氣對混凝土的碳化作用，氯離子、其它酸性介質(zhì)等；氧份和水份侵入。（1）對混凝土結(jié)構(gòu)使用環(huán)境分（五）類，分別對待（2）混凝土結(jié)構(gòu)設計的使用年限的合理確定（3）加強維護和鑒定工作（4）保證耐久性的技術措施及構(gòu)造要求 1、裂縫的形成和發(fā)展過程（1）裂縫產(chǎn)生的原因（2）裂縫間鋼筋和混凝土應力的分布（3）裂縫間新裂縫出現(xiàn)的條件（4）關于裂縫出齊問題和平均裂縫間距（5）影響平均裂縫間距的因素 2、有關裂縫寬度的計算（1）裂縫寬度所指的位置（2）平

8、均裂縫寬度計算模式的建立（3）最大裂縫寬度即裂縫擴大系數(shù)的內(nèi)涵（4）實驗回歸結(jié)果 3、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念肚松衯宸&愮鐝D)?$?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑 d?噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif 冣杁9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif冟?A/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif 冡?疘1/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/0830.gif 冧塖阇8/E

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