第9章 鋼筋砼受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫及變形驗(yàn)算

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第9章 鋼筋砼受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫,及變形驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)的功能:,安全性,結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn),的各種荷載、外加變形、約束變形等的作用。,適用性,結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能。例,如，不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大變形或局部損壞。,耐久性,結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)的條件下，在規(guī)定的時(shí),間內(nèi)，具有足夠的耐久性。例如，不發(fā)生開(kāi)展過(guò)大,的裂縫寬度，不發(fā)生由于混凝土保護(hù)層碳化導(dǎo)致鋼,筋的銹蝕。,正常使用極

2、限狀態(tài),9-1概述,承載能力,極限狀態(tài),9-1概述,承載能力極限狀態(tài)計(jì)算,應(yīng)力計(jì)算,正常使用極限狀態(tài)計(jì)算,（持久狀況、短暫狀況、偶然狀況）,（持久狀況）,（持久狀況、短暫狀況）,鋼筋混凝土構(gòu)件,（短暫狀況）,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,9-1概述,1.承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合,（1）基本組合,永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)的組合。,基本表達(dá)式：,（2）偶然組合,9-1概述,2.正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)作用效應(yīng)組合,（1）作用短期效應(yīng)組合,（2）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合,9-2換算截面,9-2換算截面,開(kāi)裂截面,9-2換算截面,全截面,9-3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,短暫狀況,應(yīng)力驗(yàn)算,9-3鋼筋混凝土

3、受彎構(gòu)件,短暫狀況,應(yīng)力驗(yàn)算,9-3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,短暫狀況,應(yīng)力驗(yàn)算,9-3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,短暫狀況,應(yīng)力驗(yàn)算,9-3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,短暫狀況,應(yīng)力驗(yàn)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,一、裂縫種類(lèi),按產(chǎn)生的,原因,分：,裂縫,正常裂縫,非正常裂縫,由外加變形或約束變,形引起的裂縫,鋼筋銹蝕裂縫,基礎(chǔ)不均勻沉降,混凝土的收縮,溫度變化等,混凝土中摻氯鹽,混凝土碳化等,過(guò)大裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,引起鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性，,損壞結(jié)構(gòu)的外觀，引起使用者的不安,由荷載引起的裂縫,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,受彎裂縫,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度

4、的計(jì)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,彎剪斜裂縫,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,地基不均勻沉降引起的裂縫,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,混凝土收縮裂縫,溫度變化引起的裂縫,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,T,梁主鋼筋銹蝕漲裂混凝土保護(hù)層,梁底鋼筋銹蝕頂裂混凝土保護(hù)層,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,箱內(nèi)頂板鋼筋銹蝕頂裂混凝土保護(hù)層,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,拱肋主鋼筋銹蝕漲裂混凝土

5、保護(hù)層,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,二、受彎裂縫寬度計(jì)算理論和方法,三、影響裂縫寬度的主要因素,（1）保護(hù)層厚度,（2）受拉鋼筋應(yīng)力,（3）鋼筋直徑,（4）受拉鋼筋配筋率,（5）鋼筋外形,（6）直接作用性質(zhì),（7）構(gòu)件受力性質(zhì),9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,四、最大裂縫寬度,（公路橋規(guī)）,當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時(shí)，,d,改,換算直徑,d,e,9-4 受彎構(gòu)件的裂縫及最大裂縫寬度的計(jì)算,五、裂縫寬度限值,在正常使用極限狀態(tài)下鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度，應(yīng)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響進(jìn)行驗(yàn)算，且不得超過(guò)規(guī)范

6、規(guī)定的裂縫限值。,類(lèi)和,類(lèi)環(huán)境條件下,容許裂縫寬度,0.2mm,；,類(lèi)和,類(lèi)環(huán)境下,容許裂縫寬度,0.15mm,。,公路橋規(guī)規(guī)定：,9-5 受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算,剛度B：,撓度計(jì)算式：,9-5 受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算,使用階段撓度應(yīng)考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響：,當(dāng)采用C40以下砼時(shí),當(dāng)采用C40C80以下砼時(shí),9-5 受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算,撓度限值：,公路橋規(guī)規(guī)定：,鋼筋混凝土受彎構(gòu)件按上述計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度后，不應(yīng)超過(guò)下列規(guī)定的限值：,梁式橋主梁的最大撓度處,L/,600,梁式橋主梁的懸臂端,L,1,/,300,9-5 受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算,預(yù)拱度設(shè)置條件：,公路橋規(guī)規(guī)定：,（1

7、）當(dāng)由荷載短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)影響產(chǎn)生的不超過(guò),L/,1600,時(shí)，可不設(shè)預(yù)拱度；,（2）當(dāng)不符合上述規(guī)定時(shí)應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。,預(yù)拱度值按結(jié)構(gòu)自重和,1/2,可變荷載頻遇值計(jì)算的長(zhǎng)期撓度值之和采用。,預(yù)拱度值確定：,預(yù)拱度做法：,按最大的預(yù)拱度值沿順橋向做成平順的曲線。,9-6 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,結(jié)構(gòu)功能,具有足夠的承載力和變形能力,安全性,適用性,耐久性,在使用荷載下不產(chǎn)生過(guò)大的裂縫和變形,在一定時(shí)期內(nèi)維持其安全性和適用性的能力,一、結(jié)構(gòu)耐久性,拱橋吊桿腐蝕,廣州海印大橋拉索銹斷,宜賓小南門(mén)拱橋橋面墜落,9-6 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,二、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素,內(nèi)部因素,外部因素

8、,其他因素,混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量等,環(huán)境條件：溫度、濕度、,CO,2,含量、侵蝕劑介質(zhì)等,設(shè)計(jì)構(gòu)造上的缺陷,施工質(zhì)量差,使用中維修不當(dāng)?shù)?9-6 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,三、常見(jiàn)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題,（混凝土結(jié)構(gòu)損傷或破壞）,混凝土的凍融破壞,混凝土的堿集料反應(yīng),侵蝕性介質(zhì)的腐蝕,混凝土的碳化,鋼筋銹蝕,機(jī)械磨損,9-6 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,四、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì),混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別,設(shè)計(jì)使用年限,1.耐久性設(shè)計(jì)的目的及基本原則,目的,是指在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，,必須保持適合于使用，滿(mǎn)足既定功能的要求。,基本原則,是根據(jù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。,2.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本要求,作業(yè)：,自推T形截面換算截面幾何特性（開(kāi)裂截面、全截面）,13-13（圖中R=50改為R=25）,補(bǔ)充1 截面尺寸及布筋圖（單位：mm）,補(bǔ)充2 梁跨中截面尺寸與布筋圖（單位：mm）,9-5,9-6,