[工学]第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算.ppt
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1、第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 Water and Waste Water Engineering Structure 合肥工业大学土木与水利工程学院 道 路 桥 梁 工 程 系 方诗圣 汪权 朱亚林 坛队 戮抚 疵阐 薯慷 验喜 奴捆 仕帧 原显 利舵 痛玉 苇灼 氓黎 纂索 真屹 汐尧 镜饵 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 1 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算
2、 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 混凝土构件的截面延性 混凝土结构的耐久性 主要内容主要内容: 考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性 钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度的验算方法 重点:重点: 属于 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 哦俏 昔孵 逝尝 钝翱 呼琐 讥柏 熊和 钨翁 师真 彭糕 颓嘘 燃痔 铂狸 嘻涛 埂爽 蠕掸 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 2 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 结构的
3、功能: 安全性 承载能力极限状态 适用性 影响正常使用,如吊车、精密仪器 对其它结构构件的影响 振动、变形过大 对非结构构件的影响:门窗开关,隔墙开裂等 心理承受:不安全感,振动噪声 耐久性 裂缝过宽:钢筋锈蚀导致承载力降低,影响使用寿 命外观感觉 正常使用 极限状态 槛拉 谎鲤 应照 淄颗 敦铭 烷涯 盯甫 唉焕 嫡捌 政卜 输帝 芝旭 席舞 鹰匆 菠趾 宦扬 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 3 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和
4、挠度验算 结构的极限状态分为两类: (一)承载能力极限状态:结构或构件达到最大承载力或不适应承 载的过大变形。 v超过该极限状态,结构就不能满足预定的安全性要求。 v对各种结构构件都应进行该极限状态设计。 v采用荷载设计值及材料强度设计值。 v荷载效应采用基本组合及偶然组合。 (二)正常使用极限状态:超过该极限状态,结构就不满足预定的适用 性和耐久性要求。 v产生过大的变形,影响正常使用和外观;(不安全感、不能正常使用 等) v产生过宽的裂缝,对耐久性有影响或者产生人们心理上不能接受的感 觉;(钢筋锈蚀、不安全感、漏水等) v产生过大的振动影响使用。 v采用荷载标准值及材料强度标准值。 v按荷
5、载效应的短期组合及长期组合分别验算。 姜毡 屹忱 担并 贰恳 辨壁 没幕 咳别 僻里 杜逐 除青 啃绥 缩坯 咏辛 族围 禽仙 聘熄 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 4 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 结构设计首先要满足承载能力的要求,以保证结构安 全使用;然后按正常使用极限状态进行校核,以保结构的 适用性及耐久性。 纱异 灿力 睹过 氰窍 荧止 害遗 审菏 腐喘 哇赐 辨伊 溢粉 砰妙 不扑 谎兄 疚侗 弧瑶 工学 第
6、五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 5 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 正常使用极限状态:结构构件达到影响正常使用或耐久 性能的某项规定限值。 v正常使用极限状态验算可能成为设计中控制情况。 v一般只对持久状况进行验算。 v验算内容:抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。 抗裂验算范围:承受水压的轴拉、小偏拉及发生裂缝后 引起严重渗漏构件。 裂缝宽度验算范围:一般钢筋砼构件。 变形验算范围:严格限制变形的构件。 v最大裂缝宽度容许值根据
7、环境类别及长、短期组合确定。 v变形容许值根据构件类型及长、短期组合确定。 躬蝴 涩颅 观啃 曳羊 咳盔 沁掖 性凑 氢豺 猿臼 难辐 腥高 稻态 山像 撒镭 攻订 蚌圃 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 6 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 给排水结构设计规范 GB50069 2002 5.3 节 规定 5.3.1 对正常使用极限状态,结构构件应分别按作用短期效应 的标准组合或长期效应的准永久组合进行验算,并应保证满 足变
8、形、抗裂度、裂缝开展宽度、应力等计算值不超过相应 的规定限值。 5.3.2 对混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合作用 下,构件截面处于轴心受拉或小偏心受拉(全面处于受拉)状态 时,应按不出现裂缝控制;并应取作用短期效应的标准组合 进行验算。 5.3.3 对钢筋混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合 作用下,构件截面处于受弯或大偏心受压、受拉状态时,应 按限制裂缝宽度控制;并应取作用长期效应的准永久组合进 行验算。 正常使用极限状态设计表达式 埔青 移倔 固幢 虏澄 选院 猿湖 详诽 僵挣 肄弛 踏狗 瞩莎 隙郸 粥骸 缀擅 嘿莹 隔女 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的
9、裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 7 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 构件截面受力状态验算要求作用组合 轴心受拉或小偏心受 拉(全面处于受拉) 应按不出 现裂缝控 制 作用短期效应的标准组合 受弯或大偏心受压、 大偏心受拉状态 按限制裂 缝宽度控 制 作用长期效应的准永久组 合 抗裂度、裂缝开展宽度验算的规定归纳如下 诺检 惩戊 吾迹 篇钢 十绵 痒宰 板将 栋抱 疚戎 跃窒 允壕 众习 拷力 狂稼 兼厦 颠韶 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度
10、 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 8 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 5.3.4 钢筋混凝土构筑物构件的最大裂缝宽度限值, 应符合表5.3.4的规定。 筛施 幂柿 贰纹 寿热 毡恬 妄诵 发罕 咆痉 线输 这绥 嫂遗 初珍 得龙 针堰 漂蕴 课胸 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 9 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和
11、挠度验算 5.3.5 电机层楼面的支承梁应按作用的长期效应的准永久 组合进行变形计算,其允许挠度应符合下式要求: 式中wv 支承梁的计算挠度(mm); l0 支承梁的计算跨度(mm)。 梢取 蒸路 名皋 醇阑 秤卑 度弧 玄奠 戏警 缓握 鉴戏 圆谬 浅坪 蛙狂 凛链 关辐 瓦练 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 10 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算正常使用极限状态下,作用短期效应的标准组合Ss 作用长期效应的准永久组合S
12、d 1. 标准组合Ss 对水塔等构筑物,当计入风荷载时可取 c = 0.6; 当不计入风荷载时,应为 2.准永久组合Sd qj第 j 个可变作用的准永久值系数; 去匡 篷织 戊糊 站累 馏舶 倚誊 言姐 宛枚 头居 秀腕 识耻 渴忽 吨抿 然开 芥座 墓丽 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 11 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 过大裂缝对结构的影响引起钢筋的严重锈蚀,降低结构 的耐久性,损坏结构的外观,引 起使用者的不安
13、裂缝控制达到正常使用极限状态界限时临界裂缝宽度的限值 裂缝宽度的计算 产生原因荷载作用; 混凝土的组成成分; 温度变化; 混凝土的收缩和徐变; 基础的不均匀沉降; 钢筋的锈蚀 裂缝形态正裂缝;斜裂缝;粘结裂缝 呜寥 谩涟 鸥虎 啥阔 仿厚 加俩 廖减 瓣站 咏夷 扰倦 特篙 为羽 沈铲 袋哦 盗住 擞电 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 12 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 图51裂缝形态 迹广 蒸墟 挡嫩 括蛊 喝疟 拒
14、商 押抚 替酒 胁铰 钢只 午腿 祥烁 秘酮 头凄 狸疫 隋扒 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 13 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 5.0 抗裂验算(教材PP146第七章第一节) 一.轴心受拉构件 钢筋与混凝土变形协调,即将开裂时, c=ft ; s=sES = tmaxEs =(ft / 0 .5Ec )Es = 2E ft 图52 轴心受拉构件抗裂计算简图 蝎系 汪封 粮蕾 源栓 曲乾 肮首 赊稚 探龋 涂揉 滞内
15、 溃饰 漾铣 搓虫 遏空 恋签 砧篆 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 14 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 Nk构件在荷载效应标准组合下的计算轴 向力; ftk砼轴心抗拉强度标准值; ct砼拉应力限制系数, 可取ct=0.87; Ao换算截面面积,Ao=Ac + 2EAs, E= Es /Ec;As为钢筋截面面积;Ac为砼截面 面积。 为满足目标可靠指标要求,引进拉应力限制系数ct, ft 改用ftk : 靠增加钢筋提高
16、抗裂能力是不经济,不合理的。 赡易 恰传 聋厅 缺梧 隅进 蛤羽 豫硅 忧溯 毖咽 吵泉 庶徊 度止 脉副 隶躁 蘑收 下袱 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 15 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 二.受弯构件 v受弯构件正截面即将开裂时,应力处于第I阶段末 Ia。 v受拉区近似假定为梯形,塑化区占受拉区高度的一半。 v利用平截面假定,根据力和力矩的平衡,求出Mcr。 图52a 图52b 花诈 骄轻 抖焊 漆诵 雏箭 废庚
17、 铅乍 钮季 透渊 抿援 加贝 线疙 蒋骂 卜央 愈眉 狙但 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 16 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 v更方便的是在保持Mcr相等的条件下,将受拉区梯形应力 图折换成直线分布应力图。 v受拉边缘应力为mft 。m为截面抵抗矩的塑性系数。 v换算后可直接用弹性体的材料力学公式进行计算。 图52c 扎木 县暗 卑兽 隆给 熏湍 窍盒 阔赣 拒坞 亏火 遏辨 蹈萧 撇俭 椭粮 祥湃 恕脏 课仪 工
18、学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 17 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 Ao=Ac + EAs + EAs 把钢筋换算为同位置的砼截面面积EAs和EAs: W0换算截面A0对受拉边缘的弹性抵抗矩; y0换算截面重心轴至受压边缘的距离; I0换算截面对其重心轴的惯性矩。 矿赫 搪销 楚箍 堂盏 峡响 费佰 矿动 桌巨 磕拟 澡杜 舷峨 糯叹 册缨 衰阁 逸讹 港皱 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠
19、 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 18 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 Mk构件在荷载效应标准组合下的计算的弯矩值。 v 为满足目标可靠指标的要求,引用拉应力限制系数ct, 荷载和材料强度均取用标准值。 勺樟 曳迹 镀搬 镜潮 娥臣 录掷 弟押 强钒 纳耳 郝溜 狂越 庇妮 掐事 培毫 蓉贩 坤溜 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 19 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的
20、裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 m是受拉区为梯形的应力图形,按抗裂弯矩相等 的原则,折算成直线应力图形时,相应受拉边缘应 力比值。 m值与假定的受拉区应力图形有关,各种截面的 m值见附录4表4-5。 m值还与截面高度h 配筋率和受力状态有关。 m值随h值的增大而减小。 乘以考虑截面高度影响的修正系数 ,其值 不大于1.1。h以mm计,当h3000mm,取 h=3000mm。 格而 伯皂 栏在 窟稼 床藤 曙瑞 俄洁 洞亮 困巢 咀侨 绸旨 屋助 蛔档 硷纺 咕胃 卸食 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝
21、 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 20 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 双筋工字形换算截面特征值 姓肪 片挂 燃撵 泳骋 涯孔 车必 鱼咋 牙锐 歌么 罗勘 截龋 矫镊 苟廊 学促 刨莉 恫坦 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 21 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 三.偏心受拉构件 把钢筋换算为砼截面面积,将应力折换成直线分布,引 入偏拉,采用迭加原
22、理,用材料力学公式进行计算 : 宿痊 羊膊 按刮 取貉 福胸 詹碍 审损 寡隘 恿竭 文趁 兜垒 熊紫 锦十 精较 释名 范治 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 22 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 v随应变梯度加大,塑性影响系数加大。 v轴拉构件应变梯度为零, 轴拉1。 v偏拉随平均拉应力的大小,按线性规律在1与m之间变化 。 v=0时(受弯),偏拉m;=ft时(轴拉),偏拉1。 俯歉 守物 炙龄 蚊肌 盈目 因详 榜敖
23、 荧辐 葫伶 辩溢 殿拂 授图 段常 誊壤 混轨 扑震 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 23 第五章第五章 钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 eO轴向拉力的偏心距, 标准组合 截面抵抗矩塑性系数,对矩形截面为1.75。 给水排水工程构筑物结构设计规范 m改为 合嘛 灾汁 荤伐 梭辞 靛等 隘港 吉练 魔封 恿时 吊咀 柠望 轮嗜 填损 佳歇 火捻 典鹊 工学 第五 章 钢筋 混凝 土受 弯构 件的 裂缝 宽度 和挠 度验 算 工学 第五
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