东南大学工程结构设计原理讲稿裂缝宽度的计算原理及耐久性控制课件.ppt

东 南 大 学 远 程 教 育结 构 设 计 原 理第 六 十 八 讲主 讲 教 师 ： 曹 双 寅 舒 赣 平 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (1/10) 内 容 提 要 （ 1/1）一 、 裂 缝 的 控 制 标 准 及 计 算 理 论 二 、 钢 筋 混 凝 土 构 件 裂 缝 宽 度 验 算 三 、 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 四 、 本 章 要 点 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (2/10) 一 、 控 制 标 准 及 计 算 理 论 （ 1/2） 1 产 生 裂 缝 的 原 因（ 1） 荷 载 引 起 的 裂 缝 （ 2） 由 外 加 应 变 或 约 束 变 形 引 起 的 裂 缝（ 3） 钢 筋 锈 蚀 裂 缝2 裂 缝 的 影 响 及 控 制 标 准（ 1） 影 响 承 载 力 方 面 ： 一 般 情 况 下 影 响 不 大 。 使 用 方 面 ： 影 响 使 用 功 能 ， 如 水 池 等 影 响 建 筑 外 观 影 响 耐 久 性 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (3/10) 一 、 控 制 标 准 及 计 算 理 论 （ 2/2） （ 2） 裂 缝 控 制 标 准 一 级 ： 严 格 要 求 不 出 现 裂 缝 的 构 件荷 载 短 期 效 应 下 ， 不 产 生 拉 应 力 ： 0 二 级 ： 一 般 要 求 不 出 现 裂 缝 的 构 件荷 载 长 期 效 应 下 ， 不 产 生 拉 应 力 ： 0荷 载 短 期 效 应 下 允 许 产 生 拉 应 力 ， 但 不 超 过 三 级 ： 允 许 出 现 裂 缝 的 构 件 ， 但 要 限 制 裂 缝 的 宽 度 3 裂 缝 宽 度 的 计 算 理 论（ 1） 粘 结 滑 移 理 论 ： 钢 筋 和 混 凝 土 相 对 滑 移 导 致 裂 缝 开 展 。（ 2） 无 滑 移 理 论 ： 表 面 裂 缝 是 由 混 凝 土 回 缩 形 成 的 。（ 3） 半 经 验 半 理 论 方 法 ： 以 理 论 为 基 础 的 实 验 回 归 方 法 。 pcst pclt tkmct f 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (4/10) 二 、 裂 缝 宽 度 验 算 （ 1/5） 1、 纯 弯 区 段 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 开 展（ 1） 未 出 现 裂 缝 时 钢 筋 和 混 凝 土 变 形 一 致 钢 筋 、 混 凝 土 ） 的 应 力 沿 长 度 均 布 混 凝 土 达 抗 拉 极 限 时 ， 即 将 出 现 裂 缝 最 薄 弱 的 截 面 将 开 裂 出 现 第 一 批 裂 缝 （ 2） 第 一 批 裂 缝 出 现 后 应 力 重 分 布 裂 缝 处 混 凝 土 退 出 ， 钢 筋 拉 力 突 然 增 加 由 于 粘 结 ， 非 裂 截 面 混 凝 土 仍 存 在 拉 应 力 ， 各 截 面 不 同 裂 缝 中 间 混 凝 土 拉 应 力 最 大 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (5/10) 二 、 裂 缝 宽 度 验 算 （ 2/5） 混 凝 土 回 缩 形 成 一 定 宽 度 裂 缝 钢 筋 和 混 凝 土 变 形 不 一 致 ， 变 形 差 即 为 裂 缝 宽 度 混 凝 土 回 缩 受 到 钢 筋 的 约 束（ 3） 后 续 裂 缝 的 出 现 出 现 新 裂 缝 的 原 因 混 凝 土 达 到 受 拉 极 限 拉 力 与 粘 结 传 力 长 度 有 关 裂 缝 “ 出 齐 ” 当 两 裂 缝 间 的 长 度 足 够 长 时 ， 其 间 会 出 现 新 的 裂 缝 当 两 裂 缝 间 的 长 度 足 够 长 时 较 小 时 ， 不 会 再 出 现 新 裂 缝 裂 缝 间 距 ： 1-2l。 ， 平 均 1.5l。 第 68讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 （ 1） 下 一 讲 的 主 要 内 容1、 平 均 裂 缝 间 距2、 平 均 裂 缝 宽 度 的 计 算3、 最 大 裂 缝 宽 度 的 计 算4、 混 凝 土 耐 久 性 的 概 念 东 南 大 学 远 程 教 育结 构 设 计 原 理第 六 十 九 讲主 讲 教 师 ： 曹 双 寅 舒 赣 平 第 69讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (2) 上 一 讲 的 内 容1、 裂 缝 的 原 因 及 分 类 荷 载 、 约 束 、 腐 蚀2、 裂 缝 控 制 标 准严 格 要 求 不 出 现 裂 缝一 般 要 求 不 出 现 裂 缝允 许 出 现 裂 缝3、 裂 缝 产 生 及 发 展 的 规 律 裂 缝 间 应 力 分 布 特 点 裂 缝 “ 出 齐 ” 问 题 裂 缝 间 距 的 概 念 第 69讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (6/10) 二 、 裂 缝 宽 度 验 算 （ 3/5） 2 平 均 裂 缝 间 距（ 1） 理 论 分 析 截 面 平 衡 条 件 ： 截 离 体 的 平 衡 ： l的 理 论 值 （ 2） 经 验 模 式 试 验 表 明 ： 还 与 保 护 层 厚 度 c有 较 大 的 关 系 模 式 ： tetssss AfAA 21 ulAA mssss 21 temttesmttemt dfuAfuAfl 4/ tem dkckl 12 第 69讲 :裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (7/10) 二 、 裂 缝 宽 度 验 算 （ 4/5） 3 平 均 裂 缝 宽 度(1)平 均 裂 缝 宽 度 计 算 式 位 置 ： 受 拉 钢 筋 截 面 重 心 水 平 处 构 件 侧 表 面 的 裂 缝 宽 度 一 般 表 达 式 ： 钢 筋 的 平 均 伸 长 与 混 凝 土 平 均 伸 长 的 差 值（ 2） 裂 缝 间 混 凝 土 伸 长 对 裂 缝 宽 度 的 影 响 系 数 c与 配 筋 率 、 截 面 形 状 和 保 护 层 厚 度 等 有 关 , 近 似 取 0.85。 msskcmsmcmsmctmsmmctmmsmm lEllllw 1 第 69讲 ： 裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (8/10) 二 、 裂 缝 宽 度 验 算 （ 5/5） （ 3） 截 面 处 的 钢 筋 应 力 受 弯 构 件 ： 轴 心 受 拉 构 件 ： 偏 心 受 拉 构 件 ： 偏 心 受 压 构 件 ： 4 最 大 裂 缝 宽 度 及 其 验 算（ 1） 方 法 ： 由 平 均 裂 缝 宽 度 乘 以 “ 扩 大 系 数 ” 。（ 2） 最 大 裂 缝 宽 度 的 计 算（ 3） 最 大 裂 缝 宽 度 验 算 ： W maxWlimit msskcrmlsl lEwww max,max087.0 hAM sksk sksk AN 0 ss ksk ahA eN sksk Ah heN 0 0 第 69讲 ： 裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (9/10) 三 、 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 （ 1/1） 1 耐 久 性 的 概 念 与 主 要 影 响 因 素（ 1） 结 构 耐 久 性 ： 结 构 的 耐 久 性 是 指 维 持 结 构 功 能 的 年 限 。（ 2） 影 响 耐 久 性 能 的 主 要 因 素 混 凝 土 对 钢 筋 的 保 护 ： 混 凝 土 的 高 碱 性 能 有 效 地 保 护 钢 筋 。 钢 筋 的 锈 蚀 原 因 ： 钝 化 膜 的 破 坏 ： 碳 化 作 用 ， 氯 离 子 、 其 它 酸 性 介 质 等 氧 份 和 水 份 侵 入2、 耐 久 性 设 计（ 1） 对 混 凝 土 结 构 使 用 环 境 分 （ 五 ） 类 ， 分 别 对 待（ 2） 混 凝 土 结 构 设 计 的 使 用 年 限 的 合 理 确 定（ 3） 加 强 维 护 和 鉴 定 工 作 （ 4） 保 证 耐 久 性 的 技 术 措 施 及 构 造 要 求 第 69讲 ： 裂 缝 宽 度 的 计 算 原 理 (10/10) 四 、 本 章 要 点 （ 1/1） 1、 裂 缝 的 形 成 和 发 展 过 程（ 1） 裂 缝 产 生 的 原 因（ 2） 裂 缝 间 钢 筋 和 混 凝 土 应 力 的 分 布（ 3） 裂 缝 间 新 裂 缝 出 现 的 条 件（ 4） 关 于 裂 缝 出 齐 问 题 和 平 均 裂 缝 间 距（ 5） 影 响 平 均 裂 缝 间 距 的 因 素2、 有 关 裂 缝 宽 度 的 计 算（ 1） 裂 缝 宽 度 所 指 的 位 置（ 2） 平 均 裂 缝 宽 度 计 算 模 式 的 建 立（ 3） 最 大 裂 缝 宽 度 即 裂 缝 扩 大 系 数 的 内 涵 ， 实 验 回 归 结 果3、 混 凝 土 结 构 耐 久 性 的 概 念