【正文】 scB E I?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ? 先根據(jù)大量實(shí)測(cè)撓度的試驗(yàn)數(shù)據(jù) ， 由材料力學(xué)中梁的撓度計(jì)算公式反算出構(gòu)件的實(shí)際抗彎剛度 ， 再以 αEρ為主要參數(shù)進(jìn)行回歸分析 ， Bs與 αEρ為線性關(guān)系 。 ? 矩形 、 T形及工形截面構(gòu)件的短期剛度： ρ—— 縱向拉筋的配筋率； γf′—— 受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值； γf—— 受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值。 30(0 . 0 2 5 0 . 2 8 ) ( 1 0 . 5 5 0 . 1 2 )s E f f cB E b h? ? ? ???? ? ?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 受彎構(gòu)件的抗彎剛度 B ? 長(zhǎng)期荷載下，壓區(qū)混凝土徐變使撓度隨時(shí)間增大。 ? 混凝土收縮引起撓度增大。如圖： ? 受壓區(qū)未配鋼筋，混凝土可以較自由地收縮，即梁的上部縮短。 ? 受拉區(qū)混凝土的收縮受到鋼筋的約束，使混凝土受拉，甚至可能出現(xiàn)裂縫。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 ? 考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)梁撓度影響的方法 : ① 考慮混凝土徐變及收縮的影響計(jì)算長(zhǎng)期剛度，或直接計(jì)算荷載長(zhǎng)期作用產(chǎn)生的撓度增長(zhǎng)和由收縮引起的翹曲； ②試驗(yàn)結(jié)果確定荷載長(zhǎng)期作用的撓度增大系數(shù) θ， 采用 θ值計(jì)算長(zhǎng)期剛度。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 規(guī)范采用第②種方法。 θ值按下式計(jì)算 ??? ??? ρ′、 ρ—— 為受壓筋和受拉筋的配筋率。 (ρ′＝ As′/bho， ρ＝ As/bho) ρ′＝ 0， θ=； ρ′＝ ρ， θ＝ ； ρ′ 為中間值， θ按直線內(nèi)插。 翼緣位于拉區(qū)的倒 T形截面，撓度增大系數(shù) θ乘以 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 Bs—— 短期剛度； Mk、 Ml—— 分別為由荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合及長(zhǎng)期組合計(jì)算的 彎矩值 ； θ—— 考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù) 。 ? 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 并考慮部分荷載長(zhǎng)期作用影響 的矩形、 T形及 I形截面受彎構(gòu)件抗彎剛度 B： ( 1 )kslkMBBMM?? ?一般情況下： s)~( BB ?參考 JTG D622022的規(guī)定，?。? 0 .6 5 sBB?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 受彎構(gòu)件的撓度計(jì)算 ? 將 B代替 EI， 撓度值按材料力學(xué)公式求得 。 撓度計(jì)算值不應(yīng)超過(guò)附錄五表 3規(guī)定的允許值 。 f —— 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合對(duì)應(yīng)的剛度 B進(jìn)行計(jì)算求得的 撓度值 。 limff?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 ? 撓度允許值 flim 的確定： 主要從以下幾個(gè)方面考慮： ? 保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求。 過(guò)大的變形將影響甚至喪失結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用功能，如支承精密儀器設(shè)備的梁板結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大，難以使儀器保持水平；屋面結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大會(huì)造成積水產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過(guò)大變形會(huì)妨礙吊車和車輛的正常運(yùn)行等。 ? 防止對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。 支承在磚墻上的梁端產(chǎn)生過(guò)大轉(zhuǎn)角，使支承面積減小、支承反力偏心增大，引起墻體開(kāi)裂。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 ? 防止對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。 結(jié)構(gòu)變形過(guò)大會(huì)使門(mén)窗等不能正常開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致隔墻、天花板的開(kāi)裂或損壞。 ? 保證使用者的感覺(jué)在可接受的程度之內(nèi)。 過(guò)大振動(dòng)、變形會(huì)引起使用者的不適或不安全感。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 ? 撓度計(jì)算時(shí)剛度的確定： ? 由于彎矩沿梁長(zhǎng)是變化的，抗彎剛度沿梁長(zhǎng)也是變化的。但按變剛度梁來(lái)計(jì)算撓度變形很麻煩。 ? 《 規(guī)范 》 為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，取同號(hào)彎矩區(qū)段的最大彎矩截面處的 最小剛度 Bmin，按等剛度梁來(lái)計(jì)算 。 “最小剛度剛度原則” 變 形 驗(yàn) 算 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 ? 簡(jiǎn)支梁取跨中截面的剛度，即 ρ按跨中截面??； ? 懸臂梁按支座截面??； ? 等截面連續(xù)構(gòu)件，取跨中和支座截面剛度的平均值。 變 形 驗(yàn) 算 一端簡(jiǎn)支一端固定梁成為變剛度Bs1和 Bs2的梁，需確定反彎點(diǎn)的位置，采用分段積分的方法求該梁的撓度，計(jì)算復(fù)雜。 為方便計(jì)算，取跨中和支座截面剛度的均值作為該梁的剛度，視為等剛度梁，用材料力學(xué)公式求出梁的撓度。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 變 形 驗(yàn) 算 ? 撓度不滿足，則： ? 增加截面尺寸 ? 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí) ? 增加配筋量 ? 選用合理的截面（如 T形或工形等） 都可提高構(gòu)件的剛度。 合理有效的措施是增大截面的高度。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 三峽升船機(jī)結(jié)構(gòu)布置 三峽升船機(jī)主體建筑平面布置圖 齒條 螺母柱 耐 久 性 要 求 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念 ? 耐久性是指結(jié)構(gòu)在指定的工作環(huán)境中，正常使用和維護(hù)條件下，隨時(shí)間變化而仍能滿足預(yù)定功能要求的能力。 ? 正常 維護(hù)： 是指結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中僅需一般維護(hù)（包括構(gòu)件表面涂刷等）而不進(jìn)行花費(fèi)過(guò)高的大修； ? 指定的 工作環(huán)境： 是指建筑物所在地區(qū)的自然環(huán)境及工業(yè)生產(chǎn)形成的環(huán)境。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 ? 導(dǎo)致水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的原因主要有： ? 混凝土的低強(qiáng)度風(fēng)化； ? 堿－骨料反映； ? 滲漏溶蝕； ? 凍融破壞； ? 水質(zhì)侵蝕； ? 沖刷磨損和空蝕； ? 混凝土的碳化與鋼筋銹蝕； ? 由荷載、溫度、收縮等原因產(chǎn)生的 過(guò)大的裂縫 ； ? 止水失效等引起滲漏病害的加劇等。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 ? 保證耐久性的措施有： ? 根據(jù)環(huán)境條件，控制結(jié)構(gòu)的裂縫寬度； ? 混凝土保護(hù)層最小厚度； ? 混凝土最低抗?jié)B、抗凍、強(qiáng)度等級(jí)； ? 最小水泥用量； ? 最大水灰比； ? 最大氯離子含量； ? 最大堿含量； ? 結(jié)構(gòu)型式； ? 專門(mén)的防護(hù)措施。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求 ? 耐久性設(shè)計(jì)的基本原則是 ： 根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件 所處的環(huán)境及腐蝕程度 ，選擇 相應(yīng)技術(shù)措施和構(gòu)造要求 ，保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到預(yù)期的使用壽命。 混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別 ? 規(guī)范根據(jù)室內(nèi)室外、水下地下、淡水海水等不同將環(huán)境條件劃分為五個(gè)環(huán)境類別。 ? 永久性結(jié)構(gòu) ： 一般情況下 是 根據(jù)環(huán)境類別提出相應(yīng)的耐久性要求，也可根據(jù)結(jié)構(gòu)表層保護(hù)措施及預(yù)期的施工質(zhì)量，將環(huán)境類別適當(dāng)提高或降低。 ? 臨時(shí)建筑及大體積結(jié)構(gòu)的內(nèi)部可不提出耐久性要求。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 保證耐久性的技術(shù)措施及構(gòu)造要求 1）混凝土原材料的選擇和施工質(zhì)量控制 例如： ? 環(huán)境水對(duì)混凝土有硫酸鹽侵蝕性時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用抗硫酸鹽水泥； ? 有抗凍要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用大壩水泥及硅酸鹽水泥并摻用引氣劑； ? 水下混凝土，應(yīng)避免含有活性氧化硅以致會(huì)引起堿 集料反應(yīng)的骨料。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 2） 混凝土耐久性的基本要求 ? 碳化與鋼筋生銹是影響耐久性的主要因素。 ? 當(dāng)碳化深度達(dá)到鋼筋表層時(shí)，鋼筋表面的鈍化膜就遭到破壞，在有氧氣和水分的條件下，鋼筋就開(kāi)始生銹。 ? 鋼筋的銹蝕會(huì)引起銹脹，導(dǎo)致混凝土沿鋼筋出現(xiàn)順筋裂縫，混凝土保護(hù)層剝落，承載力降低。 ? 碳化還會(huì)引起混凝土收縮，使混凝土表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫，使混凝土表層強(qiáng)度降低。 ? 水泥用量越多，混凝土堿性就越高，抗碳化能力就越強(qiáng)。 ? 氯離子含量越低，混凝土就不易碳化。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 ? 水泥漿體和骨料之間界面存在微裂縫。微裂縫越多，混凝土就越不密實(shí)。 混凝土密實(shí)性越差，混凝土內(nèi)部越容易受外界環(huán)境的影響。 ? 混凝土密實(shí)性越好，碳化所需時(shí)間越長(zhǎng)。 ? 混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高、水泥用量越多，微裂縫就不容易出現(xiàn)，混凝土密實(shí)性就越好。 ? 水灰比越大，水分蒸發(fā)形成的毛細(xì)孔和水隙就越多，試驗(yàn)證明，當(dāng)水灰比小于 ，鋼筋就不會(huì)銹蝕。 ? 混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，抗風(fēng)化能力越強(qiáng)。 ? 堿－骨料反應(yīng)生成的堿活性物質(zhì)在吸水后體積膨脹，會(huì)引起混凝土脹裂、強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 ? 因此，對(duì)混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)、最小水泥用量、最大水灰比、最大氯離子含量、最大堿含量等應(yīng)給予規(guī)定。 規(guī)定分： 設(shè)計(jì)使用年限為 50年與 100年兩種。 設(shè)計(jì)使用年限為 50年的規(guī)定見(jiàn) 表 81。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 3） 鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度 ? 耐久性主要決定于鋼筋是否銹蝕 。 ? 鋼筋銹蝕的條件，首先決定于混凝土碳化達(dá)到鋼筋表面的時(shí)間。 ? 混凝土保護(hù)層的厚度越大，碳化時(shí)間越長(zhǎng)。 ? 混凝土保護(hù)層不僅要有一定的厚度，更重要的是必須澆筑振搗密實(shí)。 ? 規(guī)范規(guī)定了最小保護(hù)層厚度。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 4） 混凝土的抗?jié)B等級(jí) ? 混凝土越密實(shí)，水灰比越小，其抗?jié)B性能越好。 ? 水工混凝土抗?jié)B等級(jí)分為： W W W WW W12六級(jí)，一般按 28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定，也可根據(jù)建筑物開(kāi)始承受水壓力的時(shí)間，利用 60d或 90d齡期的試件測(cè)定抗?jié)B等級(jí)。 ? 摻用加氣劑、減水劑可顯著提高混凝土的抗?jié)B性能。 ? 規(guī)范規(guī)定了混凝土抗?jié)B等級(jí)的最小允許值。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 5） 混凝土的抗凍等級(jí) ? 處于凍融交替環(huán)境中時(shí)，滲入混凝土內(nèi)部空隙中的水分結(jié)冰后體積膨脹，使混凝土產(chǎn)生脹裂，經(jīng)多次凍融循環(huán)后將導(dǎo)致混凝土疏松剝落，引起破壞。 ? 即使在氣候溫和的地區(qū)，如抗凍性不足，混凝土也會(huì)發(fā)生凍融破壞以致剝蝕露筋。 ? 抗凍性用 抗凍等級(jí) 來(lái)表示，可按 28d齡期的試件用快凍試驗(yàn)方法測(cè)定，分為 F400、 F300、 F250、 F200、 F150、F100、 F50七級(jí)。也可用 60d或 90d齡期的試件測(cè)定。 ? 規(guī)范規(guī)定了混凝土所需的抗凍等級(jí) 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 6） 混凝土的抗化學(xué)侵蝕要求 ? 侵蝕性介質(zhì)的滲入，造成混凝土中的一些成分被溶解、流失，引起混凝土發(fā)生孔隙和裂縫，甚至松散破碎。 ? 有的侵蝕性介質(zhì)的與混凝土中的一些成分反應(yīng)后的生成物體積膨脹，引起混凝土結(jié)構(gòu)脹裂破壞。 ? 對(duì)于可能遭受 高濃度除冰鹽和氯鹽嚴(yán)重侵蝕 的配筋混凝土表面和部位： ? 宜浸涂或覆蓋防腐材料； ? 加入阻銹劑； ? 采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層帶肋鋼筋； ? 對(duì)預(yù)應(yīng)力筋、錨具及連接器應(yīng)采取專門(mén)的防護(hù)措施。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求 7） 結(jié)構(gòu)型式與配筋 ? 當(dāng)不能保證結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件均能達(dá)到與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限相同的耐久性時(shí)，應(yīng)規(guī)定這些構(gòu)件在 設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)需要進(jìn)行大修或更換的次數(shù)。 ? 凡列為需要大修或更換的構(gòu)件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其能具有修補(bǔ)或更換的施工操作條件。 ? 不具備單獨(dú)修補(bǔ)或更換條件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)使用年限相同。 ? 當(dāng)環(huán)境類別為三、四、五類時(shí)，結(jié)構(gòu)的外形應(yīng)力求規(guī)整，應(yīng)盡量避免采用薄壁、薄腹及多棱角的結(jié)構(gòu)型式。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 耐 久 性 要 求