【正文】 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 耐 久 性 要 求 。 ? 不具備單獨修補(bǔ)或更換條件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其設(shè)計使用年限應(yīng)與結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計使用年限相同。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 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)計使用年限相同的耐久性時，應(yīng)規(guī)定這些構(gòu)件在 設(shè)計使用年限內(nèi)需要進(jìn)行大修或更換的次數(shù)。 ? 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。 ? 規(guī)范規(guī)定了混凝土所需的抗凍等級 。 ? 抗凍性用 抗凍等級 來表示，可按 28d齡期的試件用快凍試驗方法測定，分為 F400、 F300、 F250、 F200、 F150、F100、 F50七級。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 耐 久 性 要 求 5） 混凝土的抗凍等級 ? 處于凍融交替環(huán)境中時，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。 ? 摻用加氣劑、減水劑可顯著提高混凝土的抗?jié)B性能。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 耐 久 性 要 求 4） 混凝土的抗?jié)B等級 ? 混凝土越密實，水灰比越小，其抗?jié)B性能越好。 ? 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。 ? 鋼筋銹蝕的條件，首先決定于混凝土碳化達(dá)到鋼筋表面的時間。 設(shè)計使用年限為 50年的規(guī)定見 表 81。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 耐 久 性 要 求 ? 因此，對混凝土最低強(qiáng)度等級、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。 ? 混凝土強(qiáng)度等級越高，抗風(fēng)化能力越強(qiáng)。 ? 混凝土強(qiáng)度等級越高、水泥用量越多，微裂縫就不容易出現(xiàn)，混凝土密實性就越好。 混凝土密實性越差，混凝土內(nèi)部越容易受外界環(huán)境的影響。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 耐 久 性 要 求 ? 水泥漿體和骨料之間界面存在微裂縫。 ? 水泥用量越多，混凝土堿性就越高，抗碳化能力就越強(qiáng)。 ? 鋼筋的銹蝕會引起銹脹，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。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 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。 ? 臨時建筑及大體積結(jié)構(gòu)的內(nèi)部可不提出耐久性要求。 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)境條件劃分為五個環(huán)境類別。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 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； ? 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； ? 專門的防護(hù)措施。 ? 正常 維護(hù)： 是指結(jié)構(gòu)在使用過程中僅需一般維護(hù)（包括構(gòu)件表面涂刷等）而不進(jìn)行花費過高的大修； ? 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。 合理有效的措施是增大截面的高度。 為方便計算，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。 “最小剛度剛度原則” 變 形 驗 算 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 ? 簡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。但按變剛度梁來計算撓度變形很麻煩。 過大振動、變形會引起使用者的不適或不安全感。 結(jié)構(gòu)變形過大會使門窗等不能正常開關(guān)，導(dǎo)致隔墻、天花板的開裂或損壞。 支承在磚墻上的梁端產(chǎn)生過大轉(zhuǎn)角，使支承面積減小、支承反力偏心增大，引起墻體開裂。 過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)撓度過大，難以使儀器保持水平；屋面結(jié)構(gòu)撓度過大會造成積水產(chǎn)生滲漏；吊車梁和橋梁的過大變形會妨礙吊車和車輛的正常運行等。 f —— 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合對應(yīng)的剛度 B進(jìn)行計算求得的 撓度值 。 ? 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 并考慮部分荷載長期作用影響 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，取： 0 .6 5 sBB?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 變 形 驗 算 受彎構(gòu)件的撓度計算 ? 將 B代替 EI， 撓度值按材料力學(xué)公式求得 。 翼緣位于拉區(qū)的倒 T形截面，撓度增大系數(shù) θ乘以 。 θ值按下式計算 ??? ??? ρ′、 ρ—— 為受壓筋和受拉筋的配筋率。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 變 形 驗 算 ? 考慮荷載長期作用對梁撓度影響的方法 : ① 考慮混凝土徐變及收縮的影響計算長期剛度，或直接計算荷載長期作用產(chǎn)生的撓度增長和由收縮引起的翹曲； ②試驗結(jié)果確定荷載長期作用的撓度增大系數(shù) θ， 采用 θ值計算長期剛度。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。 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)驗算 變 形 驗 算 受彎構(gòu)件的抗彎剛度 B ? 長期荷載下，壓區(qū)混凝土徐變使撓度隨時間增大。 00 .8 5scB E I?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 變 形 驗 算 出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ? 先根據(jù)大量實測撓度的試驗數(shù)據(jù) ， 由材料力學(xué)中梁的撓度計算公式反算出構(gòu)件的實際抗彎剛度 ， 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 。 ? 將剛度 EI修正可反映不出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土梁工作情況 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 變 形 驗 算 受彎構(gòu)件的短期 抗彎 剛度 Bs 不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ? 實際撓度比按彈性體算得的數(shù)值大 。 ? 剛度 B 確定后可用 材料力學(xué)公式 計算梁的撓度。 ? 鋼筋屈服，出現(xiàn)第二個轉(zhuǎn)折點 C′，截面剛度急劇降低。 ? 出現(xiàn)裂縫后，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點 A′。 ? 由于混凝土開裂、彈塑性應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系和鋼筋屈服等影響， 鋼筋混凝土適筋梁的 M f 關(guān)系不再是直線。 變 形 驗 算 變 形 驗 算 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度試驗 ? 《 材料力學(xué) 》 勻質(zhì)彈性材料梁，撓度計算公式： l0、 EI—— 梁的計算跨度和截面抗彎剛度。 裂縫延伸很長，最長的裂縫長度達(dá)到 。 ▽ 215m水位時裂縫分布 表面最大裂縫 ，大于裂縫寬度限值。右墻后填土。 ? 解決荷載裂縫問題的最有效方法是采用 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 。 ? 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，不宜采用高強(qiáng)鋼筋。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 ? 當(dāng)不滿足上述要求？ 影響裂縫寬度的主要因素是鋼筋應(yīng)力，可采取： ? 可改用較小直徑的帶肋鋼筋； ? 減小鋼筋間距； ? 適當(dāng)增加受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積等。 ? 水工混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計方法尚沒有完美解決。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 裂縫寬度公式不能反映工程結(jié)構(gòu)實際的裂縫開展性態(tài)。 ? 其它 與 SL1912022規(guī)范 相似 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 DL/T50572022規(guī)范 ? 與 SL1912022規(guī)范 區(qū)別在于： 規(guī)定特別重要的非桿件體系結(jié)構(gòu)的裂縫控制分為 按耐久性（防滲等）要求控制和按結(jié)構(gòu)內(nèi)部整體性要求控制兩種。 αs=～ ，對一類環(huán)境取大值， 對四類環(huán)境取小值。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 三、 非桿件體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度驗算方法 對非桿件體系結(jié)構(gòu)，規(guī)范規(guī)定可通過限制鋼筋應(yīng)力的辦法來間接控制結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。 ? 若 c＜ 20mm ，取 c=20mm； ? 若 c＞ 150mm ，取 c=150mm。 ? 帶肋鋼筋： ν=； ? 光圓鋼筋： ψ =。 0m a xskc r c rswl E???? ??σsk—— 計算公式也與 SL1912022規(guī)范相同 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 1 1 . 1 tkt e s kf?????ψ —— 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)。 σ 0—— 鋼筋的初始應(yīng)力 。 0m a xskc r c rswl E???? ??1 1 . 1 tkt e s kf?????( 2 . 2 0 . 0 9 )crtedlc ???? ( 6 5 1 . 2 0 . 0 9 )crtedlc ??? ? ?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 0m a xskc r c rswl E???? ??αcr—— 考慮構(gòu)件受力特征的系數(shù)。 ? 偏壓構(gòu)件當(dāng) e0／ h0≤，裂縫寬度小，不必驗算。 耐久性要求。 對于按照不經(jīng)常出現(xiàn)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的各種構(gòu)件， 可乘 。 考慮到鋼筋表面形狀對裂縫寬度的影響，并結(jié)合我國鋼材生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢， SL1912022規(guī)范明確規(guī)定，需控制裂縫寬度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)采用光圓鋼筋。 ? 該公式只適用于 外力荷載不隨結(jié)構(gòu)變形而改變其數(shù)值的情況 ，不適用于彈性地基上的梁、板以及圍巖中的隧洞襯砌結(jié)構(gòu)。 取 z=。 ksksNA? ?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 Mk—— 按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算得到的彎矩值。 ? 軸拉構(gòu)件： 取全部縱筋面積。 ? 受彎、偏拉及大偏壓構(gòu)件： 取拉區(qū)縱筋面積。 ? 軸拉構(gòu)件： 取 2als， ls為沿截面周邊配置的受拉鋼筋重心連線的總長度。 有受拉翼緣的倒 T形及工形截面， b為受拉翼緣寬度。用不同直徑時，改用換算直徑 4As／ u, u為鋼筋總周長。 二、構(gòu)件最大裂縫寬度計算公式 SL1912022規(guī)范 m a x ( 3 0 0 . 0 7 )sks t edwcE???? ? ?第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 c —— 最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（ mm），若 c＞ 65mm ，取 c = 65mm。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 α—— 考慮構(gòu)件受力特征和荷載長期作用的綜合影響系數(shù)。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 作為折衷 ， SL1912022規(guī)范規(guī)定： ? 對于重要的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ， 經(jīng)論證確有必要時 ，還應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度控制驗算； ? 但當(dāng)取 αct=時 ， 則可不再進(jìn)行裂縫寬度驗算 。 ? 有主張認(rèn)為對重要結(jié)構(gòu) ， 如果考慮到抗裂可靠性不高 ，妥善的方法是在計算中降低混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù) 。 這個矛盾是由于抗裂計算公式與裂縫寬度計算公式是由兩個不同設(shè)計概念 、 不同力學(xué)模型建立的 ， 兩個公式之間并不銜接 。 第八章 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件已滿足抗裂驗算要求時 ， 可不再進(jìn)行裂縫寬度驗算 。 ? 非桿系結(jié)構(gòu)： 可通過控制鋼筋應(yīng)力 σs 的方法間接控制裂縫寬度，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算得到的鋼筋應(yīng)力σs