【正文】 WA ???? 偏 拉 Mk—— 按荷載標準值計算得到的彎矩值； Nk—— 按荷載標準值計算得到的彎矩值。 ? 軸拉構件應變梯度為零 ， γ軸拉 ＝ 1， 而受彎構件 γm1。 ? 應變梯度： 軸拉構件＜偏拉構件＜受彎構件 ? 塑性影響系數(shù)： 1 ＜ γ軸拉 ＜ γm 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ? 假定 ： γ偏拉 隨截面平均拉應力 σ的大小 ， 按線性規(guī)律在 1與 γm之間變化 。 （ 用設計表達式表達相當于 αct ft ） 0( 1 ) kmmc t t kNAf? ? ??? ? ?偏 拉第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ， e0—— 軸向拉力的偏心距 。 00kkm c t t kMN fWA ????第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ? SL1912022規(guī)范與 DL/T50572022規(guī)范的抗裂驗算公式形式相同 。 ? 在 SL1912022規(guī)范的正常使用極限狀態(tài)設計表達式中 ，不考慮結構重要性系數(shù) 。 ? DL/T50572022規(guī)范的正常使用極限狀態(tài)設計表達式中 ， 考慮了結構重要性系數(shù) 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ? 因而 ， 兩本規(guī)范所得結論會有所差異 。 如能放在限值上 （ 如拉應力限制系數(shù)的大小 、 裂縫寬度限值的大小與撓度的大小 ） 來體現(xiàn)更為合理 。 該壓力水管自重所引起的環(huán)向內力可忽略不計 ， 由附錄二表 表 表 表 6查得： Ec= 104N/mm2 fy= 300N/mm2 Es= 105N/mm2 ftk=。 壓力水管承受內水壓力時為軸心受拉構件 ， 單位長度（ ） 上的軸力設計值： 1 . 2 0 kN p r b?31 . 2 0 0 . 4 0 5 0 0 1 0 0 0 2 4 0 1 0 N = 2 4 0 . 0 k N? ? ? ? ? ?321 . 1 5 2 4 0 . 0 1 0 920300s yKNA m mf??? ? ?管壁內、外層各配 10/12200， As=958mm2。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ? 按 DL/T50572022規(guī)范 ? 配筋計算 4級水工建筑物 ， γ0=。 單位長度 （ ） 上的軸力設計值： 管壁內、外層各配 10/12200， As=958mm2。 有人認為：抗裂或裂縫寬度驗算主要與所處的環(huán)境條件有關，撓度變形只與人的感覺和機器使用要求有關，與結構的安全級別無關。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 抗裂驗算 ? 荷載標準值是設計基準期內可能遇到的最大值，在DL/T50572022規(guī)范中， 對 Ⅲ 級安全級別的構件 在正常使用極限狀態(tài)驗算時將荷載效應乘了 ，就相當實際承受荷載小于標準值。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 裂縫開展寬度的驗算 裂縫的成因及對策 ? 混凝土結構中存在 拉應力 是產(chǎn)生裂縫的必要條件。 ? 裂縫分 荷載和非荷載 因素引起的兩類。 水工混凝土結構中 ， 大部分裂縫由非荷載因素引起 。 ? 下列情況的裂縫的寬度是無法計算的： ? 非荷載作用引起的裂縫； ? 非桿系結構； ? 剪力或扭矩引起的 斜裂縫。 (a) 豎向荷載下的裂縫彎曲裂縫剪切裂縫剪切裂縫( b ) 地震作用下的裂縫( c ) 板在豎向荷載下的裂縫板底裂縫( d ) 剪力墻在地震作用下的裂縫第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 二 、 非荷載因素引起的裂縫 1． 溫度變化引起的裂縫 溫度變化產(chǎn)生變形 ， 即熱脹冷縮 。 大體積混凝土 ， 內部溫度大 ， 外周溫度低 ， 內外溫差大 ， 引起溫度裂縫 。 ? 對非桿系結構 ? 減小溫度差： 分層分塊澆筑， 采用低熱水泥 ， 埋置塊石 ，預冷骨料 ， 預埋冷卻水管等 。 石英巖混凝土 11*106 砂巖混凝土 10*106 花崗巖混凝土 9*106 石灰?guī)r混凝土 7*106 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 )(1TR E K ????? ???? 盡量降低約束系數(shù) R 控制上下層混凝土澆筑間隙。 適當分塊澆筑。 ε g 的曲線應是單調膨脹型，最好在齡期 360天左右才穩(wěn)定。 對策： ? 設伸縮縫； ? 降低水灰比； ? 配筋率不過高； ? 設置構造鋼筋使收縮裂縫分布均勻； ? 加強潮濕養(yǎng)護 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 4． 混凝土塑性坍落引起的裂縫 對策： ? 采用適量減水劑 、 控制水灰比； ? 不漏振 ， 不過振 ， 避免泌水現(xiàn)象 ， 在混凝土終凝前抹面壓光 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 6． 鋼筋銹蝕引起的裂縫 鋼筋銹蝕是電化學反應 ， 鋼筋生銹體積膨脹 ， 產(chǎn)生順筋裂縫 ， 導致混凝土保護層剝落 ， 影響結構耐久性 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 (a) 混凝土開裂 (b) 水、 CO2侵入 鋼筋銹蝕過程 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 (c) 開始銹蝕 (d) 鋼筋體積膨脹 鋼筋銹蝕過程 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 7． 堿一骨料化學反應引起的裂縫 混凝土孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨料 (含活性 SiO2)化學反應生成堿一硅酸凝膠 ， 遇水膨脹 ， 使混凝土脹裂 。 裂縫寬度控制驗算方法的分類 只列出裂縫寬度計算公式 ? 設計規(guī)范中列出了 裂縫寬度計算公式 和 裂縫寬度限值 ，要求裂縫寬度計算值不得大于所規(guī)定的限值。我國的混凝土結構設計規(guī)范、 1995年的 ACI規(guī)范、日本 2022年規(guī)范和前蘇聯(lián) 1987年的規(guī)范都屬于這一類。 ? 趨勢： 目前對于裂縫控制的趨勢是主要著眼于配筋構造要求，而不是過分看重公式計算。 但對處于 高侵蝕性環(huán)境或需要防止?jié)B水，對限裂有更高要求的結構構件，這類規(guī)范仍規(guī)定裂縫控制要做專門研究。 裂縫開展寬度的驗算 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 同時列出裂縫寬度公式與構造要求 ? 規(guī)范既給出了裂縫寬度計算公式，又規(guī)定了以限裂為目的的構造要求。 如承受彎矩的薄板，在滿足最小配筋率、鋼筋直徑和間距等規(guī)定后就可不進行裂縫寬度計算。 裂縫開展寬度的驗算 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫寬度計算理論概述 ? 數(shù)理統(tǒng)計的經(jīng)驗公式 通過對大量試驗資料的分析，選出影響裂縫寬度的主要參數(shù)，進行數(shù)理統(tǒng)計后得出。理論又可分為三類： ? 粘結滑移理論 ? 無滑移理論 ? 綜合理論 裂縫開展寬度的驗算 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 粘結滑移理論 ? 裂縫開展是由于鋼筋和混凝土之間不再保持變形協(xié)調而出現(xiàn)相對滑移造成的 。 ? lcr取決于鋼筋與混凝土之間的粘結力大小及分布 。 ? 混凝土表面的裂縫寬度與內部鋼筋表面處是一樣的 。 ? 表面裂縫寬度是受從鋼筋到構件表面的應變梯度控制的 ， 與保護層厚度 c 大小有關 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 裂縫出現(xiàn)前 ， 拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力 。 裂縫開展機理及計算理論簡介 一、裂縫開展前后的應力狀態(tài) 根據(jù)粘結滑移理論對純彎區(qū)段的裂縫加以討論。 ? 裂縫截面混凝土不再承受拉力 ， 轉由鋼筋承擔 ， 裂縫截面鋼筋應力突增 。 ? 荷載增加 ， 應力大于混凝土實際抗拉強度的地方又出現(xiàn)第二條裂縫 。距裂縫越遠，混凝土承擔的拉應力越大，鋼筋拉應力越小。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 由于混凝土質量不均 ， 裂縫間距有疏有密 。 ? 荷載超過開裂荷載 50％ 以上時 ， 裂縫間距才趨于穩(wěn)定 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 二 、 平均裂縫寬度 ωm ? 荷載達到抗裂彎矩 Mcr時 ， 出現(xiàn)第一條裂縫 。 ? 應力達到 ft 處 ， 發(fā)生第二條裂縫 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 鋼筋重心處裂縫寬度 ωm等于兩條相鄰裂縫之間鋼筋與混凝土伸長之差： εsm、 εcm—— 分別為裂縫間鋼筋及混凝土的平均應變； lcr—— 裂縫間距。 ? 用受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ψ表示裂縫間因混凝土承受拉力對鋼筋應變的影響 ， ψ=εsm/εs。 crsm lEs??? ??則： 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 1． σs值： ? 以軸拉構件為例來說明： ss AN??第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 2． lcr 值： Ate—— 有效受拉混凝土截面面積 。 4tcrm t efdl???? 當混凝土抗拉強度增大時，鋼筋和混凝土之間的粘結強度也隨之增加，因而可近似認為 τm/ft 為常數(shù)。 tecrdKl??第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 無滑移理論 認為保護層厚度 c 是影響構件表面裂縫寬度的主要因素。 ? 試驗證明，當保護層厚度從 15mm增加到 30mm時，平均裂縫間距增加 40%。 tecrdKcKl?21??第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 3． ψ值 ? ψ=εsm/εs， 反映裂縫間受拉混凝土參與工作的程度。 ψ越小 ， 混凝土參與承受拉力的程度越大； ψ越大 ， 混凝土承受拉力的程度越小 ， ψ＝ 1， 混凝土脫離工作 。 ? 準確計算十分復雜，根據(jù)試驗資料給出半理論半經(jīng)驗計算公式 : α—試驗常數(shù)。 crssmm a x lEww???? ??第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 水工混凝土結構設計規(guī)范裂縫寬度控制驗算方法 一、設計計算原則 ? 桿系構件： 按荷載效應標準組合計算得到的構件正截面最大裂縫寬度 ωmax 應小于 限值 ωlin 。 ? 重要的非桿系結構： 采用鋼筋混凝土非線性有限單元法。 ? 已滿足抗裂驗算的構件 ， 裂縫寬度計算值仍會大于裂縫寬度限值 。 第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? 有主張對一些重要結構 ， 即使已滿足抗裂要求 ， 還需同時提出限制裂縫寬度的要求 。 在抗裂條件下 ， 裂縫寬度計算公式已不再適用 ， 因為裂縫寬度計算公式是在荷載作用下構件必然開裂的前提條件下導出的 。 DL50572022也有同樣的規(guī)定 。 ? 受彎構件和偏心受壓構件： α=； ? 偏心受拉構件： α=； ? 軸心受拉構件： α=。 d —— 受拉鋼筋直徑 (mm)。 ρte—— 縱向受拉鋼筋的有效配筋率 ,ρte＝ As／ Ate ； Ate—— 有效受拉混凝土截面面積； σsk —— 按荷載標準值計算的構件縱向受拉鋼筋應力 （ N/mm2） m a x ( 3 0 0 . 0 7 )sks t edwcE???? ? ?第八章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態(tài)驗算 裂縫開展寬度的驗算 ? Ate—— 有效受拉混凝