【正文】 梁、連續(xù)梁或框架梁中，則分別取最大正彎矩截面和最大負彎矩截面的剛度作為相應正、負彎矩區(qū)段的彎曲剛度；當計算跨度內(nèi)的支座截面剛度不大于跨中截面剛度的2倍或不小于跨中截面剛度的1/2時，該跨也可按等剛度構件進行計算，其構件剛度可取跨中最大彎矩截面的剛度?！×簞偠确植紙D撓度計算梁的彎曲剛度確定后，就可以根據(jù)材料力學公式計算其撓度。例如：簡支梁承受均布荷載作用時=5/48；簡支梁承受跨中集中荷載作用時=1/12；懸臂梁承受均布荷截作用時=1/4；懸臂梁受桿端集中荷截作用時=1/3。此時，構件的截面尺寸、跨度、荷載、材料強度以及鋼筋配置情況都是已知的，計算出的最大撓度f，應滿足： 　f≤[f ] （） 式中[f ]─鋼筋混凝土受彎構件的撓度限值。當不能滿足式（）時，說明受彎構件的彎曲剛度不足，應采取措施后重新驗算。所以，我們優(yōu)先采用增加梁截面高度的辦法來提高梁的彎曲剛度，當設計上構件截面尺寸不能加大時，才考慮增加縱向受拉鋼筋截面面積或提高混凝土強度等級；對某些構件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對長期剛度的有利影響，在構件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋?！×芽p寬度驗算一、裂縫的產(chǎn)生和開展裂縫產(chǎn)生的原因鋼筋混凝土結構裂縫根據(jù)其產(chǎn)生的原因不同可分為荷載裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、腐蝕裂縫、沉降裂縫等。一般多出現(xiàn)在構件的受拉區(qū)域、受剪區(qū)域或振動嚴重等部位。鋼筋混凝土結構是由混凝土和鋼筋共同承擔極限狀態(tài)的承載力，結構設計師需根據(jù)地基情況，靜、動荷載，環(huán)境因素、結構耐久性等控制荷載裂縫。3）干縮裂縫這類裂縫一是由于材料缺陷引起的，研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，其絕對體積減小，毛細孔縫中水逸出產(chǎn)生毛細壓力，使混凝土產(chǎn)生毛細收縮，由此引起混凝土干縮，其值大于混凝土極限拉伸值時引起干縮裂縫。5）腐蝕裂縫由于有害離子Cl ,SO42 ,Mg2+ 等侵入混凝土內(nèi)部，導致鋼筋銹蝕而使混凝土產(chǎn)生的后期膨脹裂縫。以下所指的裂縫均指由荷載引起的裂縫。當構件受拉區(qū)外邊緣混凝土的拉應力達到其抗拉強度時，由于混凝土的塑性變形，尚不會馬上開裂，但當受拉區(qū)外邊緣混凝土在構件抗彎最薄弱的截面達到其極限拉應變時，就會在垂直于拉應力方向形成第一批（一條或若干條）裂縫。在裂縫出現(xiàn)瞬間，裂縫截面處混凝土退出工作，應力降低為零，原來的拉應力全部由鋼筋承擔，使鋼筋應力突然增大?！×芽p的開展沿裂縫深度，裂縫的寬度是不相同的。我們所要驗算的裂縫寬度是指受拉鋼筋重心水平處構件側表面上混凝土的裂縫寬度。影響裂縫寬度的主要因素　?、倏v向鋼筋的應力。當構件內(nèi)受拉縱筋截面相同時，采用細而密的鋼筋，則會增大鋼筋表面積，因而使粘結力增大，裂縫寬度變??；　?、劭v筋表面形狀。構件受拉區(qū)混凝土截面的縱筋配筋率越大，裂縫寬度越小；　　⑤保護層厚度。 裂縫寬度計算公式鋼筋混凝土受彎構件按荷載標準組合或準永久組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度計算公式為：　　 　　　　　　　　（） 　　　　?。ǎ┦街蠧s──最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離，當Cs＜20mm時，取Cs=20mm；當Cs＞65mm時，取Cs=65mm；── 受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑，當受拉區(qū)縱向鋼筋為一種直徑時，；──受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的相對粘結特性系數(shù)帶肋鋼筋，取=；光面鋼筋，取 =；── 受拉區(qū)第 i 種縱向鋼筋的根數(shù)；── 受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的公稱直徑。裂縫寬度驗算是在承載力計算完成后進行的。減小裂縫寬度的措施①增大鋼筋截面積；②在鋼筋截面面積不變的情況下，采用較小直徑的鋼筋；③采用變形鋼筋；④提高混凝土強度等級；⑤增大構件截面尺寸；⑥減小混凝土保護層厚度。需要注意的是，混凝土保護層厚度應同時考慮耐久性和減小裂縫寬度的要求。采取了相應措施后再重新驗算最大裂縫寬度，直到滿足規(guī)范要求。m，按荷載的準永久組合計算的跨中彎矩值Mq＝80kN試驗算撓度是否符合要求。mm2采用荷載標準組合時：　　　　　　　　　　　?。é选?0時，θ＝）＝mm2取小值，所以，梁的撓度值滿足規(guī)范要求。已知：=，=，ψ=，試驗算裂縫寬度。工作任務3：某教學樓簡支矩形截面梁的截面尺寸bχh＝250mmX500mm，混凝土強度等級為C35，配置4Φ20縱向鋼筋（HRB400），Φ10＠200的箍筋（HPB300），混凝土保護層c＝20mm，承受跨中集中荷載，按荷載的標準組合計算的跨中彎矩值Mk＝150kNm，梁的計算跨度l0＝，撓度限值為l0/工作任務4：已知條件同工作任務3。任務2：預應力混凝土一、鋼筋混凝土存在的問題鋼筋混凝土是由混凝土和鋼筋兩種物理力學性能不同的材料所組成的彈塑性材料。103～103，~，超過后就會出現(xiàn)裂縫。由于混凝土的抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個無法解決的問題：一是裂縫使構件剛度降低。二是裂縫使構件耐久性降低。為了要滿足變形和裂縫控制的要求，則需增大構件的截面尺寸和用鋼量，這將導致自重過大，使鋼筋混凝土結構用于大跨度或承受動力荷載的結構成為不可能或很不經(jīng)濟。但在普通鋼筋混凝土構件中，提高鋼筋強度卻難以收到預期的效果。對使用上不允許開裂的構件，受拉鋼筋的應力只能用到20~30N/mm2，不能充分利用其強度。因此，要么裂縫過寬，要么鋼筋不能充分利用。二、預應力混凝土的發(fā)展早在19世紀80年代，西歐和北美的學者就開始預應力混凝土的實驗活動，并取得了一定成果。從50年代起，美國、加拿大、日本、澳大利亞等國也都引進西歐技術，開始推廣預應力結構。從80年代起，隨著高強鋼絲和高強鋼絞線生產(chǎn)的好轉，我國開始發(fā)展采用高強鋼材的預應力混凝土，在工藝上采用有粘結、無粘結。面積最大的單體工程是首都國際機場新航站樓?！局R鏈接】．預應力混凝土的基本原理預應力混凝土的基本原理為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，可以設法在結構構件承受使用荷載前，預先對受拉區(qū)的混凝土施加壓力，使它產(chǎn)生預壓應力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)。預應力的概念在生產(chǎn)和生活中應用頗廣。預應力混凝土構件的受力過程分析現(xiàn)以預應力混凝土簡支梁的受力情況為例來分析。也就是說，由于預壓應力的作用，可部分抵消或全部抵消外荷載所引起的拉應力，因而延緩了混凝土構件的開裂或者構件不開裂。其中一根為普通鋼筋混凝土梁，另一根為預應力混凝土梁。 預應力的分類根據(jù)預加應力值大小對構件截面裂縫控制程度的不同，預應力混凝土構件分為全預應力混凝土和部份預應力混凝土兩類。此外，還有一種所謂限值預應力混凝土或有限預應力混凝土，一般也認為屬于部分預應力混凝土，即在使用荷載作用下，根據(jù)荷載效應組合情況，不同程度地保證混凝土構件不開裂的構件，也就是說，按荷載長期組合作用時構件受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應力，但按荷載短期組合作用時構件受拉邊緣允許出現(xiàn)不超過規(guī)定值的拉應力，這種構件屬一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件。按照粘結方式，預應力混凝土分為有粘結預應力混凝土和無粘結預應力混凝土。施工方法主要有先張法和后張法。無粘結預應力鋼筋是將預應力鋼筋的外表面涂以瀝清、油脂或其他潤滑防銹材料，以減小摩擦力并防銹蝕，并用塑料套管或以紙帶、塑料帶包裹，以防止施工中碰壞涂層，并使之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向發(fā)生相對滑移的后張預應力鋼筋。無粘結預應力混凝土不需要預留孔道，也不必灌漿，因此施工簡便、快速，造價較低，易于推廣應用。 預應力鋼筋混凝土梁鋼筋骨架 無粘結預應力平板鋪筋與鋼筋混凝土相比，預應力混凝土具有以下特點：優(yōu)點1）抗裂性能較好。2）剛度較大。3）耐久性較好。4）節(jié)省材料，減小自重。既可以達到經(jīng)濟的目的，又可以擴大鋼筋混凝土結構的使用范圍，例如可以用于大跨度結構，代替某些鋼結構。當受壓構件長細比較大時，在受到一定的壓力后便容易被壓彎，以致喪失穩(wěn)定而破壞。另外，還可提高構件的抗剪能力。亦可提高構件的耐疲勞性能。由于預應力混凝土具有以上優(yōu)點，因而在工程結構中得到了廣泛的應用。缺點1）工藝較復雜，對質量要求高，因而需要配備一支技術較熟練的專業(yè)隊伍。 3）預應力混凝土結構的開工費用較大，對構件數(shù)量少的工程成本較高。也就是說，當截面和材料相同時，預應力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構件的承載能力基本相同，與受拉區(qū)是否施加預應力無關。先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混凝土的施工方法，稱為先張法。 （a）設備組成（b）實例　　　　　　　　　　　　　　?。╟）圖解 先張法先張法的主要工藝過程是：穿鋼筋→張拉鋼筋→澆筑混凝土并進行養(yǎng)護→切斷鋼筋。由于預應力的傳遞主要靠鋼筋和混凝土間的粘結力，因此，必須待混凝土強度達到規(guī)定值時（達到強度設計值的75％以上），方可切斷預應力鋼筋。先張法主要適用于工廠化大量生產(chǎn)，尤其適宜用于長線法生產(chǎn)中、小型構件。后張法的主要工藝過程是：澆筑混凝土構件（在構件中預留孔道，（a））并進行養(yǎng)護→穿預應力鋼筋→張拉鋼筋并用錨具錨固→往孔道內(nèi)壓力灌漿。后張法的預壓應力主要通過工作錨傳遞。 （a）實例　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。╞）金屬波紋管（c）圖解 后張法后張法的優(yōu)點是：預應力鋼筋直接在構件上張拉，不需要張拉臺座，因此后張法構件既可以在預制廠生產(chǎn)，也可在施工現(xiàn)場生產(chǎn)。后張法的主要缺點是：生產(chǎn)周期較長；需要利用工作錨錨固鋼筋，鋼材消耗較多，成本較高；工序多，操作較復雜，造價一般高于先張法。其值為張拉設備（如千斤頂油壓表、系統(tǒng)主機，）所指示的總張拉力除以預應力鋼筋截面面積而得的應力值，用表示。這不但可以提高構件的抗裂性能和減小撓度，而且可以節(jié)約鋼材。但必須注意，值并不是取得越高越好。 （2）構件出現(xiàn)裂縫時的荷載值接近極限承載力，使構件在破壞前無明顯的預兆，構件的延性較差。由此可見，確定適當?shù)闹?，對預應力混凝土結構是至關重要的。鋼筋種類 張拉控制應力限值消除應力鋼絲、鋼絞線≤/≤中強度預應力鋼絲≤/≤預應力螺紋鋼筋 ≤/≤什么是預應力損失。預應力損失會影響預應力混凝土結構構件的預壓效果，甚至造成預應力混凝土結構的失效，因此，不僅設計時應正確計算預應力損失值，施工中也應采取有效措施減少預應力損失值。預應力總損失值按各種損失分別計算并經(jīng)疊加而得，但不得小于：先張法構件為100N/mm2，后張法構件為80N/mm2。它既發(fā)生于先張法構件，也發(fā)生于后張法構件中。臺座長度超過100m時，可忽略不計。與孔道的摩擦引起的摩擦損失，使預應力隨距張拉端的距離的增加而減小，即離張拉端越遠損失越大。只發(fā)生在后張法構件中。并保持約2分鐘，然后再將張拉應力減小到。降溫時混凝土和鋼筋已粘結成整體，二者一起回縮，鋼筋的應力不能恢復到原來的張拉應力值。減少溫差損失的措施有：1)蒸汽養(yǎng)護時采用兩次升溫養(yǎng)護，即第一次升溫至20℃，恒溫養(yǎng)護至混凝土強度達到7~10N/mm2 時，再第二次升溫至規(guī)定養(yǎng)護溫度。此時，由于預應力鋼筋和臺座間不存在溫差，故＝0。所謂應力松弛，是指鋼筋在高應力作用下，當長度保持不變時，應力隨時間增長而逐漸減小的現(xiàn)象。一般