模块一项目四挠裂缝PPT教案.pptx
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1、模块模块(m kui)一项目四挠裂缝一项目四挠裂缝第一页,共48页。受弯构件除应满足承载力要求外,必要时还需进行(jnxng)变形和裂逢宽度验算,以保证其不超过正常使用极限状态,确保结构构件的耐久性和正常使用。第1页/共48页第二页,共48页。一、概述一、概述裂缝宽度和变形的验算应按下列规定进行裂缝宽度和变形的验算应按下列规定进行:1、裂缝宽度验算:对于、裂缝宽度验算:对于(duy)钢筋混凝土钢筋混凝土构件,按荷载效应标准组合,并考虑长期构件,按荷载效应标准组合,并考虑长期作用影响作用影响计算的最大裂缝宽度计算的最大裂缝宽度Wmax不应超过规定的不应超过规定的裂缝宽度限值裂缝宽度限值Wlim,
2、即,即 第2页/共48页第三页,共48页。钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级(dngj)及最大裂缝宽度限值wlim第3页/共48页第四页,共48页。2、变形验算:对于钢筋混凝土受弯构件,按荷载效应标准组合,并考虑长期作用影响 计算的最大挠度f不应(b yn)超过规定的挠度限值,即 第4页/共48页第五页,共48页。受弯构件(gujin)的挠度限值 第5页/共48页第六页,共48页。二、钢筋混凝土变形验算二、钢筋混凝土变形验算1 1、钢筋混凝土受弯构件截面刚度、钢筋混凝土受弯构件截面刚度的特点的特点随弯矩的增大而减小。这意味随弯矩的增大而减小。这意味着,某一根梁的某一截面,当着,某一根梁的某一截面
3、,当荷载变化而导致弯矩不同时,荷载变化而导致弯矩不同时,其弯曲刚度会随之变化,并且,其弯曲刚度会随之变化,并且,即使在同一荷载作用下的等截即使在同一荷载作用下的等截面梁中,由于各个面梁中,由于各个(gg)(gg)截面的截面的弯矩不同,其弯曲刚度也会不弯矩不同,其弯曲刚度也会不同;同;随纵向受拉钢筋配筋率的减小随纵向受拉钢筋配筋率的减小而减小;而减小;荷载长期作用下,由于混凝土荷载长期作用下,由于混凝土徐变的影响,梁的某个截面的徐变的影响,梁的某个截面的刚度将随时间增长而降低。刚度将随时间增长而降低。第6页/共48页第七页,共48页。2 2、刚度计算公式、刚度计算公式1 1)短期刚度)短期刚度B
4、sBsAsAs受拉纵筋的截面面积;受拉纵筋的截面面积;h0h0受弯构件截面有效受弯构件截面有效(yuxio)(yuxio)高度高度 第7页/共48页第八页,共48页。Es受拉纵筋的弹性模量(tn xn m lin)裂缝间纵向受拉钢筋(gngjn)应变不均匀系数 当计算(j sun)出的0.2时,取0.2当1.0时,取=1.0;第8页/共48页第九页,共48页。钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)弹性模量弹性模量EsEs与混凝土弹性与混凝土弹性模量模量EcEc的比值,即的比值,即 E=Es/Ec E=Es/Ec纵向(zn xin)受拉钢筋配筋率 受压翼缘截面(jimin)面积与腹板有效截面(ji
5、min)面积的比值 第9页/共48页第十页,共48页。2)长期(chngq)刚度B Mq 按荷载效应准永久(yngji)组合计算的弯矩;考虑(kol)荷载长期作用对挠度增大的影响系数 第10页/共48页第十一页,共48页。对钢筋(gngjn)混凝土受弯构件当=0时,取 此处 为纵向受拉钢筋(gngjn)的配筋率;为纵向受压钢筋(gngjn)的配筋率 对于翼缘位于(wiy)受拉区的倒T形截面,值应增大20%。第11页/共48页第十二页,共48页。3 3、钢筋混凝土受弯构件的挠度、钢筋混凝土受弯构件的挠度(nod)(nod)计算计算 与荷载形式和支承条件有关(yugun)的系数 简支梁承受(chn
6、gshu)均布荷载作用时=5/48 简支梁承受跨中集中荷载作用时=1/12=1/12=1/12 悬臂梁受杆端集中荷截作用时=1/3 f 第12页/共48页第十三页,共48页。例题1、简支矩形截面梁截面尺寸b h=250 600 mm,混凝土强度等级为C30,配置418钢筋,混凝土保护层C=25mm,承受均布荷载,按荷载效应的标准组合计算的跨中弯矩值Mk120kn*m,按荷载效应的准永久(yngji)组合计算的跨中弯矩值为Mq 80kn*m,梁的计算跨度l。6.5m,挠度限值为l。/250。试验算挠度是否符合要求。第13页/共48页第十四页,共48页。解:解:第14页/共48页第十五页,共48页
7、。满足要求满足要求 第15页/共48页第十六页,共48页。课堂作业:挠度简支矩形截面梁截面尺寸b h=300 600 mm,混凝土强度等级为C35,配置420(HRB335)纵筋和8200箍筋,混凝土保护层C=25mm,承受(chngshu)均布荷载,按荷载效应的标准组合计算的跨中弯矩值Mk150kn*m,按荷载效应的准永久组合计算的跨中弯矩值为Mq 110kn*m,梁的计算跨度l。7m,挠度限值为l。/250。试验算挠度是否符合要求。(其中20钢筋截面为314.2mm*2)第16页/共48页第十七页,共48页。4 4、裂缝计算、裂缝计算 (1 1)、钢筋混凝土受弯构件的裂缝有两种:)、钢筋混
8、凝土受弯构件的裂缝有两种:一种是由于混凝土的收缩或温度变形引起一种是由于混凝土的收缩或温度变形引起的;另一种则是由荷载的;另一种则是由荷载(hzi)(hzi)引起的。引起的。(2 2)影响裂缝宽度的主要因素)影响裂缝宽度的主要因素纵向钢筋的应力。裂缝宽度与钢筋应纵向钢筋的应力。裂缝宽度与钢筋应力近似成线性关系;力近似成线性关系;第17页/共48页第十八页,共48页。纵筋的直径。当构件内受拉纵筋截面相同时,采纵筋的直径。当构件内受拉纵筋截面相同时,采用细而密的钢筋,则会增大钢筋表面积,因而使用细而密的钢筋,则会增大钢筋表面积,因而使粘结力增大,裂缝宽度变小;粘结力增大,裂缝宽度变小;纵筋表面形状
9、。带肋钢筋的粘结强度较光面纵筋表面形状。带肋钢筋的粘结强度较光面(un min)(un min)钢筋大得多,可减小裂度宽度;钢筋大得多,可减小裂度宽度;纵筋配筋率。构件受拉区混凝土截面的纵筋配筋纵筋配筋率。构件受拉区混凝土截面的纵筋配筋率越大,裂缝宽度越小;率越大,裂缝宽度越小;保护层厚度。保护层越厚,裂缝宽度越大。保护层厚度。保护层越厚,裂缝宽度越大。第18页/共48页第十九页,共48页。(3 3)裂缝)裂缝(li fng)(li fng)宽度计算公式宽度计算公式 第19页/共48页第二十页,共48页。c最外层纵向(zn xin)受拉钢筋的混凝土保护层厚度,当c20mm时,取c=20mm;当
10、c65mm时,取c=65mm 受拉区纵向(zn xin)钢筋的等效直径 受拉区第i种钢筋的相对(xingdu)粘结特性系数 受拉区第 i 种钢筋的根数 受拉区第i种钢筋的公称直径 最大裂逢宽度限值 第20页/共48页第二十一页,共48页。减小裂缝宽度的措施:增大钢筋截面积;在钢筋截面面积不变的情况下,采用较小直径的钢筋;采用变形钢筋;提高混凝土强度(qingd)等级;增大构件截面尺寸;减小混凝土保护层厚度。第21页/共48页第二十二页,共48页。例题2、某办公楼矩形截面简支楼面梁,计算跨度l0=6.0m,截面尺寸(ch cun)b h=200 450 mm,承受恒载标准值gk=16.55kN/
11、m(含自重),活荷载标准值qk=2.7kN/m,纵向受拉钢筋为3 25,混凝土强度等级为C25,已知:=0.033,=162.9N/mm2,=0.885,裂缝宽度限值为0.3mm,试验算裂缝宽度。第22页/共48页第二十三页,共48页。解解解解:裂缝(li fng)宽度满足要求 第23页/共48页第二十四页,共48页。项目项目(xingm)(xingm)四四混凝土结构的适用性和耐久性混凝土结构的适用性和耐久性汪玲玲(lnln)任务任务1:1:挠度和裂缝宽度验算挠度和裂缝宽度验算任务任务2:2:预应力混凝土构件预应力混凝土构件(gujin)(gujin)的认识的认识任务任务3:3:混凝土结构的耐
12、久性设计混凝土结构的耐久性设计第24页/共48页第二十五页,共48页。、预应力混凝土的分类(fn li)按对裂缝的要求分为全预应力混凝土和部份预应力混按对裂缝的要求分为全预应力混凝土和部份预应力混凝土两类。凝土两类。在使用荷载作用下,不允许在使用荷载作用下,不允许(ynx)(ynx)截面上混凝土出现截面上混凝土出现拉应力的构件,称为全预应力混凝土,属严格要求不出拉应力的构件,称为全预应力混凝土,属严格要求不出现裂缝的构件;现裂缝的构件;允许允许(ynx)(ynx)出现裂缝,但最大裂缝宽度不超过允许出现裂缝,但最大裂缝宽度不超过允许(ynx)(ynx)值的构件,则称为部分预应力混凝土,属允许值的
13、构件,则称为部分预应力混凝土,属允许(ynx)(ynx)出现裂缝的构件。出现裂缝的构件。按粘结方式按粘结方式(fngsh),分为有粘结预应力混凝土和无粘结,分为有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土。预应力混凝土。第25页/共48页第二十六页,共48页。从从从从9090年代开始,无粘结束年代开始,无粘结束年代开始,无粘结束年代开始,无粘结束(jish)(jish)技术已在我国的某些桥梁技术已在我国的某些桥梁技术已在我国的某些桥梁技术已在我国的某些桥梁工程中得到应用,目前最大跨度可达到工程中得到应用,目前最大跨度可达到工程中得到应用,目前最大跨度可达到工程中得到应用,目前最大跨度可达到20m20
14、m。无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其他润滑他润滑(rnhu)防锈材料,以减小摩擦力并防锈蚀,并用塑料套防锈材料,以减小摩擦力并防锈蚀,并用塑料套管或以纸带、塑料带包裹,以防止施工中碰坏涂层,并使之与周管或以纸带、塑料带包裹,以防止施工中碰坏涂层,并使之与周围混凝土隔离,而在张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张预应力围混凝土隔离,而在张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋。钢筋。第26页/共48页第二十七页,共48页。由于混凝土的抗拉性能很差,由于混凝土的抗拉性能很差,使得钢筋混凝土构件使得钢筋混凝土构件(gujin
15、)出现了两个问题:出现了两个问题:1、钢筋混凝土受拉、受弯等构件、钢筋混凝土受拉、受弯等构件(gujin)通常带裂缝工作;通常带裂缝工作;2、为保证结构耐久性,必须限制裂缝宽度。、为保证结构耐久性,必须限制裂缝宽度。继续思考继续思考(sko):能否借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足?能否借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足?二、预应力混凝土的基本原理第27页/共48页第二十八页,共48页。预应力构件基本原理预应力构件基本原理:预先在混凝土受拉区施加压应预先在混凝土受拉区施加压应力,使其减小或抵消荷载引起力,使其减小或抵消荷载引起的拉应力,将构件受到的拉应的拉应力,将构件受
16、到的拉应力控制力控制(kngzh)在较小范围,在较小范围,甚至处于受压状态,即可控制甚至处于受压状态,即可控制(kngzh)构件裂缝宽度,甚至构件裂缝宽度,甚至可以使构件不产生裂缝。可以使构件不产生裂缝。第28页/共48页第二十九页,共48页。第29页/共48页第三十页,共48页。三、预应力混凝土的特点(tdin)1 1、抗裂性好、抗裂性好2 2、节省材料、节省材料(cilio)(cilio)、减轻构件自重、减轻构件自重3 3、能充分利用高强度材料、能充分利用高强度材料(cilio)(cilio)4 4、提高构件的抗剪能力、提高构件的抗剪能力5 5、提高构件的抗疲劳能力、提高构件的抗疲劳能力其
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