1、钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7第第7 7章章 钢筋混凝土构件变形钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 77.1 7.1 概述概述7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.7.钢筋混凝土构件变形钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7主要介绍主要介绍1.1.裂缝控制和变形控制的目的；裂缝控制和变形控制的目的；2.2.裂缝宽度验算；裂缝宽度验算；3.3.受弯构
2、件变形验算；受弯构件变形验算；钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7结构构件结构构件的可靠性的可靠性本章的主要内容本章的主要内容具有足够的承载力和变形能力具有足够的承载力和变形能力安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性在使用荷载下在使用荷载下不产生过大不产生过大的裂缝和变形的裂缝和变形在在一定时期内一定时期内维持其安全维持其安全性和适用性的能力性和适用性的能力7.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 77.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述7.1.1 7.1.1 变形控制的目的和要
3、求变形控制的目的和要求 使用功能的要求使用功能的要求 如：厂房楼面、建筑屋面、砌体结构梁等的要求。如：厂房楼面、建筑屋面、砌体结构梁等的要求。防止非结构构件的破坏防止非结构构件的破坏 梁对分隔墙、过梁对门窗的影响。梁对分隔墙、过梁对门窗的影响。结构外观的要求结构外观的要求 人的心理承受要求，最大挠度人的心理承受要求，最大挠度l0 0/250/250l0 0/200/200。钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 77.1 7.1 概述概述7.1.2 7.1.2 裂缝控制的目的裂缝控制的目的 耐久性的要求耐久性的要求 钢筋锈蚀钢筋锈蚀混凝土保护层剥落。混凝土保护层剥落
4、。外观要求外观要求 人的心理承受要求，最大裂缝人的心理承受要求，最大裂缝0.4mm。钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 77.1.3 7.1.3 裂缝的分类与成因裂缝的分类与成因一、裂缝的分类一、裂缝的分类施工期间产生的裂缝施工期间产生的裂缝使用期间产生的裂缝使用期间产生的裂缝按裂缝的产生时间按裂缝的产生时间横向裂缝（与构件轴线垂直）横向裂缝（与构件轴线垂直）斜裂缝斜裂缝八字裂缝八字裂缝按裂缝的产生原因按裂缝的产生原因非受力因素产生的裂缝非受力因素产生的裂缝(80%)受力因素产生的裂缝受力因素产生的裂缝(20%)按裂缝的形态按裂缝的形态7.1 7.1 概述概述钢
5、筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7固体下沉，表面泌水而引起的。固体下沉，表面泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引起的（龟裂）发引起的（龟裂）。塑性裂缝塑性裂缝混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝温度裂缝温度裂缝大体积混凝土中由于混凝土水化作用产生大体积混凝土中由于混凝土水化作用产生的水化热使内外混凝土产生温度差。的水化热使内外混凝土产生温度差。约束收缩裂缝约束收缩裂缝1.施工期间的施工期间的非受力裂缝非受力裂缝二、裂缝的成因二、裂缝的成因7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件变形及裂
6、缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7 如拆模过早、混凝土未达初凝，人为踩上大块板而造如拆模过早、混凝土未达初凝，人为踩上大块板而造成的受力裂缝。成的受力裂缝。施工中的施工中的受力裂缝受力裂缝楼板裂缝7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7使用期间的裂缝使用期间的裂缝钢筋锈蚀引起钢筋锈蚀引起的裂缝的裂缝7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7使用期间的裂缝使用期间的裂缝温度（气温）变化引起的温度（气温）变化引起的裂缝裂缝温度区段气温升高时T7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件
7、变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7使用期间的裂缝使用期间的裂缝地基不均匀沉降引起的地基不均匀沉降引起的裂缝裂缝7.1 7.1 概述概述钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7使用期间的裂缝使用期间的裂缝荷载引起的荷载引起的裂缝裂缝拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。这也是下面所要介绍度的计算理论比较成熟。这也是下面所要介绍的主要内容的主要内容7.1 7.1 概述概述斜裂缝！斜裂缝！垂直裂缝！垂直裂缝！纵向裂缝！纵向
8、裂缝！钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 77.2.1 7.2.1 裂缝开展机理裂缝开展机理 根据粘结滑移理论，裂缝宽度是由于钢筋与混凝土根据粘结滑移理论，裂缝宽度是由于钢筋与混凝土之间的之间的粘结破坏，出现相对滑移，引起裂缝处混凝土回粘结破坏，出现相对滑移，引起裂缝处混凝土回缩而产生。缩而产生。以轴心受拉为例以轴心受拉为例C*基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋基本假定就是：开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置和混凝土之间发生滑移，混凝土回缩至图中虚线的位置*裂缝宽度裂缝宽度=裂缝间钢筋和混凝土之间的变
9、形差值裂缝间钢筋和混凝土之间的变形差值7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7裂缝的间距llms（s）smc（c）cmAs粘结应力的传递长度裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化裂缝数量增加至一定数量时不再增加，但宽度不断变化7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7裂缝的宽度裂缝的宽度crsmsmcmcrcmsmmllw)1()(裂缝处钢筋的应变裂缝处钢筋的应变Cssm/crsskcrsmlElw85.08
10、5.0裂缝处钢筋的应力裂缝处钢筋的应力令令,15.0smcmcrsmmlw85.0称为裂缝间钢筋应变不均匀系数，则有称为裂缝间钢筋应变不均匀系数，则有令令087.0hAMANskkssksk受弯：轴拉：tesktkf65.01.17.2.2 7.2.2 平均裂缝宽度平均裂缝宽度 计算计算mw7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7平均裂缝间距平均裂缝间距)08.09.1(teeqcrdcl te0.01时，取时，取 te=0.01c65时，取时，取c=65受弯受弯Bl=1.0；轴拉轴拉Bl=1.1iiiiieqdndnd2光
11、圆，取光圆，取0.7；变；变形，取形，取1.07.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7iiiiieqdndnd2等效直径受拉区纵向受拉钢筋的eqd te-按有效受拉钢筋的截面面积按有效受拉钢筋的截面面积A te计算的纵向受拉计算的纵向受拉钢筋配筋率钢筋配筋率fftehbbbhA)(5.07.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7裂缝的最大宽度由裂缝的统计特性，按95%的保证率考虑到长期荷载下，混凝土徐变影响导致裂缝继续扩大，取扩大系数为1.5，（轴拉，偏态分
12、布），（弯，正态分布）mmwwww9.166.1maxmax)08.09.1(maxteeqskscrdcEw1.20.185.066.15.17.21.185.09.15.1crcr受弯：轴拉：tesktkf65.01.1构件受力特征系数cr7.2.3 7.2.3 最大裂缝宽度最大裂缝宽度maxw7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7裂缝的控制等级裂缝的控制等级严格要求不出现裂缝严格要求不出现裂缝一级一级二级二级三级三级一般要求不出现裂缝一般要求不出现裂缝可以出现裂缝，可以出现裂缝，但要验算裂缝的宽度但要验算裂缝的宽度l
13、immaxww由不同的规范根据具由不同的规范根据具体的情况确定体的情况确定7.2.4 7.2.4 控制及减小裂缝宽度措施控制及减小裂缝宽度措施一、裂缝控制一、裂缝控制P452P452的附表的附表8 87.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7二、减小裂缝宽度的措施二、减小裂缝宽度的措施 当计算的裂缝宽度不满足要求时，宜采用下列措施当计算的裂缝宽度不满足要求时，宜采用下列措施以减小裂缝宽度：以减小裂缝宽度：1.1.合理布置钢筋合理布置钢筋 梁内尽量采用直径略小、根数略多的配筋方式。梁内尽量采用直径略小、根数略多的配筋方式。2.2
14、.适当增加钢筋截面面积（但不可超筋）适当增加钢筋截面面积（但不可超筋）3.3.尽可能采用带肋钢筋（尽可能采用带肋钢筋（P158P158相对粘结特性系数）相对粘结特性系数）7.2 7.2 裂缝宽度验算裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7钢筋混凝土纯弯段截面抗弯刚度的特点钢筋混凝土纯弯段截面抗弯刚度的特点 ：MEIBEIEIyM M012IIIIII*随着弯矩增大随着弯矩增大B B不断降低不断降低*短期荷载效应时的挠度对应短期刚度短期荷载效应时的挠度对应短期刚度B Bs s*长期荷载效应时的挠度对应长期刚度长期荷载效应时的挠度对应长期刚度B B(徐变、
15、裂缝的不断发展等等徐变、裂缝的不断发展等等)2020lBMCEIMlCf与荷载形式、支承条件有关的系数与荷载形式、支承条件有关的系数7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.1 7.3.1 钢筋混凝土受弯构件变形的特点钢筋混凝土受弯构件变形的特点7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 70hsmcmsmcmssshMMB0短期荷载效应短期荷载效应MsMs7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.2 7.3.2 短期刚度短期刚度 计算计算sB就平均应变而言符合平截面假定就平均应变而言符合平截面
16、假定钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7裂缝截面处的应力和应变20010bhMhAMEEscssssssssssccscsMsAsh0h01cscs0h0Asss平均应变sssssssssmEhAME0cscscccsccsccmEbhMEbhME2020017.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.2 7.3.2 短期刚度短期刚度 计算计算sB钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7EsscsssmcmssshAEEbhEhAhMMB202020011GB50010采用的就是上述公式，且有 ，于是：EE62.0,2
17、05.3162.015.1fEssssrhAEMB（7-297-29）7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.2 7.3.2 短期刚度短期刚度 计算计算sB钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7定义：变形系数法slff/GB50010slff202020lBMCBlMClBMMCfsslslsskqkBM)(MMB1/4.00.26.10.20时，时，（7-307-30）7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.3 7.3.3 刚度刚度 的计算的计算(荷载长期作用下荷载长期作用下)B钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形
18、及裂缝宽度验算7 7。时；当时当度增大的影响系数考虑荷载长期作用使挠6.1,0.2,04.00.2,(731)(731)截面形状对长期荷载作用下的挠度也有影响，对翼缘位于截面形状对长期荷载作用下的挠度也有影响，对翼缘位于受拉区的倒受拉区的倒T形截面，按式形截面，按式(731)(731)计算出的计算出的 值需再乘以值需再乘以1.21.2的增大系数。的增大系数。7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7 最小刚度原则：取同号弯矩区段内最大弯矩截面处最小刚度原则：取同号弯矩区段内最大弯矩截面处的抗弯刚度。的抗弯刚度。PPhl
19、0BMlimfBMlCf20见附录的见附录的附表附表7规定规定7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.4 7.3.4 受弯构件的挠度验算受弯构件的挠度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 71.1.增加构件截面高度增加构件截面高度h h最有效的办法最有效的办法；2.2.通过配置受压钢筋以减小混凝土的徐变，减小通过配置受压钢筋以减小混凝土的徐变，减小 7.3 7.3 受弯构件变形验算受弯构件变形验算7.3.5 7.3.5 减小受弯构件挠度的措施减小受弯构件挠度的措施钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7 7本本 章章 作作 业业 1.1.结合本章小结进行复习。结合本章小结进行复习。2.2.完成教材完成教材P169-P170P169-P170页思考题与习题。页思考题与习题。
