第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
第8章 钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性
裂缝的控制等级分为三级： 正常使用阶段严格要求不出现裂缝的构件，裂缝控制 等级属一级； 正常使用阶段一般要求不出现裂缝的构件，裂缝控制 等级属二级； 正常使用阶段允许出现裂缝的构件，裂缝控制等级属 三级。 钢筋混凝土结构构件由于混凝土的抗拉强度低，在正 常使用阶段常带裂缝工作，因此，其裂缝控制等级属于三 级。若要使结构构件的裂缝达到一级或二级要求，必须对 其施加预应力，将结构构件做成预应力混凝土结构构件。 试验和工程实践表明，在一般环境情况下，只要将钢 筋混凝土结构构件的裂缝宽度限制在一定的范围以内，结 构构件内的钢筋并不会锈蚀，对结构构件的耐久性也不会 构成威胁。因此，裂缝宽度的验算可以按下面的公式进行
宽度还需乘以荷载长期效应裂缝扩大系数τ l。对各种受力
构件，《规范》均取τ l=0.9×1.66≈1.5.这样，最大裂缝宽 度为
ω max = τ sτ lω m
安全、适用和耐久，是结构可靠的标志，总称为结构 的可靠性。 对于使用上需要控制变形和裂缝的结构构件，除了要 进行临近破坏阶段的承载力计算以外，还要进行正常使用 情况下的变形和裂缝验算。 因为，过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落、填充墙 和隔断墙开裂及屋面积水等后果；在多层精密仪表车间 中，过大的楼面变形可能会影响到产品的质量；水池、油 罐等结构开裂会引起渗漏现象；过大的裂缝会影响到结构 的耐久性；过大的变形和裂缝也将使用户在心理上产生不 安全感。 此外，混凝土结构是由多种材料组成的复合人工材 料，由于结构本身组成成分及承载受力特点，在周围环境
Ψ＝ 1.1- 0.65ftk/(ρteσ sk)
(8-11)
式中ftk——混凝土抗拉强度标准值，按附表1-1采用。
为避免过高估计混凝土协助钢筋抗拉的作用，当按式 (8-11)算得的Ψ＜时，取Ψ=0.2；当Ψ=1.0时，取Ψ=1.0.对直 接承受重复荷载的构件，Ψ=1.0。 (2)最大裂缝宽度ωmax 由于混凝土的非匀质性及其随机性，裂缝并非均匀分 布，具有较大的离散性。因此，在荷载短期效应组合作用 下，其短期最大裂缝宽度应等于平均裂缝宽度ω m乘以荷载 短期效应裂缝扩大系数τ s。根据可靠概率为95％的要求， 该系数可由实测裂缝宽度分布直方图的统计分析求得：对 于轴心受拉和偏心受拉构件，τ s=1.9；对于受弯和偏心受 压构件已τ s=1.66。此外，最大裂缝宽度ω max尚应考虑在 荷载长期效应组合作用下，由于受拉区混凝土应力松弛和 滑移徐变裂缝间受拉钢筋平均应变还将继续增长；同时混 凝土收缩，也使裂缝宽度有所增大。因此，短期最大裂缝
8混凝土构件的使用性能及结构耐久性
一、填空题1、混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值，荷载采用标准值、准永久值。
2、增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3、平均裂缝宽度计算公式中，sk σ是指裂缝截面处的纵向钢筋拉应力，其值是按荷载效应的标准组合设计的。
4、钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而增大，随纵筋配筋率增大而减小。
5、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在相同符号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的最小刚度进行计算。
6、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指裂缝间受拉纵筋平均应变sm ε与裂缝截面处的受拉纵筋应变sk ε，反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
7、结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的裂缝宽度和变形不应超过规定的限值。
8、结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用年限的要求。
9、混凝土结构应根据使用环境类别和设计使用年限进行耐久性设计。
10、在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与受拉纵筋应力几乎成正比。
11、钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度极值。
12、平均裂缝间距与混凝土保护层厚度，纵向受拉钢筋直径，纵向受拉钢筋表面特征系数及纵向钢筋配筋率有关。
13、轴心受拉构件的平均裂缝宽度为构件裂缝区段范围内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长之差。
14、最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的随机性以及长期荷载作用的影响。
15、裂缝控制一般统一划分为3级，其控制条件是：一级是严格要求不出现裂缝的构件；二级是一般要求不出现裂缝的构件；三级是允许出现裂缝的构件，但其计算值不应超过允许值。
16、弯、剪、扭、压、拉构件的承载力计算是基于安全性要求。
此外，对某些构件尚应进行变形、抗裂度和裂缝宽度验算，以保证适用性与耐久性，从而满足可靠性要求。
混凝土结构设计原理知到章节答案智慧树2023年聊城大学
混凝土结构设计原理知到章节测试答案智慧树2023年最新聊城大学第一章测试1.与素混凝土梁相比，适量配筋的钢筋混凝土梁的承载能力( )。
参考答案:提高许多2.与素混凝土梁相比，适量配筋的钢筋混凝土梁的抵抗开裂的能力( )。
参考答案:提高不多3.适量配筋的钢筋混凝土梁在正常使用荷载下( )。
参考答案:通常是带裂缝工作的4.以下哪一条特性不是优良结构所必备的( )。
参考答案:抗裂性能好5.混凝土结构具备耐久性好、整体性强等优点。
（）参考答案:对第二章测试1.某批混凝土经抽样，强度等级为C30，意味着该混凝土( )。
参考答案:立方体抗压强度达到30N/mm2的保证率为95％2.不同强度等级的混凝土，混凝土的塑性随强度的变化规律是( )。
参考答案:强度低的塑性好3.在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中( )。
参考答案:徐变使混凝土的压应力减小，钢筋的压应力增大4.在轴向压力和剪力的共同作用下，混凝士的抗剪强度( )。
参考答案:随压应力的增大而增大，但压应力超过一定值后，抗剪强度反而减小5.混凝土在三向受压应力状态下，抗压强度降低。
（）参考答案:错第三章测试1.正常使用极限状态设计时，应进行荷载效应的( )。
参考答案:标准组合、频遇组合和准永久组合2.承载能力极限状态设计时，应进行荷载效应的( )。
参考答案:基本组合和偶然组合3.对所有钢筋混凝土结构构件都应进行( )。
参考答案:承载能力计算4.荷载代表值有荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值，其中荷载的基本代表值为( )。
参考答案:标准值5.结构的承载能力极限状志和正常使用极限状态计算中，都采用荷载设计值，因为这样偏于安全。
（）参考答案:错第四章测试1.混凝土保护层厚度是指( )。
参考答案:最外层钢筋外表面到混凝土表面的距离2.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是( )。
参考答案:增加截面高度3.设计中初步确定梁的截面尺寸，特别是梁高与以下哪一项关系不大( )。
混凝土结构原理思考题及习题集
混凝土结构原理思考题及习题集1第1章混凝土结构用材料的性能思考题1-1混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?1-5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？1-6、混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中的混凝土强度？除立方体强度外，用什么符号表示？1-7、混凝土抗拉强度是如何测试的？1-8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量什么关系？第2章 钢筋混凝土轴心受力构件正载面承载力计算 思考题2-1轴心受压构件中纵筋的作用是什么？2-2柱在使用过程中的应力重分布是如何产生的？2-3螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些？2-4公路桥涵规范在计算轴心受拉和抽心受压构件正截面承载力时与建筑工程规范有哪些相同和不同之处？习题2-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值410140⨯=N ，楼层高m .H 45=，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
2-2由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度m .H ,.l 82700==，配盘为)mm A (s2804164='φ。
C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950kN 。
试问柱截面是否安全？2-3已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm ，柱高5.0m ，计算高度700.l =，H=3.5m ，配HRB400钢筋)mm A (s 220101610='φ，C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm ，螺距为s=50mm ，试确定此承载力。
2-4编写轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力计算程序。
混凝土结构设计原理复习重点(1到11章)
混凝土结构设计基本原理复习重点第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。
（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
（3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。
（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据）1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
（f ck=0.67 f cu,k）轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。
复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样；一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低）受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。
混凝土结构设计原理简答题
第一章：绪论1.什么是钢筋混凝土结构?配筋的主要作用和要求是什么?答∶(1)钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
(2）配筋的作用是∶在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。
(3）配筋的要求是∶在钢筋混凝土结构和构件中，受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。
2.钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点?答∶钢筋混凝土结构的主要优点是∶①取材容易。
③耐久性较好。
④耐火性好。
⑤可模性好。
⑥整体性好。
钢筋混凝土结构的主要缺点是∶①自重较大。
②钢筋混凝土结构抗裂性较差③钢筋混凝土结构的施工复杂、工序多、隔热隔声性能较差。
3.结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。
答:(1)建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面。
(2)承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或者变形达到不适于继续承载的状态。
正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态。
4.本课程主要包括哪些内容?学习本课程要注意哪些问题?答:(1）混凝土结构课程通常按内容的性质可分为“混凝土结构设计原理和"混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面计算和构造等基本理论，属于专业基础课内容。
后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。
(2）学习本课程要注意的问题︰①加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;②突出重点，并注意难点的学习;③深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。
5.在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的承载能力和变形能力。
【解析】素混凝土梁中，混凝土的抗压性能较强而抗拉性能很弱，钢筋的抗拉性能则很强。
因此，在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝与主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。
混凝土结构设计原理-第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算习题+答案
第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值。
2.增加截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施。
3. 裂缝宽度计算公式中的，σsk是指裂缝截面处纵向手拉刚筋的应力，其值是按荷载效应的标准组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而曾大。
用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距小（大、小）些。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在同号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的刚度进行计算。
6.结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下裂缝宽度和变形值不超过规定的限值。
7.裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数Ψ是指裂缝间钢筋平均应变与裂缝截面钢筋应变之比，反映了裂缝间受拉区混凝土参与工作的程度。
8.平均裂缝宽度是指受拉钢筋合力重心位置处构件的裂缝宽度。
9. 钢筋混凝土构件裂缝宽度计算中，钢筋应变不均匀系数ψ愈小，说明裂缝之间的混凝土协助钢筋抗拉的作用抗拉作用越强。
10.钢筋混凝土受弯构件挠度计算与材料力学方法（2Mlf aEI=）相比，主要不同点是前者沿长向有变化的抗弯刚度。
11. 混凝土结构的耐久性与结构工作的环境有密切关系，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度由所处环境类别决定。
12．混凝土的耐久性应根据结构的使用环境和设计使用年限进行设计。
二、选择题1. 计算钢筋混凝土梁的挠度时，荷载采用（B ）A、平均值；B、标准值；C、设计值。
2. 当验算受弯构件挠度时，出现f>[f]时，采取（C ）措施最有效。
A、加大截面的宽度；B、提高混凝土强度等级；C、加大截面的高度；D、提高钢筋的强度等级。
3. 验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是（B ）。
A、使构件能够带裂缝工作；B、使构件满足正常使用极限状态的要求；C、使构件满足承载能力极限状态的要求；D、使构件能在弹性阶段工作。
混凝土结构设计的课程设计
混凝土结构设计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解混凝土结构设计的基本原理和方法，掌握混凝土材料的力学性能和结构特点。
2. 学生能够运用所学知识，进行简单的混凝土结构设计和计算，包括梁、板和柱等基本构件。
3. 学生能够了解混凝土结构施工图的基本表示方法，并识别常见的施工图纸。
技能目标：1. 学生能够运用计算工具，完成混凝土结构的受力分析和设计计算。
2. 学生通过实际案例分析，培养解决混凝土结构设计问题的能力，提高创新思维和团队合作能力。
3. 学生能够运用专业软件或手工绘图，完成混凝土结构施工图的绘制。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对土木工程专业的热爱，增强对混凝土结构设计的兴趣和探究欲。
2. 学生在学习过程中，树立正确的工程观念，认识到混凝土结构设计在工程实践中的重要性。
3. 学生通过课程学习，增强安全意识，培养良好的职业道德和责任担当。
课程性质：本课程为土木工程专业高年级的专业课程，旨在使学生掌握混凝土结构设计的基本知识和技能。
学生特点：学生具备一定的力学基础和土木工程知识，具有较强的逻辑思维和动手能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程目标的实现，使学生在混凝土结构设计方面具备较高的专业素养和实践能力。
二、教学内容1. 混凝土材料性质与力学原理：包括混凝土的组成、强度特性、耐久性等，以及混凝土构件的受力分析和设计原理。
- 教材章节：第二章“混凝土的基本性质”和第三章“混凝土的力学性能”。
2. 混凝土梁、板和柱的设计计算：涵盖梁、板和柱的受力特点、设计方法、配筋计算等。
- 教材章节：第四章“混凝土梁的设计”和第五章“混凝土板和柱的设计”。
3. 混凝土结构施工图绘制：介绍施工图的基本表示方法、符号和标注，以及混凝土结构施工图的绘制技巧。
- 教材章节：第六章“混凝土结构施工图”。
4. 案例分析与实践操作：通过实际工程案例，分析混凝土结构设计中的关键问题，并进行实践操作，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
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4 最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度验算
wmax≤ wlim
式中wlim范围：20mm≤c≤65mm
（2）《规范》规定： et ＜0.01时，取 et =0.01，以限制计算最大裂缝宽度 的应用范围
（3）直接承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件，因吊车荷载满载的 可能性较小，且已取＝1，所以可将计算求得的最大裂缝宽度乘以 0.85 （4）e0/h0＜0.55的偏压构件，试验表明最大裂缝宽度小于允许值，因此可
轴心受拉构件
sk
Nk As
式中 N k ——按荷载效应标准组合计算的轴向拉力
As ——受拉钢筋总截面面积
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk 受弯构件
sk
Mk As h0
受弯构件裂缝截面处的应力
式中
)
受弯、偏拉、偏压构件 lm 1.0(1.9c 0.08
te
)
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
平均裂缝宽度的计算公式为
wm smlm ctmlm (1
ctm ) smlm sm c smlm c sk lm c sk lm
主要从以下几个方面考虑：
保证结构的使用功能要求 防止对结构构件产生不良影响
防止对非结构构件产生不良影响
保证使用者的感觉在可接受的程度之内
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1 混凝土受弯构件变形计算的特点
匀质弹性材料梁的跨中挠度 f 为
2 Ml0 f EI
M k ——按荷载效应标准组合计算的截面弯矩
h0
——截面有效高度 ——内力臂系数，可近似取为0.87
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk 偏心受拉构件
Nke ' sk As (h0 as' )
式中
e —轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵
结构的功能:
安全性—— 承载能力极限状态 适用性—— 影响正常使用，如吊车、精密仪器 对其它结构构件的影响 振动、变形过大
对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等
心理承受：不安全感，振动噪声
正常使用 极限状态
耐久性—— 裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，影响使用寿 命外观感觉
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
Es
式中：
sk
——裂缝截面处纵向钢筋的拉应力
——纵向钢筋应变不均匀系数
平均裂缝宽度计算图式
c ——裂缝间混凝土自身伸长对裂缝
宽度的影响系数，为简化，一 般取0.85
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk
sk 均可按裂缝截面处力的平衡条件求得
2
平均裂缝间距
轴心受拉构件粘结应力传递长度
由平衡条件
s2 As s1 As f tk Ate
s2 As s1 As mul
l
f tk Ate m u
lm 1.5l
3 f tk d d k1 8 m te te
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
r ——平均曲率半径
sm、 cm ——纵向受拉钢筋重心处的平均拉应变和受压区边缘
混凝土的平均压应变
h0 ——截面的有效高度
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
梁纯弯段内各截面应变及裂缝分布
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
当梁的截面形状、尺寸和材料确定时，其截面弯曲刚度EI 是一个常 数，既与弯矩无关，也不受时间影响。
混凝土受弯构件的跨中挠度 f 为
Ml02 f B
B 仍称为受弯构件的弯曲刚度，但由于混凝土是不均匀的非弹性 材料，其变形模量 E’c 随截面应力增大而减小，而裂缝截面的惯性矩 Ic 也随裂缝开展而显著降低，加之混凝土材料具有比较明显的徐变、 收缩等“时随”特性，需要考虑长期荷载的影响，因而确定钢筋混凝 土构件的弯曲刚度 B 要较确定匀质材料梁 EI 复杂得多。
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度的计算
裂缝宽度统计
影响建筑观感和结构耐久性的主要因素是裂缝的最大开展宽度 设计中控制的裂缝宽度是某一协议概率(5％)下的相对最大裂缝宽度
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度的计算
《规范》规定： wmax cr
1
裂缝的出现、分布和开展
裂缝宽度影响因素
裂缝宽度指的是受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度
传递长度l
裂缝宽度
粘结强度 钢筋表面积大小 配筋率 受拉区混凝土的滑移徐变和拉应力的松弛 混凝土的收缩 钢筋直径变化
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
混凝土结构设计原理
第 8 章 混凝土构件 的使用性能及结构的耐久性
教材作者：陈 平
课件制作：赵 祥、朱丽华 课件审查：李方圆
主要内容：
钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
混凝土结构的耐久性
重点：
考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性 钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度的验算方法
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度限值
主要考虑两方面的理由：
过大的裂缝会引起混凝土中钢筋的严重锈蚀，降低结构的耐久性；
过大的裂缝会损坏结构外观，引起使用者的不安。
一般认为裂缝宽度控制在0.30mm以内是合适的
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
纵向钢筋应变不均匀系数
纯弯区段内钢筋应变分布
1.1 0.65
te sk
f tk
＜0.2时，取 ＝0.2，当 ＞1 时取 ＝1，对直接承受重复荷载 的构件取 ＝1
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
M M cr M 时，出现第二批裂缝，裂缝之间混凝土应力
达到 f tk ，裂缝间距在l~2l之间，“裂缝出现阶 段”；
继续增加，裂缝开展。
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2 h0 z 0.87 0.12(1 f ) h0 e
——使用阶段的轴向压力偏心距增大系数，当l0／h≤14时，取1.0。 l 1 s 1 ( 0 )2 4000 e0 h0 h (b b)hf f f ——受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值 bh
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk 偏心受压构件
sk
式中
N k (e z ) zAs
e ys
N k——按荷载标准组合计算的轴向压力值
e
s
——Nk至受拉钢筋As合力点的距离 e
s 0
z ——纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离
2 短期刚度Bs
平均应变
sm、 cm
sk
sm
Mk sk Es Es As h0
cm
ck Mk c ck c c E 'c Ec bh02 Ec
ck
ck ——按荷载效应的标准组合计算的裂缝截面处受压区边缘混凝土
0
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
纵向钢筋应变不均匀系数
系数 的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变 的影响程度
的影响因素
裂缝间拉区混凝土 参与工作的程度 钢筋的数量 钢筋的粘结性能 钢筋的布置
纯弯区段内钢筋应变分布
对要求不出现裂缝的构件，也可近似地 把混凝土开裂前的M－φ曲线视为直线， 它的斜率就是截面弯曲刚度，取为 0.85EcIc。
适筋梁M－φ关系曲线
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2
短期刚度Bs
平均曲率
根据平均应变符合平截面的假定，可得平均曲率为
1 sm cm r h0
sk
Es
(1.9c 0.08
deq
te
)
式中：
cr —— 构件受力特征系数，轴拉构件
cr＝2.7，
偏拉构件 cr＝2.4，受弯和偏压构件 cr ＝2.1
c
—— 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)
deq ——纵向受拉钢筋的等效直径(mm)
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算