裂缝宽的计算原理及耐久性控制.pptx

13.1 混凝土的裂缝与控制标准混凝土的裂缝与控制标准13.1.1 产生裂缝的原因产生裂缝的原因13.1.2 裂缝的控制标准裂缝的控制标准13.1.3 裂缝宽度的计算理论裂缝宽度的计算理论1 产生裂缝的原因产生裂缝的原因（1）荷载引起的裂缝受力产生的裂缝，裂缝方向大致与拉应力正交。在普通钢筋混凝土结构中，往往配置钢筋以传递开裂后混凝土所不能传递的拉力或剪力。（2）由外加应变或约束变形引起的裂缝地基不均匀沉降、混凝土的收缩及温度差等。（3）钢筋锈蚀裂缝混凝土碳化或冬季施工中掺氯盐（是一种混凝土促凝、早强剂）过多导致钢筋锈蚀。锈蚀产物的体积比钢筋被侵蚀的体积大（23）倍，沿钢筋长度方向劈裂的纵向裂缝.2 裂缝的影响及控制标准裂缝的影响及控制标准（1）影响）影响承载力方面：一般情况下影响不大。使用方面：影响使用功能，如水池等 影响建筑外观 影响耐久性（2）裂缝控制标准）裂缝控制标准一级：严格要求不出现裂缝的构件在荷载的短期效应下，混凝土不产生拉应力：0 二级：一般要求不出现裂缝的构件在荷载长期效应下不产生拉应力：0在荷载短期效应组合下允许产生拉应力，但不超过 三级：允许出现裂缝的构件，但要限制裂缝的宽度 3 裂缝宽度的计算理论裂缝宽度的计算理论（1）粘结滑移理论）粘结滑移理论钢筋和混凝土间产生了相对滑移，变形不再一致而导致裂缝开展。1936年沙里加（Saligar）提出（2）无滑移理论）无滑移理论表面裂缝宽度主要是由钢筋周围的混凝土回缩形成的，其决定性因素是混凝土保护层的厚度。无粘结滑移理论是60年代Broms和Base提出（3）半经验半理论方法）半经验半理论方法以理论为基础的实验回归方法。13.2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算钢筋混凝土构件裂缝宽度验算1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展2 平均裂缝间距平均裂缝间距3 平均裂缝宽度平均裂缝宽度4 最大裂缝宽度及其验算最大裂缝宽度及其验算1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开、纯弯区段裂缝的出现、分布和开展展（1）未出现裂缝时）未出现裂缝时钢筋和混凝土变形一致钢筋（混凝土）的拉应力（应变）沿长度大致相同混凝土达到其抗拉极限时，处于即将出现裂缝的状态最薄弱的截面将开裂出现第一批裂缝（2）第一批裂缝出现后）第一批裂缝出现后应力重分布裂缝处混凝土退出工作，钢筋拉力增加非裂缝截面，混凝土仍受拉力，各截面不同裂缝中间混凝土拉应力最大混凝土回缩形成一定宽度裂缝钢筋和混凝土变形不一致混凝土回缩受到钢筋的约束变形差即为裂缝宽度（3）后续裂缝的出现）后续裂缝的出现出现新裂缝的原因混凝土达到受拉极限混凝土的拉力与粘结传力长度有关裂缝“出齐”当两裂缝间的长度足够长时，其间会出现新的裂缝当两裂缝间的长度足够长时较小时，不会再出现新裂缝裂缝间距：l。2l。，平均为lm=1.5l。l与粘强度及钢筋表面积大小有关。2 平均裂缝间距平均裂缝间距（1）理论分析）理论分析截面平衡条件：钢筋截离体的平衡：l的理论值；（2）经验模式）经验模式试验表明：L不仅与 有关，而且与保护层厚度c有较大的关系:模式 3 平均裂缝宽度平均裂缝宽度(1).平均裂缝宽度计算式平均裂缝宽度计算式位置：受拉钢筋截面重心水平处构件侧位置：受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度表面的裂缝宽度一般表达式：裂缝区段内钢筋的平均伸一般表达式：裂缝区段内钢筋的平均伸长与混凝土平均伸长的差值长与混凝土平均伸长的差值（2）裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度）裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数的影响系数c与配筋率、截面形状和混凝土保护层厚度等有关,近似取0.85。(3)裂缝截面处的钢筋应力裂缝截面处的钢筋应力受弯构件：受弯构件：轴心受拉构件：轴心受拉构件：偏心受拉构件：偏心受拉构件：偏心受压构件：偏心受压构件：4 最大裂缝宽度及其验算最大裂缝宽度及其验算（1）确定最大裂缝宽度的方法）确定最大裂缝宽度的方法由平均裂缝宽度乘以“扩大系数”。“扩大系数”的内涵：裂缝的不均匀性，长期效应（收缩、应力松弛和徐变等）（2）最大裂缝宽度的计算）最大裂缝宽度的计算（3）最大裂缝宽度验算）最大裂缝宽度验算 13.3 混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性 1 耐久性的概念与主要影响因素耐久性的概念与主要影响因素（1）混凝土结构的耐久性结构的耐久性是指维持结构功能的年限。（2）影响耐久性能的主要因素混凝土对钢筋的保护：混凝土的高碱性能有效地保护钢筋。钢筋的锈蚀原因：钝化膜的破坏：空气对混凝土的碳化作用，氯离子、其它酸性介质等；氧份和水份侵入。2、耐久性设计、耐久性设计（1）对混凝土结构使用环境分（五）类，分别对待（2）混凝土结构设计的使用年限的合理确定（3）加强维护和鉴定工作（4）保证耐久性的技术措施及构造要求四、本章要点1、裂缝的形成和发展过程（1）裂缝产生的原因（2）裂缝间钢筋和混凝土应力的分布（3）裂缝间新裂缝出现的条件（4）关于裂缝出齐问题和平均裂缝间距（5）影响平均裂缝间距的因素2、有关裂缝宽度的计算（1）裂缝宽度所指的位置（2）平均裂缝宽度计算模式的建立（3）最大裂缝宽度即裂缝扩大系数的内涵（4）实验回归结果3、混凝土结构耐久性的概念