混凝土构件的变形及裂缝宽验算
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混凝土构件的变形、裂缝宽度验算和耐久性概念设计1.混凝土构件裂缝形成的原因?答:目前,混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。
由于其极限拉伸变形很小,当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用,或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件约束,以及钢筋锈蚀体积膨胀时,混凝土中便产生拉应力,该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。
同时,混凝土材料来源广泛,成分多样,施工工序繁多,养护硬化需要较长时间,受环境影响较大,混凝土自身构成机理,以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。
所以,钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。
2.为什么要对混凝土构件进行裂缝宽度控制?答:对裂缝宽度进行控制的原因:(1)使用功能的要求有些使用上要求不出现渗漏的贮液(气)容器或输送管道,裂缝的存在会直接影响其使用功能,因此,要对其控制裂缝的出现。
(2)建筑外观要求外观是评价混凝土质量的重要因素之一,裂缝过宽会影响建筑的外观,引起人们的不安全感。
满足外观要求的裂缝宽度限值选取,取决于多种原因。
调查表明,控制裂缝宽度在0.3mm以内,对外观没有显著影响,一般不会引起人们的特别注意。
(3)耐久性要求这是控制裂缝最主要的原因。
化学介质、气体和水分侵入裂缝,破坏了钢筋的钝化膜,会在钢筋表面发生电化学反应,引起钢筋锈蚀,使构件发生破坏,影响结构的使用寿命。
3.混凝土构件裂缝控制的标准如何?答:混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用应力及裂缝宽度进行控制。
一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值f tk,按荷载效应准永久组合下进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;三级:允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算,并符合下列规定w max w lim式中w max—在荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算得到的最大裂缝宽度;w l im—最大裂缝宽度限值,设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。
第八章混凝土构件变形和裂缝宽度验算一、填空题:1、钢筋混凝土构件的变形或裂缝宽度过大会影响结构的、性。
2、规规定,根据使用要求,把构件在作用下产生的裂缝和变形控制在。
3、在普通钢筋混凝土结构中,只要在构件的某个截面上出现的超过混凝土的抗拉强度,就将在该截面上产生方向的裂缝。
4、平均裂缝间距就是指的平均值。
5、平均裂缝间距的大小主要取决于。
6、影响平均裂缝间距的因素有、、、。
7、钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度是一个,它随着和而变化。
8、钢筋应变不均匀系数的物理意义是。
9、变形验算时一般取同号弯矩区段截面抗弯刚度作为该区段的抗弯刚度。
10、规用来考虑荷载长期效应对刚度的影响。
二、判断题:1、混凝土结构构件只要满足了承载力极限状态的要求即可。
()2、混凝土构件满足正常使用极限状态的要为了保证安全性的要求。
()3、构件中裂缝的出现和开展使构件的刚度降低、变形增大。
()4、裂缝按其形成的原因,可分为由荷载引起的裂缝和由变形因素引起的裂缝两大类。
()5、实际工程中,结构构件的裂缝大部分属于由荷载为主引起的。
()6、引起裂缝的变形因素包括材料收缩、温度变化、混凝土碳化及地基不均匀沉降等。
()7、荷载裂缝是由荷载引起的主应力超过混凝土抗压强度引起的。
()8、进行裂缝宽度验算就是将构件的裂缝宽度限制在规允许的围之。
()9、规控制温度收缩裂缝采取的措施是规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距。
()10、规控制由混凝土碳化引起裂缝采取的措施是规定受力钢筋混凝土结构保护层厚度。
()11、随着荷载的不断增加,构件上的裂缝会持续不断地出现。
()L主要取决于荷载的大小。
()12、平均裂缝间距cr是所有纵向受拉钢筋对构件截面的配筋率。
()13、有效配筋率te14、平均裂缝宽度是平均裂缝间距之间沿钢筋水平位置处钢筋和混凝土总伸长之差。
()15、最大裂缝宽度就是考虑裂缝并非均匀分布,在平均裂缝宽度的基础上乘以一个增大系数而求得的。
( )16、当纵向受拉钢筋的面积相等时,选择较细直径的变形钢筋可减小裂缝宽度。
9钢筋混凝土构件的变形与裂缝验算、目的要求1 .掌握构件在裂缝出现前后沿构件长度各截面的应力状态2•了解裂缝宽度计算公式的推导过程(平均裂缝间距、平均裂缝宽度)3.掌握受弯构件裂缝宽度验算和变形验算的方法二、重点难点1.裂缝的出现与分布规律2.平均裂缝间距、平均裂缝宽度3.短期刚度、长期刚度计算公式的建立三、主要内容9.1概述结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行计算和验算。
通常,对各类混凝土构件都要求进行承载力计算;对某些构件,还应根据其使用条件,通过验算,使变形和裂缝宽度不超过规定限值,常使用及耐久性的其同时还应满足保证正他要求与规定限值,例如混凝土保护层的最小厚度等。
与不满足承载能力极限状态相比,结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性要小,正常使用极限状态的目标可靠指标P可以小些。
《规范》规定:结构构件承载力计算应采用荷载设计值;对于正常使用极限状态,结构构件应分别技荷载的标准组合、准永久组合进行验算或按照标准组合并考虑长期作用影响进行验算。
并应保证变形、裂缝、应力等计算值不超过相应的规定限值。
由于混凝土构件的变形及裂缝宽度都随时间增大,因此,验算变形及裂缝宽度时, 应按荷载的标准组合并考虑荷载长期效应的影响。
荷载效应的标准组合也称为荷载短期效应,是指按永久荷载及可变荷载的标准值计算的荷载效应;荷载效应的准永久组合也称为荷载长期效应,是按永久荷载的标准值及可变荷载的准永久值计算的荷载效应。
按正常使用极限状态验算结构构件的变形及裂缝宽度时,其荷载效应值大致相当于破坏时荷载效应值的50%—70%。
9.2裂缝验算921裂缝控制的目的与要求确定最大裂缝宽度限值,主要考虑两个方面的原因:一是外观要求,二是耐久性要求,并以后者为主。
从外观要求考虑,裂缝过宽将给人以不安全感,同时也影响对结构质量的评 价。
满足外观要求的裂缝宽度限值,与人们的心理反应、裂缝开展长度、裂缝所 处位置,乃至光线条件等因素有关,难以取得完全统一的意见。