应力、裂缝和变形验算
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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。
混凝土结构裂缝验算一、引言二、裂缝的分类三、裂缝的计算原理1.混凝土的应力和变形计算混凝土的应力和变形主要受到弯曲、剪切和压力等力的作用。
在进行裂缝验算时,需要计算出混凝土的应力和变形,并与其抗裂性能进行比较。
2.结构的变形能力计算结构的变形能力是指结构在受到外力作用下,变形的能力。
在进行裂缝验算时,需要计算出结构的变形能力,并与其裂缝开口进行比较。
3.裂缝开口的计算裂缝开口的大小影响着结构的耐久性和美观性。
在进行裂缝验算时,需要计算出裂缝开口的大小,并与其允许的裂缝宽度进行比较。
四、裂缝验算的方法裂缝验算可以通过以下几种方法进行:1.理论计算法:根据混凝土的力学性质和结构的受力状态,推导出裂缝的应力和变形公式,通过计算来判断是否满足抗裂要求。
2.经验法:通过实际工程经验得出的裂缝宽度限值,进行比较判断。
3.岩石力学模型法:将混凝土结构看作岩石体系,在岩石力学模型的基础上,进行裂缝开口的计算和判断。
五、裂缝验算的注意事项在进行混凝土结构的裂缝验算时,需要注意以下几个问题:1.考虑混凝土的材料性质:混凝土的材料性质对裂缝的形成和扩展起着重要作用,因此在进行验算时,需要充分考虑混凝土的材料性质。
2.考虑结构的受力状态:结构的受力状态对裂缝的形成和扩展也有很大影响,因此在进行验算时,需要充分考虑结构的受力状态。
3.考虑温度变形和收缩等因素:温度变形和收缩等因素是混凝土结构中常见的裂缝形成原因,因此在进行验算时,需要充分考虑这些因素。
六、结论混凝土结构裂缝验算是保证结构安全和耐久性的重要环节。
通过计算混凝土的应力和变形,结构的变形能力和裂缝开口的大小,可以判断结构的抗裂性能是否满足要求。
同时,在进行验算时,需要充分考虑混凝土的材料性质、结构的受力状态和温度变形等因素。
做好裂缝验算工作,可以提高混凝土结构的安全性和耐久性。
单元六钢筋混凝土受弯构件变形和裂缝宽度计算《桥规》(JTG D62——2004)规定;钢筋混凝土构件,在正常使用极限状态下的裂缝宽度,应按作用(或荷载)短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算,钢筋混凝土受弯构件,在正常使用极限状态下挠度,可根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。
6-1受弯构件的变形计算1;承受作用的受弯构件,如果变形过大,将会影响结构的正常使用。
一、受弯构件在试用阶段按短期效应组合的挠度计算1;结构力学中的挠度计算公式前提;对于普通的匀质弹性梁在承受不同作用时的变形(挠度)计算,可用《结构力学》中的相应公式计算。
1;在均布荷载作用下,简支梁的最大挠度为f=5ML²/48EI或f=5qL⁴/384EI当集中荷载作用简支梁跨中时梁的最大挠度为f=1ML²/12EI 或f=PL³/48EI有公式得,不论作用的形式和大小如何,梁的挠度f总是与EI 值成反比。
EI值愈大,绕度f就愈小;反之。
EI值反映了梁的抵抗弯曲变形的能力,故EI又称为受弯构件的抗弯刚度。
2,钢筋混凝土受弯构件的挠度计算公式《1》混凝土是一种非匀质的弹塑形体,受力后除了弹性变形外还会产生塑性变形。
《2》钢筋混凝土受弯构件在承受作用时会产生裂缝,其受拉区成为非连续体,这就决定了钢筋混凝土受弯构件的变形(挠度)计算中涉及的抗弯刚度不能直接采用匀质弹性梁的抗弯刚度EI,钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度通常用B表示B=EIfs=5qL⁴/384B和fs=PL³/48B《桥规》(JTG D62——2004)规定;对于钢筋混凝土受弯构件的刚度按下式计算B=Bο/(M cr/M s)²+(1-(M cr/M s)²)×Bο/B crM cr=γ×f tk×Wογ=2Sο/Wο式中;B——开裂构件等效截面的抗弯刚度;Bο——全截面的抗弯刚度,Bο=0.95E c IοB cr——开裂截面的抗弯刚度,B cr=E c I crM s——按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩值M cr——开裂弯矩γ——构件受拉区混凝土塑性影响系数Sο——全截面换算截面中心轴以上(或一下)部分面积对中心轴的面积矩;Wο——换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩Iο——全截面换算截面惯性矩;I cr——开裂截面换算截面惯性矩F tk——混凝土轴心抗拉强度标准值。