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建筑力学钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝
f
5
= 48
·Ml02
EI
式中:l0——梁的计算跨度; M——跨中最大弯矩;
EI——截面抗弯刚度。
4
2 受弯构件的挠度验算 由于钢筋混凝土属弹塑性材料,且存在有裂缝, 梁的弯矩与挠度(M-f)的关系呈曲线变化,如 下图所示。
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2 受弯构件的挠度验算
下面给出均布荷载简支梁跨中最大挠度的一般公 式:
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5.3 裂缝宽度验算
(3)三级:允许出现裂缝的构件,按荷载效应
准永久组合,并考虑长期作用影响计算时构件的
最大裂缝宽度ωmax,不应超过下页表中规定的最
大裂缝宽度限值ωlim。
即:
ωmax≤ωlim
注:上述一级、二级裂缝控制属于构件的抗裂能力控制, 对于一般的钢筋混凝土构件来说,在使用阶段都是带裂 缝工作的,故按三级标准来控制裂缝宽度。
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2 受弯构件的挠度验算 2.2 减少受弯构件挠度的措施
(1)提高混凝土的强度等级; (2)增加纵向钢筋的数量; (3)选用合理的截面形状(如T形、I形等); (4)增加梁的截面高度,这是最有效的措施。
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3 裂缝宽度验算
3.1 钢筋混凝土构件裂缝的类型 钢筋混凝土构件产生裂缝的原因很多,主要有以 下两个方面: (1)由于间接作用引起的裂缝,如基础不均匀 沉降、构件混凝土收缩或温度变化等。
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5.3 裂缝宽度验算 4 减小裂缝宽度的措施
1、增大钢筋截面面积; 2、在钢筋截面面积不变的情况下,采用较小直径的钢 筋;
3、提高混凝土强度等级; 4、增大构件截面尺寸;
5、减小混凝土保护层厚度。
注:采用较小直径的变形钢筋是减小裂缝宽度最有效的措施。 需要注意的是,混凝土保护层厚度应同时考虑耐久性和减小裂 缝宽度的要求。除结构对耐久性没有要求,而对表面裂缝造成 的观瞻有严格要求外,不得为满足裂缝控制要求而减小混凝土 保护层厚度。
对于因基础不均匀沉降、构件混凝土收缩或温度变化等外加 变形或约束引起的裂缝,主要是通过采用合理结构方案、构 造措施来控制。
(2)荷载(直接作用)引起的裂缝,如受弯、受 拉等构件的垂直裂缝,受弯构件的斜裂缝。
试验结果表明,只要能满足斜截面承载力计算要求,并相应 配置了符合计算及构造要求的腹筋,则构件的斜裂缝宽度不 会太大,能满足正常使用要求。
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3 裂缝宽度验算
3.3 裂缝宽度控制
《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010) 将正截面的受力裂缝控制等级划分为三级: (1)一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷 载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不 应产生拉应力。 (2)二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷 载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉 应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。
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5.3 裂缝宽度验算
结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值(mm)
钢筋混凝土结构
环境类别 裂缝控制等
级
wlim
一
0.30(0.40)
二a
三级
二b
0.20
预应力混凝土结构
裂缝控制等
级
wlim
0.20 三级
0.10
二级
——
三a、三b
一级
——
注:对处于年平均湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件,其最大裂缝 宽度限值可采用括号内的数值。
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2 受弯构件的挠度验算
受弯构件的挠度限值
构件类型
吊车梁
手动吊车 电动吊车
屋盖、楼盖及楼梯 构件
当l0<7m时 当7m≤l0≤9m时
当l0>9m时
挠度限值 l0/500 l0/600
l0/200(l0/250) l0/250(l0/300) l0/300(l0/400)
注:①表中l0为构件的计算跨度; ②表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件; ③如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所 得的挠度值减去起拱值;对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反 拱值; ④计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用。
f=
5 48
M
·Hale Waihona Puke kl02B
Mk:简支梁内最大弯矩; B: 简支梁所有截面的最小刚度。
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5.2 受弯构件的挠度验算
受弯构件挠度f应满足《混凝土结构设计规范》规 定的要求, 即:
fmax ≤[ f]
式中fmax——按荷载短期] 效应组合并考虑荷载长 期效应组合的影响,受弯构件的最 大挠度;
[f]——受弯构件的允许挠度,见下页表格。
(1)保证建筑的使用功能要求 ; (2)防止对结构构件产生不良影响;(如下页图) (3)防止对非结构构件产生不良影响; (4)保证人们的感觉在可接受程度之内。
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1 概述
梁端支承处转角过大引起的问题
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2 受弯构件的挠度验算 2.1 基本概念
材料力学中已经给出匀质弹性材料均布荷载简支 梁跨中最大挠度的一般公式为:
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5 钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝
思考题 1 对混凝土构件进行变形和裂缝的验算是出于
哪些方面的考虑? 2 减少受弯构件挠度的措施有哪些? 3 钢筋混凝土构件产生裂缝的原因是什么?影
响裂缝宽度的主要因素有哪些?减小裂缝宽 度的主要措施有哪些?
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5.3 裂缝宽度验算
3.2 影响裂缝宽度的主要因素 ①纵向钢筋的应力:裂缝宽度与钢筋应力近似呈线 性关系。 ②纵筋的直径:当构件内受拉纵向钢筋截面总面积 相同时,采用细而密的钢筋,则会增大钢筋表面积, 因而使粘结力增大,裂缝宽度变小。 ③纵筋表面形状:带肋钢筋的粘结强度较光圆钢筋 大得多,可减小缝度宽度。 ④纵筋配筋率:构件受拉区的纵筋配筋率越大,裂 缝宽度越小。
1 概述
《混凝土结构设计规范》规定:结构构件, 除应满足承载能力极限状态外,还应满足 正常使用极限状态。
钢筋混凝土结构构件除应进行承载力计算 外,还应根据结构构件的工作条件或使用 要求进行外观的变形和局部损坏(裂缝) 的验算。
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1 概述 在一般建筑中,对混凝土构件的挠度和裂缝进行 验算,主要是出于以下四个方面的考虑: