受弯构件裂缝和变形验算
• 由于冰冻和水化作用,日久会影响构件的耐久性,缩短构 件使用寿命。
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裂缝的控制等级
• 1)一级:严格要求不出现裂缝的构件 受拉边缘的混凝土不应产生拉应力 • 2)二级:一般要求不出现裂缝的构建 受拉边缘的混凝土拉应力不应大于混凝土轴
心抗拉强度标准值 • 3)三级:容许出现裂缝的构件 构件的最大裂缝宽度不应超过容许的最大裂
Ψ:受拉钢筋应变不均匀系数
由裂缝出现和开展过程的分析中可知,裂缝处和 裂缝间钢筋的应力是不相同的,即不均匀的。规范 引进ψ来表示钢筋应变不均匀。
1.1 0.65 ftk te sk
当算出的ψ<0.2时,取ψ=0.2;当ψ>1时,取ψ=1; 对直接承受重复荷载的构件,取ψ=1。
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• σsk:按荷载效应标准组合计算的钢筋应力
•
钢筋混凝土梁则与匀质弹性梁有很大的区别:钢筋
混凝土梁的挠度与弯矩的关系是非线性的
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(a)M-f关系曲线;(b) M-EI(B)关系曲线
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规范规定,钢筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态 下的挠度,可根据构件的刚度用结构力学的方法计算。 例如承受均布荷载qk的钢筋混凝土简支梁,其跨中挠度 为(B为构件的抗弯刚度):
2
二 受弯构件裂缝宽度的验算
• 1,裂缝控制
成因:
• 未凝固的混凝土下沉引起沿钢筋方向的裂缝。
• 由于混凝土体积变化受到内部或外部约束,在混凝土内 产生拉应力,导致开裂。 • 外力作用使混凝土产生拉应力,引起裂缝。 • 由于温度应力引起裂缝或其它因素。
本质原因
混凝土抗拉强度低
3
裂缝的危害
钢筋混凝土梁是在带裂缝状态下工作的,裂缝的出现 和一定限度的开展并不意味着构件的破坏,但有一定的危 害性: • 裂缝开展宽度过大,大气中的水汽和侵蚀性气体进入裂缝, 引起主筋锈蚀,使主筋有效截面积减小,导致构件强度降低;
wm按下式计算:
m
0.85
sk
Es
lcr
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1.什么是传统机械按键设计?
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图:
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点:
1.合理的选择按键的类型,尽量选择 平头类的按键,以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm,以防按键死键。 3.要考虑成型工艺,合理计算累积公 差,以防按键手感不良。
缝宽度限值
5
2 受弯构件裂缝宽度计算
裂缝宽度的计算理论:
滑移理论:
认为在裂缝与钢筋相交处,钢筋与混凝土之间发生局 部粘结破坏,裂缝的开展是由于钢筋与混凝土之间不再保 持变形协调而出现相对滑移而形成的。 结论:裂缝开展的宽度为一个裂缝间距内,钢筋伸长与混凝
土伸长之差。
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无滑移理论:
认为裂缝宽度在通常允许的范围时,钢筋表面相对于 混凝土不产生滑动,钢筋表面裂缝宽度为0,而随着逐渐接 近构件表面,裂缝宽度增大,到表面时最大。 结论:裂缝开展的宽度为与钢筋到所计算点的距离成正比。
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《混凝土设计规范》受弯构件最大裂缝宽度计算公式:
max
2.1
sk
Es
(1.9c 0.08 deq )
te
lim
3, 减少构件裂缝宽度的措施
•
(1) 改用较小直径的钢筋。钢筋愈细,钢筋与
混凝土之间的粘结作用越明显,lcr减小,wmax也随之
减小。
•
(2) 宜采用变量或增加构件截面使钢筋
sk
Mk 0.87h0 As
3)最大裂缝宽度Wmax
确定最大裂缝宽度的方法:
• 最大裂缝宽度由平均宽度乘以“扩大系数”得到。
• “扩大系数”由试验结果的统计分析并参照使用经验得到。
• “扩大系数”的确定主要考虑以下两种情况:
在一定荷载组合下裂缝宽度的不均匀性;
在长期荷载作用下,由于混凝土收缩徐变等影响导致裂缝间受拉混凝 土不断退出工作。
ni 、di——分别为受拉区第 i 种纵向受拉钢筋的根数;
vi——为第 i 种纵向受拉钢筋的相对粘结特性系数;
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2)平均裂缝宽度wm
•
平均裂缝宽度wm等于混凝土在裂缝截面的回缩
量,即在平均裂缝间距长度内钢筋的伸长量与钢筋
处在同一高度的受拉混凝土纤维伸长量之差
•
经分析和试验结果,规范规定,平均裂缝宽度
f 5M kl02 5qkl04 48B 384B
一般裂缝理论:
把以上两种结论结合,既考虑保护层厚度的影响,也考 虑相对滑移的影响。
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(1)受弯构件裂缝的出现和开展过程
8
1 ) 平均裂缝间距lcr的计算
•
理论分析表明,裂缝间距主要取决于有效配筋
率ρte、钢筋直径d及其表面形状。此外,还与混凝 土保护层厚度c有关。
•
有效配筋率ρte是指按有效受拉混凝土截面面积
第五节 受弯构件裂缝及变形验 算
1
一,概述
• 构件的裂缝宽度和挠度验算是属于正常使用极限状态。 • 挠度过大影响使用功能,不能保证适用性,而裂缝宽度过大, 则同时影响使用功能和耐久性; • 挠度和裂缝在验算时应采用荷载标准值、荷载准永久值和材 料强度的标准值; • 由于构件的变形和裂缝都随时间而增大,因此在验算时应按 荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响。
•
根据试验和理论分析结果,当混凝土保护层厚度
c不大于65mm时,对配置带肋钢筋混凝土构件的平均
裂缝间距lcr按下式计算:
•
lcr=1.9c+0.08deq/ρte
式中: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);
deq nidi2
ni di vi
应力σsk减小。
•
(4) 解决裂缝问题的最根本的方法是采用预应
力混凝土结构。
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三 受弯构件挠度验算
1 受弯构件挠度计算的特点
•
由材料力学中可知,承受均布荷载q的简支弹性匀
质梁,其跨中挠度为:
f 5ql04 5M sl02 384EI 48EI
•
当梁的材料、截面和跨度一定时,挠度与弯矩之间
呈线性关系。
Ate计算的纵向受拉钢筋的配筋率,即:
•
ρte=As/Ate
•
Ate按下列规定取用:
•
对轴心受拉构件,Ate取构件截面面积。
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• 对受弯、偏心受压和偏心受拉构件,取 Ate=0.5bh+(bf-b)hf
有效受拉混凝土截面面积
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试验表明,有效配筋率愈高,钢筋直径d愈小,则 裂缝愈密,其宽度愈小。