《混凝土结构及砌体结构》第13章 裂缝宽度的计算原理及 耐久性控制

第13章裂缝宽度的计算原理及 耐久性控制 ·13.1混凝土的裂缝与控制标准 132钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 ·133混凝土结构的耐久性 134本章要点

第13章 裂缝宽度的计算原理及 耐久性控制 • 13.1 混凝土的裂缝与控制标准 • 13.2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 • 13.3 混凝土结构的耐久性 • 13.4 本章要点

13.1混凝土的裂缝与控制标准 131.1产生裂缝的原因 1312裂缝的控制标准 13.1.3裂缝宽度的计算理论

13.1 混凝土的裂缝与控制标准 • 13.1.1 产生裂缝的原因 • 13.1.2 裂缝的控制标准 • 13.1.3 裂缝宽度的计算理论

1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 昆凝土碳化或冬季施工中掺氯盐(是一种混凝土促凝、早强 ,治钢

1 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（2~3）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 ·(1)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 裂缝的影响及控制标准 • （1）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 ◆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: -o≤0 ◆二级: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 lt aar 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,但要制的度 max max

（2）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  st − pc  lt − pc ct m tk   f  st − pc ct m tk   f max max w w  [ ]

3裂缝宽度的计算理论 (1)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 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wm=Kcm (3)半经验半理论方法 以理论为基础的实验回归方法。 C, +cd C mIax Ce+C

3 裂缝宽度的计算理论 • （1）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 • 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 • 以理论为基础的实验回归方法。 wm = Kcε m         + + = 6 7  4 5 max 1 2 3 c c c c d w c c c

132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 2平均裂缝间距 3平均裂缝宽度 4最大裂缝宽度及其验算

13.2 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 • 2 平均裂缝间距 • 3 平均裂缝宽度 • 4 最大裂缝宽度及其验算

1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开 展 (1)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

1、纯弯区段裂缝的出现、分布和开 展 • （1）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 ◆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 混凝上回缩形成一定宽度裂 ◇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

（2）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 ·◆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 2/。,平均为m=1.5。/与粘强 度及钢筋表面积大小有关

（3）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