2020巖土結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)正式課及公開課講義第四課-正常使用極限狀態(tài)設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計及預(yù)應(yīng)力混凝土.pdf

W 換算截面A.對受拉邊緣的彈性抵抗短；

把鋼筋換算為混凝土截面面積，將應(yīng)力折換成直線分布， 引入偏拉，采用迭加原理，用材料力學(xué)公式進(jìn)行計算：

抗震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本M N k W t f 0

裂縫寬度驗算主要針對由彎矩、軸向拉力、偏心拉壓應(yīng)力引起的垂直 彎矩，由于剪力或扭矩引起的彎矩，目前研究還不夠充分。另外由于荷載 外因素引起的裂縫主要依靠構(gòu)造措施減少或避免發(fā)生或發(fā)展。

前兩種理論結(jié)合，我國規(guī)范采用

裂縫出現(xiàn)前，拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力。沿構(gòu)件長度方向，各截面受力相同。

由于混凝土質(zhì)量不均，裂縫間 距有疏有密。最大間距可為平均間 距的1.3～2倍。 荷載超過開裂荷載50%以上時， 裂縫間距才趨于穩(wěn)定。 裂縫開展寬度有大有小，實際設(shè) 計考慮的是最大寬度。

m8.m 分別為裂縫間鋼筋及混凝土的平均應(yīng)變；

鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)出表示裂縫間因混凝土承受拉力對鋼筋應(yīng)變的影

7.1.2在矩形、T形、倒T形和I形截面的鋼筋混凝土受拉、 受彎和偏心受壓構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉和受彎構(gòu)件中，按 荷載標(biāo)準(zhǔn)組合或準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度 可按下列公式計算：

縱向受拉鋼筋應(yīng)力：軸拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件

2、裂縫寬度計算理論 裂縫控制措施 影響裂縫寬度的主要因素是鋼筋應(yīng)力 鋼筋的直徑、外形、混凝土保護(hù)層厚度及 配筋率也是較重要的因素�；炷�土混凝土 強(qiáng)度對裂縫寬度無顯著影響

混凝土保護(hù)層越厚，表面裂縫 寬度越大，鋼筋不易銹蝕。不宜 采用減小保護(hù)層厚度的方法。受拉 區(qū)混凝土設(shè)置鋼筋網(wǎng)和摻加鋼纖維 采用合理的結(jié)構(gòu)外形。

5 ql4 5 MI? 均布： 384 EI 48 EI MI? P[3 f=s 1 MI? EI 集中： 48 EI 12 EI

在荷載長期作用下，受壓混凝土將發(fā)生徐變，即荷載不增加而變形卻隨 時間增長。在配筋率不高的梁中，由于裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混 疑土和鋼筋的徐變滑移，使受拉混凝土不斷退出工作，因而受拉鋼筋平均應(yīng) 變和平均應(yīng)力亦將隨時間而增大。影響混凝土徐變和收縮的因素都將導(dǎo)致剛 度的降低，使構(gòu)件撓度增大。

變形驗算需考慮長期剛度：

.2.5考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數(shù)6可接下列規(guī) 定取用： 1鋼筋混凝土受彎構(gòu)件 當(dāng)p=0時，取6=2.0；當(dāng)=p時，取61.6；當(dāng)p為中間 數(shù)值時，θ按線性內(nèi)插法取用。此處，β=A/（bho），β=As/ bho)。 對翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面，6應(yīng)增加20%。 2預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取6=2.0

《規(guī)范》為簡化起見，假定同號彎短矩區(qū)段內(nèi) 的剛度相等，并取該區(qū)段內(nèi)最大彎矩截面處剛 度B，按等剛度梁來計算。 ◆當(dāng)計算跨度內(nèi)的支座截面剛度不大于跨中截 面剛度的2倍或不小于跨中截面剛度的1/2時，該 跨中也可按等剛度構(gòu)件進(jìn)行計算，其構(gòu)件剛度 可取跨中最大彎矩截面的剛度。

變形驗算 彎構(gòu)件的撓度要求 f≤fim 撓度不滿足，增加截面尺寸、提高混凝土強(qiáng)度等級、增加配筋量及選用 合理的截面(如T形或工形等)都可提高構(gòu)件的剛度。合理有效的措施是增大截 面的高度。

表3.4.3受彎構(gòu)件的度限值

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條 件下，不需要進(jìn)行大修就可滿足正常使用和安全功能要求的能力，臨時性混 凝土結(jié)構(gòu)，可不考慮耐久性要求。

混凝土的碳化：大氣環(huán)境中的CO2引起混凝土中性化的過程稱

混凝土的碳化：大氣環(huán)境中的CO2引起混凝土中性化的過程 為混凝土的碳化。

碳化會破壞鋼筋表面的氧化膜，為鋼筋銹蝕創(chuàng)造了前提條件；同時碳化會加 劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開裂，使鋼筋容易銹蝕。

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

混凝土材料自身的影響不可忽視�；炷�土強(qiáng)度等級愈高，內(nèi)部結(jié)構(gòu) 愈密實，孔隙率愈低，孔徑也愈小，碳化速度愈慢；水灰比大也會加速 碳化反應(yīng)。

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

(b)水、CO2侵入

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

防止鋼筋銹蝕的主要措施有

防止鋼筋銹蝕的主要措施有

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的基本內(nèi)容如

5、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

注：1.氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比： 2.預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為0.06%；其最低混凝土強(qiáng)度等級宜按表中的規(guī)定提 高兩個等級： 3.素混凝土構(gòu)件的水膠比及最低強(qiáng)度等級的要求可適當(dāng)放松： 4.有可靠工程經(jīng)驗時，二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級可降低一個等級： 5.處于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)二b、三a類環(huán)境中的混凝王應(yīng)使用引氣劑，并可采用括號中的有關(guān) 參數(shù)； 6.當(dāng)使用非堿活性骨料時，對混凝土中的堿含量可不作限制

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件：在外荷載作用之前，先人為給施加壓力，在混凝土 中形成預(yù)壓應(yīng)力的構(gòu)件。

加壓的目的：是根據(jù)“正負(fù)相消”的原理，在使用前先給構(gòu)件施 加壓力，外荷載作用后產(chǎn)生的拉應(yīng)力，首先要抵消預(yù)壓應(yīng)力以后，混 凝土才開始受拉。相當(dāng)于間接地提高了混凝土的抗拉能力。

加壓的目的：是根據(jù)“正負(fù)相消”的原理，在使用前先給構(gòu)件施 加壓力，外荷載作用后產(chǎn)生的拉應(yīng)力，首先要抵消預(yù)壓應(yīng)力以后，混 凝土才開始受拉。相當(dāng)于間接地提高了混凝土的抗拉能力。

加壓的目的：是根據(jù)“正負(fù)相消“的原理，在使用前先給構(gòu)件施 加壓力，外荷載作用后產(chǎn)生的拉應(yīng)力，首先要抵消預(yù)壓應(yīng)力以后，混 凝土才開始受拉。相當(dāng)于間接地提高了混凝土的抗拉能力。

在構(gòu)件上建立預(yù)壓應(yīng)力，一般是通過 張拉鋼筋的方法來實現(xiàn)的。

先張法一一先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，后澆筑混凝土的施工方法。 需要臺座和張拉設(shè)備（見下圖）。

張法施工工藝過程： ①）將預(yù)應(yīng)力鋼筋的一端，用夾具固定 在臺座的鋼梁上，鋼筋的另一端則通過 張拉夾具、測力器與張拉機(jī)械相連 2②用設(shè)備張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，將鋼筋張 拉到規(guī)定應(yīng)力 ③澆筑混凝土，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù) ④待混凝土應(yīng)力達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度時， 即可將預(yù)應(yīng)力鋼筋切斷。通過預(yù)應(yīng)力鋼 筋的彈性回縮擠壓混凝土，使構(gòu)件的混 凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力

后張法一先澆筑混凝土構(gòu)件，后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的施工方法。 后張法的張拉工藝設(shè)備示意圖

灌注樁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本后張法的施工工藝過程 ：

①澆筑混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中 預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼筋的孔道。 ②養(yǎng)護(hù)混凝土構(gòu)件，當(dāng)混凝土達(dá) 到規(guī)定強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入孔 道，并在錨固端用錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋 錨固在構(gòu)件的端部。 ③在構(gòu)件的另一端，用張拉機(jī)具 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。在張拉鋼筋的同時 構(gòu)件的混凝土也受到壓力。當(dāng)張拉到 預(yù)應(yīng)力鋼筋的控制應(yīng)力時，用錨具將 鋼筋錨固在構(gòu)件上，并拆除張拉機(jī)其

通過張拉，使預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到控制應(yīng)力，但在構(gòu) 件制造和使用過程中，鋼筋的應(yīng)力會由于各種原因而 減小，減小的這部分預(yù)應(yīng)力，稱為預(yù)應(yīng)力損失

少預(yù)應(yīng)力損失的措施： 1.減少張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 a.選擇錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值較小的錨具； b.減少墊板數(shù)量，對先張法，增加臺座長度。 2.減少預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 a.兩端張拉; b.超張拉。 3.減少預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失 a.采用二次升溫養(yǎng)護(hù); b.采用整體式剛模板

減少預(yù)應(yīng)力損失的措施：

減少預(yù)應(yīng)力損失的措施：

5.減少混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失

a.注意使混凝土預(yù)壓應(yīng)力不要過高，一般要求pc<0.5Jcu b.采用高強(qiáng)度等級的水泥，以減少水泥用量，使水泥膠體所占的體積相對 值減��； C.采用級配良好的骨料、減小水灰比、加強(qiáng)振搗以提高混凝土的密實度； d.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)（最好采用蒸汽養(yǎng)護(hù)），防止水分過多散失，使水泥水化作用 充分。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的缺點是構(gòu)造、施 工和計算均較鋼筋混凝土構(gòu)件復(fù)雜 照明標(biāo)準(zhǔn)，且延 性也差些。