1、 鋼筋混凝土構件采用（計算）（荷載標準值及準永久值材料強度標準值荷載設計值材料強度設計值混凝土構件的延性是指構件在破壞階段的變形能力， 是抗震性能的一個重要指標。 勻質彈性材料梁422255384488qlqllMfSlEIEIEIEI截面彎曲剛度EIM 混凝土為不勻質的非彈性材料，因而在受彎過程中， 截面彎曲剛度 為一變化值（圖9-1-1）。 開裂前處于彈性階段，M 近似為直線 開裂后曲線轉折，斜率隨彎矩增加而減小 用 表示截面彎曲剛度 2lBMSf 截面彎曲剛度的計算分別采用不同的簡化方法：（1）要求不出現裂縫的構件，B = 0.85EcI0 M B 隨彎矩的增大而減小。 （2）正常使用階

2、段，構件帶裂縫工作，正截面承擔的 彎矩大約為其最大受彎承載力的50%70%，梁的純彎段試驗表明（圖9-1-2），裂縫出現后的鋼筋和混凝土的應變分布具有如下規律： a、受拉鋼筋應變和受壓區邊緣混凝土應變沿梁長為，最大，為曲線分布，最小；tanMB 返回返回 c、平均應變沿梁截面高度為直線分布，符合平截面假定01hrcmsm因此，為: cmsmkkshMMB0（9-1-1）（9-1-2） 則b、截面中和軸的高度也呈波浪形變化，裂縫截面處 中和軸高度最小；返回 對受拉鋼筋合力處取矩，得：skck受拉鋼筋: sskskE受壓區邊緣混凝土: cckcckckEE根據裂縫截面應力圖（圖9-1-3）可推得：

3、0hAMsksk若令受壓區面積（bf b） hf+bx0=(f+0 ) bh0 200)(bhMfkck（9-1-3） （9-1-4） （9-1-5） （9-1-6） 受壓區混凝土合力：00bhCfck0hAMsqsq 設鋼筋的不均勻系數為：則鋼筋的為sskssksksmEhAME0 設混凝土的不均勻系數為：c則混凝土的為ckcfkccckcckccmEbhMEbh)(ME20200式中：受壓邊緣混凝土的（9-1-7） （9-1-8） 將式（將式（9-1-7）及（）及（9-1-8）代入（）代入（9-1-2）得：）得：EsscssshAEEbhEhAB20302011（9-1-9） 使用荷載下，

4、約為 0.830.93，近似取為0.87返回 。 由于開裂截面部分受拉混凝土退出工作，受拉鋼筋應變較大； 未開裂截面受拉混凝土參加工作，受拉鋼筋應變較小 開裂后smsk，隨著荷載的增大，裂縫間的受拉混凝土逐漸 退出工作，sm與sk的差值減小，直到值大小還與te =As/Ate有關式中：Ate拉區混凝土有效截面積（軸拉構件取全截面， 受彎、偏壓及偏拉取：Ate = 0.5bh + (bf -b)hf） 根據實驗研究，的經驗公式可表達為：sqtetkf65.01.1（9-1-11） 當參加受拉混凝土面積較大時，對縱向受拉鋼筋應 變的影響 程度較大，值就相應較小；反之，當 參加受拉混凝土面積較小時，

5、值就相應較大。 國內外試驗研究表明， 與 及壓區翼緣加強系數 有關，為簡化直接給出EfEE5 .3162 .0（9-1-12）0hAMsqsq 返回 將 及 代入（式9-1-9）得： fEssshAEB5 . 3162 . 015. 120（9-1-13） 返回 。 荷載長期作用下，鋼筋混凝土梁的， 。 受壓區混凝土的徐變和收縮 受壓區混凝土應變增大，受拉鋼筋應變和應力增加，裂縫不斷向上發展。鋼筋與混凝土之間的滑移徐變和混凝土的收縮使得內力臂減小 EIMlSf20（9-1-14） Mk準永久組合作用Mq 鋼筋混凝土考慮荷載準永久組合的影響后：sqsqkBlMSBlMMSf2020)(（9-1-

6、15） 以長期剛度B表示，則有：skqkBMMMB) 1(（9-1-16） BlMSfk20 代入上式（9-1-15）得長期剛度B的表達式（標準組合）： （9-1-17） 4002.（9-1-18） 式中的取值 若按準永久組合計算：SBB20qM lfSB 當構件上存在正、負彎矩時，可來計算撓度limff 一般受彎構件各截面彎曲剛度B是變化的（圖9-1-5）。 為了簡化計算，取同號彎矩區段內的最小剛度Bmin進行 計算，此即“”。 采用Bmin計算的變形結果偏大，但實際上剪跨區尚存 在剪切變形的影響，故僅按正截面計算的變形值偏小 兩種影響基本可以相互抵消，因此采用Bmin計算 的構件撓度值是可

7、行的。 計算結果應滿足規范要求： 返回 配筋率的增加導致梁的承載能力增加，但對構件彎曲剛度的 增加則影響不大，當荷載較大時，撓度有可能不滿足要求（式式9-1-13） 構件跨度增加，撓度也增加。若將構件的控制在一個較低水平，配筋率也限制在一定范圍，則撓度也必然滿足要求。這樣就可以比。 1）保證結構的使用功能： 保證吊車梁正常運行； 2）防止對結構構件產生不良影響：梁支座轉動過 大引起偏心距增加，危及墻柱安全3）防止對非結構構件產生不良影響：避免因過度變形使門窗難以開閉；4）保證人們的感覺在可接受的程度內 裂縫出現前，純彎段內混凝土和鋼筋的應力沿長度 基本均勻分布如（圖9-2-1a ）。）。 通過

8、對受彎構件裂縫發展過程的分析，理解裂縫分布 和開展的規律，掌握裂縫寬度的驗算方法和控制要求。當混凝土受拉區邊緣拉應力接近抗拉強度時，受拉混凝土表現出塑性性質，直至達到其極限拉應變時，便在某些薄弱截面出現第一批裂縫。 返回 開裂后，裂縫處混凝土退出工作，所承擔的拉力卸荷 給鋼筋。鋼筋拉應力突增（圖9-2-1b）。 以開裂截面為中心兩側各一段距離l 內，混凝土回縮 以致與鋼筋之間產生相對滑移和粘結應力，從而使混 凝土應力由開裂處的零向兩側逐漸增大至 l 處的 ft 距離裂縫l 以外的混凝土應力為 ft ，裂縫將繼續出現 裂縫間距逐漸減小，直到最后趨于穩定。理論上， 裂縫間距在l 至 2l 之間，而

9、鋼筋應力變化趨勢則反之。該間距 l 稱為。 返回 裂縫的分布疏密程度取決于粘結應力傳遞長度l 。 而l又與粘結強度和鋼筋表面系數（其周長與截面積之 比即 u/As ）的大小有關。4/2dd 粘結強度提高，表面系數增大，則l 較短。 配筋率小，則開裂后引起的鋼筋應力突增較大， 致使峰值粘結應力超過粘結強度而出現粘結破壞， 以致 引起較大滑移，使l 增長。于是裂縫間距增大， 裂縫加寬。 lmwmwmax度。 與鋼筋和混凝土相對滑移的程度有關。 與混凝土的徐變、松弛和收縮有關 傳遞長度l 推導如下: 如(圖圖9-2-2)，取裂縫截面起始長度為 l 的一段為脫離體，根據平衡條件tetsssAfA 21

10、ulAmsss21 解得傳遞長度：tetemtmdkdfll1835 . 1試驗研究表明， lm 還與保護層厚度 以及鋼筋表面特征有關。考慮這兩個因素的影響后，即得temdkckl12（9-2-1） （9-2-2） （9-2-3） （9-2-4） temttemtdfuAfl4則平均裂縫間距：返回2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性 返回 根據平均裂縫寬度的定義有：msmctmsmmctmmsmml )(llw1對受彎、軸心受拉、偏心受力構件： smctmc 1ssqsmE/mSsqcmlEw（9-2-5） （9-

11、2-6） （圖9-2-3）85. 0c（9-2-5）得 返回2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性 返回 1）受彎構件 2）軸心受拉構件3）偏心受拉構件 4）偏心受壓構件087.0hAMsqsqsqsqAN)(0ssqsqahAeNsqsqzAzeN)(（9-2-7） （9-2-8） （9-2-9） （9-2-10） mwwwlmaxs,lmax將（式9-2-4） 、（式9-2-6）代入得：max(1.90.08)sqeqcrsstedwcE （9-2-11） （9-2-12） 裂縫寬度是隨機變量。”式中： 為荷載標

12、準組合下的擴大系數 l 為荷載長期作用下的擴大系數 式中：deq 鋼筋等效直徑； 構件受力特征系數。軸心受拉取2.7 偏 心受拉取2.4，受彎和偏心受壓取1.9。cr規范規定，最大裂縫寬度應滿足：limmaxww（9-2-13） 若不滿足要求，可減小鋼筋直徑，增加配筋率，加大截面尺寸，必要時施加預應力。混凝土結構設計規范給出的最大裂縫寬度限值， 詳見教材附表5-3。 能夠吸收和耗散地震能量，滿足抗震要求； 避免發生脆性破壞，保證生命財產安全；在超靜定結構中，具有大的變形能力以完成充分的 內力重分布。（適應溫變、不均勻沉降等） axh)k(h)k(xycuyacuyu0011（9-3-1） 截面

13、曲率延性系數： 適筋梁截面在開始屈服和達到承載力極限狀態時 應力和應變的分布規律，如（2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性 返回 達到截面最大承載力時的混凝土受壓區壓應變高度達到截面最大承載力時的混凝土受壓區壓應變高度xa，可，可用承載力計算中采用的混凝土受壓區高度用承載力計算中采用的混凝土受壓區高度x來表示，即來表示，即將式（將式（8-458-45）代入式（）代入式（8-418-41），得），得（8-45)8-45)（8-468-46）因此，截面曲率延性系數因此，截面曲率延性系數（8-478-47） 縱向受拉鋼筋

14、配筋率增大，延性系數減小。受壓鋼筋配筋率增大，延性系數增大。混凝土極限壓應變cu 增加，延性系數增大。限制縱向受拉鋼筋的配筋率，一般不宜大于2.5%， 或壓區高度 x (0.250.35)h0；規定受壓鋼筋和受拉鋼筋的最小比例，一般使 AS/AS = 0.30.5;在彎矩較大區段加密箍筋以提高cu /NcN f Acysvsf/f 作用在偏心受壓構件上的軸向壓力，使得受壓區高度 增加截面曲率延性系數降低。 一般軸壓比 越大，截面曲率延性系數越小 為使構件截面具有一定延性，應限制軸壓比。 實驗表明，偏心受壓構件配箍率（以配箍特征值表示 )對延性影響較大（圖9-3-2）通常采用等措施保證偏心受壓構

15、件的截面延性。2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性2016年12月第9章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及耐久性 返回 對耐久性進行設計，主要是。 混凝土強度、密實性、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量、保護層厚度等； 溫度、濕度、CO2含量、侵蝕介質等環境條件。 。 但當碳化的進程 達到鋼筋的表面，就會，鋼 筋有銹蝕的危險。 通常，環境中二氧化碳含量越高，碳化越快。 混凝土中水泥用量越大、水灰比越大、密實性越差、 保護層厚度越小，則碳化越嚴重。：合理設計混凝 土配合比；提高混凝土密實性；規定保護層最小厚度；采用覆蓋面層。 鋼筋表面的氧化膜被破壞酸性氣體和水分在鋼筋

16、 表面形成電解質水膜在鋼材上發生電化學腐蝕反應的產物為氫氧化亞鐵，進一步發展為氫氧化鐵Fe203或Fe204體積分別膨脹4倍和2倍。 先在裂縫較寬處個別點上，后發展為并向 兩邊延伸，形成銹蝕面 極易透氣、滲水，使鋼 筋處于連續銹蝕狀態以至混凝土保護層剝落 鋼筋銹蝕的混凝土碳化至鋼筋表面使氧 化膜破壞 鋼筋銹蝕的含氧水分的入侵 降低混凝土水灰比，保證密實度和保護層厚度； 采用覆蓋層，隔離侵蝕性氣體或離子； 環境非常不利時，采用阻銹劑、防腐蝕鋼筋等； 對鋼筋的陰極保護法。 我國規定了五類環境類別(表9.1)， 設計時，針對不同類別，采取相應的耐久性措施。 基本原則：。 結構設計技術措施 嚴格對混凝

17、土材料及施工技術和構造措施等方面 注：嚴寒和寒冷地區的劃分應符合國家現行標準民用建筑熱工設計規程（JGJ24）的規定。（）預應力混凝土結構中的預應力筋應根據具（）預應力混凝土結構中的預應力筋應根據具體情況采取表面防護、孔道灌漿、加大混凝土保體情況采取表面防護、孔道灌漿、加大混凝土保護層厚度等措施，外露的錨固端應采取封錨和混護層厚度等措施，外露的錨固端應采取封錨和混凝土表面處理等有效措施；凝土表面處理等有效措施；（）有抗滲要求的混凝土結構，混凝土的抗滲（）有抗滲要求的混凝土結構，混凝土的抗滲等級應符合有關標準的要求；等級應符合有關標準的要求；（）嚴寒及寒冷地區的潮濕環境中，結構混凝（）嚴寒及寒冷

18、地區的潮濕環境中，結構混凝土應滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級應符合有關土應滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級應符合有關標準的要求；標準的要求；（）處于二、三類環境中的懸臂構件宜采用（）處于二、三類環境中的懸臂構件宜采用懸臂梁板的結構形式，或在其上表面增設防護懸臂梁板的結構形式，或在其上表面增設防護層；層；（）處于二、三類環境中的結構構件，其表（）處于二、三類環境中的結構構件，其表面的預埋件、吊鉤、連接件等金面的預埋件、吊鉤、連接件等金屬部件應采取可靠的防銹措施，對于后張預應屬部件應采取可靠的防銹措施，對于后張預應力混凝土外露金屬錨具，其防護要力混凝土外露金屬錨具，其防護要求見求見混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范第第10.3.1310.3.13條；條；（）處在三類環境中的混凝土結構構件，可（）處在三類環境中的混凝土結構構件，可采用阻銹劑、環氧樹脂涂層鋼筋采用阻銹劑