第九章

鋼筋混凝土構(gòu)件持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算對變形及裂縫進行控制的目的。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件變形計算。影響裂縫寬度的因素。鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度的計算。

本章的主要內(nèi)容

撓度過大，損壞使用功能：如簡支梁跨中撓度過大，將使梁端部轉(zhuǎn)角大，引起行車對該處產(chǎn)生沖擊，破壞伸縮縫和橋面；連續(xù)梁的撓度過大，將使橋面不平順，行車時引起顛簸和沖擊等問題。外觀要求：心理安全。

§9.1受彎構(gòu)件的變形（撓度）驗算

一、為何對鋼筋砼受彎構(gòu)件進行變形驗算：二、結(jié)力撓度計算公式：

簡支梁在均布荷載作用下，跨中的最大撓度：

簡支梁在跨中集中力P作用下，跨中的最大撓度：

研究表明，鋼筋混凝土梁在截面開裂前，彎矩與撓度大致為線性關(guān)系，因此，梁的短期剛度基本上為一常數(shù)，JTGD62將此時的抗彎剛度取為0.95，這里，為全截面換算截面慣性矩。梁在帶裂縫工作階段，截面剛度會不斷降低，不再保持一個常量。此外，研究還表明，鋼筋混凝土梁的剛度沿梁軸向的剛度并不相等，而是在彎矩較大的截面剛度小，在彎矩較小的截面剛度大，為此，通常規(guī)定按照彎矩最大截面的剛度計算構(gòu)件撓度值，這就是“最小剛度原則”。按照最小剛度原則確定梁的撓度，會導(dǎo)致計算出的數(shù)值偏大，這是一個方面；從另一方面看，由于計算撓度變形時只考慮彎矩而沒有考慮剪力的影響，計算值則會偏小。綜合起來考慮，兩方面的誤差會基本抵消，試驗表明，實測值與計算值符合較好。三、鋼筋砼受彎構(gòu)件的抗彎剛度計算公式：《公橋規(guī)》規(guī)定：鋼筋砼受彎構(gòu)件計算變形時的抗彎剛度為：

式中：B——開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；B0—全截面的抗彎剛度，

根據(jù)此抗彎剛度值計算得到的撓度值，稱為“短期撓度”，記作Bcr——開裂截面的抗彎剛度;Ec

——混凝土的彈性模量；I0——全截面換算截面慣性矩；Icr——開裂截面的換算截面慣性矩；Ms――按短期效應(yīng)組合計算的彎矩值；Mcr——開裂彎矩;ftk——混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；γ——構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù),

S0——全截面換算截面重心軸以上（或以下）

部分面積對重心軸的面積矩；W0——全截面換算截面抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩。四、鋼筋砼受彎構(gòu)件使用階段的撓度計算：

即：由于混凝土具有收縮、徐變的性質(zhì)，在荷載長期作用下?lián)隙冗€會增大，因此JTGD62-2004規(guī)定，受彎構(gòu)件在使用階段的撓度（稱作“長期撓度”）應(yīng)考慮荷載長期效應(yīng)的影響，將荷載短期效應(yīng)組合計算的撓度值應(yīng)再乘以撓度長期增長系數(shù)，即五、鋼筋砼受彎構(gòu)件撓度驗算要求。

《公橋規(guī)》規(guī)定：鋼筋砼受彎構(gòu)件

長期撓度值－結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度值≤撓度限值梁式橋主梁的最大撓度處：梁式橋主梁的懸臂端：

此處l為受彎構(gòu)件的計算跨徑，

l1為懸臂長度。

鋼筋砼受彎構(gòu)件撓度限值：

六、預(yù)拱度的設(shè)置

概念：施工時預(yù)設(shè)的反向撓度。

設(shè)置目的：

為了消除結(jié)構(gòu)重力這個長期荷載引起的變形；

希望構(gòu)件在平時無靜荷載作用時保持一定的拱度。

設(shè)置要求：

當(dāng)由作用（或荷載）短期效應(yīng)組合并考慮作用（或荷載）長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度不超過計算跨徑L的1／1600時，可不設(shè)預(yù)拱度。當(dāng)不符合上述規(guī)定時則應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。同時，預(yù)拱值沿梁長度方向上應(yīng)設(shè)置成平順曲線，如拋物線等。式中：

——預(yù)拱度值；

——結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的長期豎向撓度；

——可變荷載頻遇值產(chǎn)生的長期撓度值。

預(yù)拱度值的計算（取值）：§9.2受彎構(gòu)件的裂縫和裂縫寬度驗算一、產(chǎn)生裂縫的原因

引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫的原因有兩大類，荷載引起的裂縫和非荷載引起的裂縫。由荷載引起的裂縫習(xí)慣上稱為正常裂縫?；炷恋目估瓘姸群艿停瑯O限拉應(yīng)變大約為=0.0001~0.00015?；炷良磳㈤_裂的瞬間，鋼筋的應(yīng)力只有=(0.0001～0.00015)2.0×105=20～30MPa。許多非荷載因素也可以引起裂縫，甚至更嚴(yán)重。例如，溫度變化、混凝土收縮、養(yǎng)護不周、拆摸時間不當(dāng)、鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降等。這類裂縫在采取合適的措施之后，大部分是可以克服或得到控制的。本節(jié)介紹的裂縫寬度計算方法是針對荷載引起的裂縫。鋼筋銹蝕引起的裂縫溫度愿（氣常溫）宇變化蝴引起撿的裂方縫溫度區(qū)段氣溫升高時T地基刷不均吧勻沉該降引蘋起的仗裂縫二、弱影響管裂縫瞎寬度輪的主抱要因使素（1）混位凝土燭抗拉咳強度椅的影土響多數(shù)遺研究塘認為懷混凝楚土抗圾拉強浙度對叉裂縫女寬度鎖影響松不大轟，可旗略去甘不計塊。（2）保沸護層度厚度督的影銷響一方傾面，活保護赤層越存厚，荷裂縫壇越寬姿。另誼一方價面，智保護龜層越桂厚，枯鋼筋摧銹蝕引的可粥能越險小，衡對耐跑久性雀也就省越有潮利。宮于是善，二她者大京致抵球消因昆此，鞏裂縫繁寬度碌計算冶公式小中可泰以不尖考慮旦保護達層厚正度的善影響雞。（3）受腦拉鋼撿筋應(yīng)粱力的俊影響研究使認為里，裂才縫截典面的特受拉紡鋼筋腫應(yīng)力況是最騰重要黎因素具。采很用受籠拉鋼全筋應(yīng)混力與德最大繞裂縫耽寬度啞為線檢性關(guān)灘系的擾形式如是最游簡單掙的。（4）鋼閘筋直眉徑的廢影響試驗懲表明邀，在慌受拉后鋼筋細配筋海率及忌鋼筋員應(yīng)力吹大致金相同痛的情碧況下各，裂薯縫寬彈度隨愚鋼筋江直徑脆的增雹大而晉增大慘。（5）受驢拉鋼慢筋配吸筋率已的影氏響試驗午表明付，當(dāng)菠鋼筋拘直徑貴相同敏，鋼躁筋應(yīng)殊力大囑致相互等的眨情況翁下，糞裂縫漸寬度堆隨配棚筋率帖的增干加而份減小茄。當(dāng)殺配筋磚率ρ接近療某一哲數(shù)值乘，裂混縫寬撕度基宿本不正變。（6）鋼茂筋粘臉結(jié)特床征的現(xiàn)影響在裂爛縫寬奮度公虹式中慌，引弄用系傾數(shù)C1來考剃慮鋼垂筋粘套結(jié)特嚴(yán)征對泄裂縫介寬度飾的影食響，宋帶肋摟鋼筋濟的粘地結(jié)性司能好叮于光邁面鋼婦筋，C1取值染分別阿為1.王0和1.怕4。（7）長揀期或越重復(fù)分荷載訴的影步響在裂扶縫寬樂度公印式中糾，引百用系勒數(shù)C2來考糟慮長貝期或梯重復(fù)得荷載歷的影合響。葛試驗捉表明態(tài)，重志復(fù)荷浙載作摘用下賄不斷霸發(fā)展澡的裂袖縫寬脅度是仙初始經(jīng)使用黑荷載場下裂遺縫寬咽度的1.壤0~耽1.明5倍。（8）荷阿載特活征的幕影響在裂壺縫寬沫度公收式中頑，引曬用系疑數(shù)C3來考據(jù)慮荷吵載特?zé)捳鲗A最大飼裂縫變寬度玻的影務(wù)響?？绫?，對束受彎儀構(gòu)件謎，取C3=1.酬0，對宴偏心撿受壓肯構(gòu)件尖取C3=0.逮9，C3值越渾大裂扇縫寬來度越獅大。三、休最大抄裂縫頸寬度喇計算紀(jì)公式1、《公路范鋼筋御混凝暈土及絲式預(yù)應(yīng)助力混膽凝土淹橋涵論設(shè)計簡規(guī)范》在此務(wù)公式士的基爆礎(chǔ)上幅加以色修訂歇。對罩矩形初、T形和拼工字旦形截佩面的腎鋼筋幅混凝糕土受帥彎構(gòu)輔件，《公路猴鋼筋登混凝否土及依預(yù)應(yīng)艱力混喂凝土酸橋涵標(biāo)設(shè)計省規(guī)范》規(guī)定受彎熟、軸辦心受夾拉、肌偏心屠受壓煩、偏雪心受詢拉構(gòu)同件的其最詞大裂闖縫寬村度(m茶m)按下賄式計芬算：c2——作用休（或刑荷載身）長蛾期效巨應(yīng)影割響系羽數(shù)想，脅其中Sl和Ss，分句別表預(yù)示按妄作用沫（或閑荷載肚）長說期效競應(yīng)組具合和亡短謹期效牛應(yīng)組詢合計裹算的襖內(nèi)力手值。款（彎塔距或陡軸力碰）式中：c1——考慮侄鋼筋野表面關(guān)形狀酒的系河數(shù)，舊對光晶圓鋼彈筋，c1取1.林4對帶技肋鋼搶筋，c1取1.劍0c3——與構(gòu)布件受肺力性莖質(zhì)有利關(guān)的恒系數(shù)夢，當(dāng)媽為鋼馬筋混蹦凝土刻板式受彎橫構(gòu)件c3＝1.鋪15，其渾他受辮彎構(gòu)糞件c3＝1.渡0，軸兔受拉奔構(gòu)件c3＝1.企2，偏浩心受糾拉構(gòu)銀件c3＝1.侵1，偏愚心受遇壓構(gòu)曬件c3＝0.厚9d——縱向猾鋼筋趙直徑芝（mm鄙),當(dāng)用蓄不同混直徑鴉的鋼層筋時咽，d改用換某算直肉徑de，橫式醬中對畢鋼筋嘩混凝訊土構(gòu)綁件，ni為受制拉區(qū)銹第i種普獵通鋼雪筋的雄根數(shù)割，為郵受拉術(shù)區(qū)第i種普偉通鋼刮筋的內(nèi)公稱王直徑發(fā)。對噸于焊遮接鋼慮筋骨慈架，岸上式泳中的d或de應(yīng)乘畏以1.翼3的系蹤蝶數(shù)；ρ——縱向須受拉樣鋼筋旬配進葉率，竊對鋼智筋混形凝土另構(gòu)件割，當(dāng)ρ＞0.偉02時，維取ρ＝0.銷02；當(dāng)ρ＜0.父00才6時，餓取ρ＝0.慣00陷6；對英于軸煮心受牲拉構(gòu)壯件，ρ按全另部受狼拉鋼溫筋截夢面面梅積As的一蘋半計錯算；bf,hf——構(gòu)件雀受拉嬸翼緣罰的寬蘆度和幟厚度σss——由作逮用（匠或荷閥載）厘短期做效應(yīng)為組合炮引起易的開傍裂截歉面縱向受備拉鋼眼筋在弱使用擺荷載肯作用是下的弟應(yīng)力俯（MP遭a），稅對于習(xí)鋼筋棕混凝膛土受伴彎構(gòu)斑件，；其森他受巴力性側(cè)質(zhì)構(gòu)席件的門計算盆式參哄見《公路桑鋼筋深混凝受土及銅預(yù)應(yīng)鈔力混謎凝土扶橋涵湯設(shè)計袋規(guī)范》JT牌G框D6另2-切-2孝00構(gòu)4；h0——截面避的有夸效高異度；六、昏裂縫之寬度累限值《公橋使規(guī)》規(guī)定譜，鋼促筋混關(guān)凝土芝受彎巴構(gòu)件庫在荷膛載作忘用下褲，算析得的蟲最大臥裂縫協(xié)寬度泥須滿部足下狗述要鹽求：Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)蒸境：0.倍2m熱mⅢ類和Ⅳ類環(huán)析境：0.董15派mm當(dāng)計晃算得演出Wma