水工钢筋混凝土结构剖析.ppt

;;;　极限状态法： 分承载能力与正常使用二种极限状态： 　承载能力极限状态－－破损阶段法 　正常使用极限状态－－抗裂与裂缝宽度、变形 ;⑵从设计的控制条件看正常使用极限状态重要性。 　　一般，先进行承载能力极限状态的计算，确定钢筋用量；然后进行正常使用极限状态验算。 　 以受弯构件为例： 　承载能力：正截面抗弯：纵向受力钢筋 　　　　　　 斜截面抗剪：箍筋、弯起钢筋 　　　　　　 斜截面抗弯：有弯起钢筋时，抵抗弯矩图 　正常使用：抗裂设计：　抗裂验算　　　　　 　　　　　 　限裂设计：　裂缝宽度 　　　　　　 抗裂或限裂设计：变形验算　　　;　　但对水工混凝土结构，正常使用极限状态往往是控制状态。举例： 　　　　;第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算;第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算;第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算;第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算;　　但对水工混凝土结构，正常使用极限状态往往是控制状态。举例： 　引水隧洞衬砌：在岩石上开挖，衬砌是防止渗漏，减小水阻力。 　　　　;;;;;;3、正常使用极限状态可靠度小于承载能力极限状态 　　承载能力极限状态：计算 　　正常使用极限状态：验算 　　 　原因是： 　　正常使用极限状态是在承载能力得到保证前提的验算。正常使用极限状态不满足所造成的危害小于承载能力极限状态。 　　;　表现在： 　　　　　 　　　　承载能力　　　 　正常使用　 　荷载：　　　　　设计值　　　　　　标准值 　强度：　　　　　设计值　　　　　　标准值 　结构系数：　　　　1.2 　　　　 无 （DL） 　设计状况系数： 1.0、0.95　　　　　 无 （DL） 　重要性系数：　 1.1、1.0、0.90　　 相同 （DL） 安全系数：　 1.35、1.20、1.15　 　 无 （SL）;4、抗裂验算与裂缝宽度验算之间的关系 　抗裂公式与裂缝宽度公式并不配套。 一个构件能满足抗裂验算，但裂缝宽度计算值也许会很大。 　对一般的抗裂构件，满足抗裂验算后，不必进行裂缝??度验算。 　对特别重要的抗裂构件，满足抗裂缝验算后，还须进行裂缝宽度验算。所谓“双控”。;;;;;;受弯构件抗裂验算方法 ①应用材料力学公式 　　材力公式适用于均质、线性材料。为能利用材力公式先进行二方面工作：　 　将钢筋与混凝土二种材料的构件转化成均质材料。将钢筋转化成位置上αE 倍的混凝土。　　　　　;　根据开裂弯矩不变的原则，引入塑性影响系数，将非线性应力图形简化成线性应力图形。;　②根据平衡，得极限方程：;;;;;;;;;;;;;;图8-7 管壁配筋图;;;;;;;;;;;　尽量选用线胀系数小的骨料 　　混凝土的线胀系数取决骨料的品种，不同骨料的混凝土的线胀系数相差很大。 石英岩混凝土 11*10-6 砂岩混凝土 10*10-6 花岗岩混凝土 　 9*10-6 石灰岩混凝土 　 7*10-6 　　　　;　尽量降低约束系数R 　　控制上下层混凝土浇筑间隙。当间隙过大时，下层混凝土结硬，对上层混凝土约束增大，将加大上层混凝土的温度应力。 　　适当分块浇筑。　　　　　;　采用低热膨胀型水泥 　　膨胀型水泥的自身体积变形是膨胀的，可抵消混凝土降温时的收缩变形。 　　εg 的曲线应是单调膨胀型，最好在龄期360天左右才稳定。　　　;;;;;;;8.2.2 裂缝宽度控制验算方法的分类 1、只列出裂缝宽度计算公式 　设计规范中列出了裂缝宽度计算公式和裂缝宽度限值，要求裂缝宽度计算值不得大于所规定的限值。 　在过去较长时间内，大部分设计规范都采用这种方法。我国的混凝土结构设计规范、1995年的ACI规范、日本2002年规范和前苏联1987年的规范都属于这一类。 ;2、只列出构造要求 　无裂缝宽度计算公式与限值，只规定了以限裂为目的的构造要求； 　原因：裂缝是温度、收缩和外力荷载综合作用下产生的，计算得到的裂缝宽度并不符合工程实际。 　趋势：目前对于裂缝控制的趋势是主要着眼于配筋构造要求，而不是过分看重公式计算。 ;　以限裂为目的的配筋构造要求包括： 　　钢筋间距要求 　　受拉钢筋最小配筋率 　　限制高强钢筋使用等 　　处于一般环境条件下的构件，只要满足了这些构造要求，裂缝宽度就自然满足了正常使用的要求。 　　但对处于高侵蚀性环境或需要防止渗水，对限裂有更高要求的结构构件，这类规范仍规定裂缝控制要做专门研究。 　　美国2002年的ACI规范、美国2003年的水工混凝土结构规范和英国1997年的规范属