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第3节 变形验算

变形限值:f ≤ flim , 主要从以下几个方面考虑:
1. 保证结构的使用功能要求。
2. 防止对结构构件产生不良影响。
3. 防止对非结构构件产生不良影响。
4. 保证使用者的感觉在可接受的程度之内。

8.3.1 荷载效应标准组合作用下受弯构件短期刚度的计算
1. 荷载短期作用下梁的挠度试验

对于弹性均质材料截面,EI为常数,关系为直线。
由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响,钢筋混凝土适筋梁 关系不再是直线,而是随弯矩增大,截面曲率呈曲线变化。大致分为三个阶段

短期弯矩Msk一般处于第Ⅱ阶段,刚度计算需要研究构件带裂缝时的工作情况。该阶段裂缝基本等间距分布,钢筋和混凝土的应变分布具有以下特征:

2. 裂缝出现后刚度的计算公式
(1)短期刚度的计算

说明:B对于给定的弹性材料截面是固定值,对于钢筋砼来说,有如下特点:
◆随荷载增加而减小:M~f曲线表明,随弯矩增加,截面开裂,抗弯刚度减小。

◆随配筋率增大而增大:配筋率大,变形小,抗弯刚度大。
◆抗弯刚度沿跨度变化:各截面曲率不同,裂缝开展情况也不同,所以抗弯刚度是变化的。
◆随时间增长而减小:抗弯刚度和曲率成反比,徐变等因素的存在使构件在荷载不变的情况下曲率增大,抗弯刚度减小。但最终会趋于稳定。

因此要按长期效应组合和短期效应组合分别考虑刚度的变化情况,形成长期刚度和短期刚度的概念。
8.3.2 考虑荷载长期作用受弯构件刚度计算
在长期荷载作用下,由于混凝土的徐变,会使梁的挠度随时间增长。此外,钢筋与混凝土间粘结滑移徐变、混凝土收缩等也会导致梁的挠度增大。根据长期试验观测结果,长期挠度与短期挠度的比值 可按下式计算:

8.3.3.受弯构件的挠度验算

最小刚度刚度原则:
◆ 由于弯矩沿梁长变化,抗弯刚度沿梁长也是变化的。但按变刚度梁来计算挠度变形很麻烦。《规范》为简化起见,取同号弯矩区段的最大弯矩截面处的最小刚度Bmin按等刚度梁来计算。 这样挠度的简化计算结果比按变刚度梁的理论值略偏大。
◆ 另一方面,靠近支座处的曲率误差对梁的最大挠度影响很小,且挠度计算仅考虑弯曲变形的影响,实际上还存在一些剪切变形,因此按最小刚度Bmin计算的结果与实测结果的误差很小。