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11.2.2 变形缝
变形缝是为了减少不必要的热应力或收缩应力集中的可能性。他们确保在未成熟的混凝土收缩过程中只有部分恢复状态。
密封剂
液体相邻的表面
中部防水钢筋
混凝土接缝处断裂
密封剂 表面防水钢筋
图11.3局部收缩缝
适应收缩的变形缝可以是“部分的”或“完全的”两种类型，这取决于预期的收缩程度和可容忍的约束程度。“部分”收缩缝是最简单的提供，并由故意不连续的混凝土组成，但没有初始间隙，如图11. 3所示。当第二块板对着第一块板浇筑时，必须小心防止混凝土表面过度附着，除了接缝密封剂外，可能还需要一根水棒作为预防措施。钢筋是平行的，以提供一些涂片转移，但在同一时间，这减少了有效的自由运动的相邻混凝土部分。因此，这样的接头只能提供有限的约束，而且它们之间必须至少有一个活动接头，而且混凝土和钢材完全不相容。
满足这一要求的“完全”收缩接头的示例如图11.4a所示。在这种情况下，钢和混凝土都是不连续的，但如果任何剪切必须转移，那么需要一个剪切键，如图所示。在这种类型的连接中，水棒被认为是必不可少的，尽管混凝土表面之间没有初始的缝隙。如果认为混凝土有可能膨胀，则必须提供接缝，使其能够在没有混凝土压应力的情况下自由膨胀。因此，伸缩缝不仅必须提供混凝土和钢筋的完全不连续，而且必须有一个初始间隙来容纳这种移动。当然，收缩也可以由这种类型的伸缩缝来满足。图11.4b显示了一个普通的伸缩缝细节，除了一个浅色的和特殊的止水器外，这个伸缩缝还填充了一个非吸收性的可压缩过滤器。剪切力显然不能通过这个接头传递。但在必要时，应设计一种涉及滑动混凝土表面的特殊节点。如果间隙过大，对接头材料的压力也会引起问题，必须考虑这一点
偶尔。一个结构的设计可以是基于一个部分在另一个部分中可以自由相对移动，例如在一个平面基础上的圆形水箱中，墙可以独立于基础
而设计。在这种情况下，有时会使用特殊的滑动接头。最基本的要求是两个混凝土表面绝对是平面和光滑的，并且表面之间的连接被破坏，例如通过油漆或使用建筑用纸，或者使用可适应的柔性橡胶垫。图11.5显示了这种连接的典型细节。必须一直有效地密封。
密封剂
压缩填料
中部防水钢筋
混凝土接缝处断裂
密封剂
抗剪键
防粘结材料
垫层混凝土 表面防水钢筋
(a)墙内完全封闭连接 (b)楼板伸缩缝
图11.4完整变形缝
灵活封口
预制滑动缝表面
图11.5板与墙之间的典型滑动缝
变形缝的准备
对活动接头的需要在相当大的程度上取决于结构的性质和使用。例如，一个升高的结构，可能受到很少的限制。而地下结构可能是巨大而受限制的。另一方面，暴露在外的建筑物的温度和湿度变化可能比埋在地下的建筑物更大。如果涉及到热的液体，那么这必须反映在提供足够的变形缝。构件的类型和构造顺序也将是一个重要的考虑因素。楼板一般会浇筑在一层聚乙烯或其他类似材料的隔层上，在这种情况下，接缝应该是完全收缩或膨胀的接缝。或者，可以将板坯直接浇铸在盲板上，并在第一章所述的完全约束的基础上进行加固以限制开裂。然后提供的任何关节应该是零件收缩类型，虽然这些可能甚至没有必要。
同样地，墙壁也可以设计成完全约束的，或者在不超过7.5米的钢筋混凝土中心设置收缩缝。必要时必须提供伸缩缝。在某些情况下，可通过滑动缝将屋顶与墙壁隔开。如果屋顶的设计是不受约束的，那么在施工过程中必须非常小心，尽量减少对热运动的限制。如果无法避免重要的约束，则必须设计加固来限制可能的时钟。那里的屋顶和墙壁都是单片的。屋顶的接缝应与墙壁的接缝相对应，而墙壁的接缝可能与楼板的接缝相对应。
另一种方法是，如果提供了适当的活动接缝，使裂缝集中在接缝处，则可以仅根据表11.2所示的局部约束进行钢筋设计，但钢筋间距不应超过300毫米。
11.3设计方法
挡水结构的设计可以采用(1)极限状态设计，也可以采用(2)弹性设计。
极限状态设计将基于最终极限状态和正常使用极限状态。使用前几章中描述的方法。由于对这些结构的约束是最重要的，因此对最小钢面积和最大间距的简化规则将不再适用。有必要检查混凝土的应变和裂缝宽度，使用第一章和第六章中描述的方法。计算往往很长，并取决于约束程度、收缩和蠕变等难以准确评估的因素。
弹性设计是一种传统的方法，今后可能还会继续采用。这是一种比较简单易行的方法。在特殊情况下，它可能与极限状态法结合使用。比如，当稳定性计算被忽略的时候。或当结构布置不规则时，应考虑极限状态下的临界载荷模式。即使结构是用弹性方法设计的，仍然需要计算可能的移动和裂纹宽度。
11.3.1极限状态设计
极限状态技术在挡水结构中的应用相对较新，bs8110的建议是根据bs5337中的修改而使用的。对于极限状态，所遵循的程序与任何其他钢筋混凝土结构完全相同。在强度计算中，由于包含液体而施加的载荷的部分安全系数可被视为1.4，以反映流体静力载荷预测的准确性程度。最严重荷载组合下的结构分析计算将按通常的方式进行，但其强化特性强度不宜超过425 N/mm2。
适用性设计将根据表11.1中所述的暴露类别对每个成员进行分类。例如，屋顶一般属于A类，而柱子或墙壁根据情况可能属于A类或B类。只在一面暴露于A类或B类条件下的墙壁或平板，如果厚度小于或等于225毫米，则应按两面A类或B类的规定处理;如果厚度大于225毫米，则按远距离自由壁C类的规定处理。没有与液体接触的外部构件属于c类，可以使用其他章节中讨论的标准来设计普通钢筋混凝土工作。
最大允许裂缝宽度列于表11.1，可以使用1.3节和第6章给出的方法计算，然后检查是否符合要求。虽然表达式具有相同的一般形式，但建议对系数进行修改，以降低超过极限的概率。
设计弯曲面裂缝宽度
其中
在这些表达式。各变量如6.4.2节所示，fs为配筋中的使用应力，εm为负值表示截面未开裂。
热裂纹的最大间距为
正如6.5节所示
表11.1极限状态法-钢筋混凝土的极限
|
类别 |
暴露环境 |
表面最大允许裂缝宽度 |
“被视为满足”钢筋的最大使用应力 |
||
|
弯曲部分 |
直接张力 |
光面钢筋 |
预应力钢筋 |
||
|
A |
潮湿或腐蚀性的空气，交替湿润和干燥 |
0.1 |
0.1 |
85 |
100 |
|
B |
连续或几乎连续的液体接触 |
0.2 |
0.2 |
115 |
130 |
|
C |
不暴露于潮湿或腐蚀性条件下，或液体 |
0.3 |
0.3 |
125 |
140 |
未成熟混凝土fct/fb的值建议为:1∶0素圆钢筋、0.8—1型钢筋、0.67—2型钢筋。
完全展开的裂纹宽度一般取为
而在实际中，干燥收缩应变可能在100 x l0-6us左右，因此有一个简化的表达式
由于混凝土水化(T°C)引起的墙体温升，冬季可能在20°C左右，夏季在30°C左右，但对于水泥含量高的情况，应提高温升。夏季快速硬化水泥、厚构件或木百叶窗。地面楼板的温度可以低5℃左右。
额外的季节温度下降可以直接代入上述表达式，因为混凝土成熟度的影响可以被更小的拉伸比、粘结强度和其他影响所抵消。
作为裂缝宽度计算的替代方法，表11.1提供了加固的最大使用应力，如果这些值能够被证明是满足的，可以假定成熟混凝土的最大可能裂缝宽度将低于限值。这需要在工作条件下对构件进行弹性分析，如例11.1所示
要提供的钢筋的最终细节必须与接缝间距安排相协调。这是一个复杂的过程，因为存在广泛的可能性，但表11.2中建议了一些基于热收缩效应控制的替代组合，并给出了最合适的应用。临界钢率rcrit由fct/fy给出，如6.5节所示。
当节点间距较大时，应选用较小尺寸、间距较近的钢筋;而当裂纹间距与钢筋直径有关时，应选用较大尺寸的钢筋。虽然表11.2提供了一个通用的指南，弯曲的影响可能占主导地位，建议工程师在此基础上进行重大设计时参考专家文献。
若采用预应力混凝土建造挡水结构，则其构件的开环扣与第二章讨论的预应力构件类别相对应。在工作条件下，a类构件必须无抗弯张拉，b类构件可以有张拉，但不可有明显的开裂，C类构件的表面裂缝宽度必须不超过0.2分钟。一旦确定了合适的类别。每个成员将按照第12章中描述的方式进行设计。
例11.1挡水段极限状态设计
图11.6所示的截面在工作荷载作用下受到11.0 kN m的力矩，可认为是纯铃静力作用。力矩的作用使得在液体附近的面上有张力。A级混凝土和普通钢筋指定为B级外露。3天抗拉强度1.3 N/mm2。
最小覆盖面积=40mm，故设d=130mm
（a）极限极限状态
极限弯矩M = 11x 1.6 = 17.6 kN.m
因此，杠杆-力臂系数la= 0.95
所以
这需要在150毫米中心（面积= 754mm2/m）设置12毫米铁条。
(b)正常使用极限状态
挠曲裂缝:检查钢筋假定有裂缝部分的使用应力。
使用估计的Ec=26 kN/mm2
表11 .2提出了热收缩效应的接缝和加固方法
|
选项 |
方法 |
最好使用类 |
变形缝细节 |
强化细节 |
|
|
最小值 |
最合适值 |
||||
|
1 |
连续施工 |
B (A在不同的张力下) |
无 |
rcrit |
在紧密的间隔上的小杆 |
|
2 |
半连续施工 |
B |
部分收缩在7.5米或完全收缩在15米 |
rcrit |
小杆，但比选项一少 |
|
3 |
节理间距适中，裂缝可控 |
B |
间距 和 |
rcrit 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料 资料编号：[237000]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word |
|
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