受彎構(gòu)件的裂縫控制-建筑結(jié)06課件講解

受彎構(gòu)件的裂縫控制《建筑結(jié)構(gòu)》主講教師：張愛(ài)蓮1.裂縫的產(chǎn)生原因鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因很多，主要有以下兩個(gè)方面：（1）由于間接作用引起的裂縫，如基礎(chǔ)不均勻沉降、構(gòu)件混凝土收縮或溫度變化等。對(duì)于因基礎(chǔ)不均勻沉降、構(gòu)件混凝土收縮或溫度變化等外加變形或約束引起的裂縫，主要是通過(guò)采用合理結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造措施來(lái)控制。（2）荷載(直接作用)引起的裂縫，如受彎、受拉等構(gòu)件的垂直裂縫，受彎構(gòu)件的斜裂縫。試驗(yàn)結(jié)果表明，只要能滿足斜截面承載力計(jì)算要求，并相應(yīng)配置了符合計(jì)算及構(gòu)造要求的腹筋，則構(gòu)件的斜裂縫寬度不會(huì)太大，能滿足正常使用要求。本質(zhì)原因混凝土抗拉強(qiáng)度低2.裂縫的危害鋼筋混凝土梁是在帶裂縫狀態(tài)下工作的，裂縫的出現(xiàn)和一定限度的開(kāi)展并不意味著構(gòu)件的破壞，但有一定的危害性：裂縫開(kāi)展寬度過(guò)大，大氣中的水汽和侵蝕性氣體進(jìn)入裂縫，引起主筋銹蝕，使主筋有效截面積減小，導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度降低；由于冰凍和水化作用，日久會(huì)影響構(gòu)件的耐久性，縮短構(gòu)件使用壽命。3.裂縫的出現(xiàn)、分布和開(kāi)展M<Mcr時(shí)，鋼筋與混凝土粘結(jié)無(wú)破壞，純彎段各截面拉應(yīng)變均勻分布；繼續(xù)增加，裂縫開(kāi)展。裂縫出現(xiàn)及開(kāi)展的過(guò)程M=Mcr時(shí)，鋼筋與混凝土粘結(jié)無(wú)破壞，純彎段各截面拉應(yīng)變均勻分布；M=Mcr+ΔM，時(shí)，出現(xiàn)第二批裂縫，裂縫之間混凝土應(yīng)力達(dá)到f

tk，

裂縫間距在l~2l之間，“裂縫出現(xiàn)階段”；4.裂縫的寬度控制《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）將正截面的受力裂縫控制等級(jí)劃分為三級(jí)：（1）一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。（2）二級(jí)：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。（3）三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合，并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)構(gòu)件的最大裂縫寬度ωmax，不應(yīng)超過(guò)下頁(yè)表中規(guī)定的最大裂縫寬度限值ωlim。即：ωmax≤ωlim

注：上述一級(jí)、二級(jí)裂縫控制屬于構(gòu)件的抗裂能力控制，對(duì)于一般的鋼筋混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，在使用階段都是帶裂縫工作的，故按三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制裂縫寬度。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度的限值（mm）環(huán)境類(lèi)別鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制等級(jí)wlim裂縫控制等級(jí)wlim一三級(jí)0.30（0.40）三級(jí)0.20二a0.200.10二b二級(jí)——三a、三b一級(jí)——注：對(duì)處于年平均濕度小于60%地區(qū)一類(lèi)環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值可采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值。

5.最大裂縫寬度及其驗(yàn)算（1）確定最大裂縫寬度的方法（2）最大裂縫寬度的計(jì)算最大裂縫寬度由平均裂縫寬度乘以擴(kuò)大系數(shù)τ得到各種構(gòu)件正截面最大裂縫寬度計(jì)算公式為:式中：c——混凝土保護(hù)層厚度，當(dāng)c<20mm時(shí)，取c=20mm符號(hào)意義同前，當(dāng)裂縫寬度演算時(shí)<0.01時(shí),取=0.01；——構(gòu)件受力特征系數(shù)；軸心受拉構(gòu)件：偏心受拉構(gòu)件：受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件：deq——縱向受拉鋼筋的等效直徑（mm）。（3）最大裂縫寬度驗(yàn)算（4）最大裂縫寬度限值驗(yàn)算裂縫寬度時(shí)，應(yīng)滿足Wlim:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的允許最大裂縫寬度。最大裂縫寬度限值，主要考慮外觀要求和耐久性要求，以后者為主。最大裂逢寬度限值，見(jiàn)混凝土規(guī)范表3.4.5。6.受彎構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算的例題【例題】某辦公樓矩形截面簡(jiǎn)支樓面梁，計(jì)算跨度l0=6.0m，截面尺寸b×h=200×450mm，承受恒載標(biāo)準(zhǔn)值gk=16.55kN/m（含自重）,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=2.7kN/m，縱向受拉鋼筋為325，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，混凝土保護(hù)層厚c=25mm，箍筋直徑為8mm,裂縫寬度限值為0.3mm，試驗(yàn)算裂縫寬度?！窘狻緼s=1473mm2，h0=405mm（縱筋排一排），ftk=1.78N/mm2，Es=2×105N/mm2，活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq=0.4，γ0=1.0，cs=25+8=33mm（1）計(jì)算deq受力鋼筋為同一種直徑，故deq=di/=25/1.0=25mm。（2）計(jì)算Mq、Ate、ρte、σsk、ψ，Mgk,Mqk計(jì)算過(guò)程略Mq=Mgk+ψqMqk=74.48+0.4×12.15=79.335kN·mAte=0.5bh=0.5×200×450=45000mm2（3）計(jì)算wmax，并判斷裂縫是否符合要求。=0.156mm＜wlim=0.3mm裂縫寬度滿足要求7.影響裂縫寬度的主要因素1縱向鋼筋的應(yīng)力：裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力近似呈線性關(guān)系。2縱筋的直徑：當(dāng)構(gòu)件內(nèi)受拉縱向鋼筋截面總面積相同時(shí)，采用細(xì)而密的鋼筋，

則會(huì)增大鋼筋表面積，因而使粘結(jié)力增大，裂縫寬度變小。3縱筋表面形狀：帶肋鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度較光圓鋼筋大得多，可減小縫度寬度。4縱筋配筋率：構(gòu)件受拉區(qū)的縱筋配筋率越大，裂縫寬度越小。8.減小裂縫寬度的措施增大鋼筋截面面積；在鋼筋截面面積不變的情況下，采用較小直徑的鋼筋；提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；增大構(gòu)件截面尺寸；減小混凝土保護(hù)層厚度。注：采用較小直徑的變形鋼筋是減小裂縫寬度最有效的措施。需要注意的是，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)同時(shí)考慮耐久性和減小裂縫寬度的要求。除結(jié)構(gòu)對(duì)耐久性沒(méi)有要求，而對(duì)表面裂縫造成的觀瞻有嚴(yán)格要求外，不得為滿足裂縫控制要求而減小混