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，主要是通過采用合理結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造措施來控制。（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。試驗結(jié)果表明，只要能滿足斜截面承載力計算要求，并相應(yīng)配置了符合計算及構(gòu)造要求的腹筋，則構(gòu)件的斜裂縫寬度不會太大，能滿足正常使用要求。本質(zhì)原因混凝土抗拉強度低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)和一定限度的開展并不意味著構(gòu)件的破壞，但有一定的危害性：裂縫開展寬度過大，大氣中的水汽和侵蝕性氣體進入裂縫，引起主筋銹蝕，使主筋有效截面積減小，導(dǎo)致構(gòu)件強度降低；由于冰凍和水化作用，日久會影響構(gòu)件的耐久性，縮短構(gòu)件使用壽命。3.裂縫的出現(xiàn)、分布和開展M<Mcr時，鋼筋與混凝土粘結(jié)無破壞，純彎段各截面拉應(yīng)變均勻分布；繼續(xù)增加，裂縫開展。裂縫出現(xiàn)及開展的過程M=Mcr時，鋼筋與混凝土粘結(jié)無破壞，純彎段各截面拉應(yīng)變均勻分布；M=Mcr+ΔM，時，出現(xiàn)第二批裂縫，裂縫之間混凝土應(yīng)力達到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)計規(guī)范》（GB50010—2010）將正截面的受力裂縫控制等級劃分為三級：（1）一級：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)組合計算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。（2）二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算時，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度標(biāo)準(zhǔn)值。（3）三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合，并考慮長期作用影響計算時構(gòu)件的最大裂縫寬度ωmax，不應(yīng)超過下頁表中規(guī)定的最大裂縫寬度限值ωlim。即：ωmax≤ωlim

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

5.最大裂縫寬度及其驗算（1）確定最大裂縫寬度的方法（2）最大裂縫寬度的計算最大裂縫寬度由平均裂縫寬度乘以擴大系數(shù)τ得到各種構(gòu)件正截面最大裂縫寬度計算公式為:式中：c——混凝土保護層厚度，當(dāng)c<20mm時，取c=20mm符號意義同前，當(dāng)裂縫寬度演算時<0.01時,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）最大裂縫寬度驗算（4）最大裂縫寬度限值驗算裂縫寬度時，應(yīng)滿足Wlim:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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，見混凝土規(guī)范表3.4.5。6.受彎構(gòu)件裂縫寬度驗算的例題【例題】某辦公樓矩形截面簡支樓面梁，計算跨度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，混凝土強度等級為C25，混凝土保護層厚c=25mm，箍筋直徑為8mm,裂縫寬度限值為0.3mm，試驗算裂縫寬度?！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）計算deq受力鋼筋為同一種直徑，故deq=di/=25/1.0=25mm。（2）計算Mq、Ate、ρte、σsk、ψ，Mgk,Mqk計算過程略Mq=Mgk+ψqMqk=74.48+0.4×12.15=79.335kN·mAte=0.5bh=0.5×200×450=45000mm2（3）計算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，采用細而密的鋼筋，

則會增大鋼筋表面積，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；提高混凝土強度等級；增大構(gòu)件截面尺寸；減小混凝土保護層厚度。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，混凝土保護層厚度應(yīng)同時考慮耐久性和減小裂縫寬度的要求。除結(jié)構(gòu)對耐久性沒有要求，而對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