第9章混凝土结构按变形和裂缝宽度验算

混凝土结构的裂缝验算与控制

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，也有施工方面的原因，以及塑性收缩、基础沉降、温度差异等等这些可控与不可控的各种因素产生的。各种因素导致混凝土结构不可避免地存在裂缝，而裂缝又是混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。标签：混凝土结构；环境类别；裂缝控制验算1、混凝土结构构件的环境类别与钢筋的混凝土保护层最小厚度

1.1结构构件的环境类别

结构所处环境是影响其耐久性的外因。环境类别是指混凝土暴露表面所处的环境条件，设计需根据实际情况确定适当的环境类别。所以在设计过程中要根据构件所处环境，指定环境类别采用不同的混凝土保护层厚度。如地下室外墙设计，室外迎水面属于二类环境，按《地下工程防水技术规范》GB50108第4.117条规定，防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50ram。对于一般的民用建筑工程（结构或构件有疲劳问题或混凝土环境类别为三、四、五类时除外）可参考《人民防空地下室设计规范》GB50038第4.11.5条规定的一般情况下可取地下室外墙迎土面的混凝土保护层最小厚度为40mm。但在海水环境或其他腐蚀介质等特殊环境中，可参照有关规范规定适当提高混凝土的保护层厚度。对于地下室外墙内表面，可考虑建筑外防水对混凝土环境类别的影响，按一类环境确定混凝土保护层厚度及裂缝控制宽度。对于所处环境受腐蚀性介质作用的工业与民用建筑结构构件，可参考《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008采取相关技术措施。

1.2钢筋的混凝土保护层最小厚度

钢筋的混凝土保护层厚度取值与裂缝的宽度直接相关。当混凝土保护层较大时，虽然裂缝宽度计算值也较大，但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此，对混凝土保护层较大的构件，当在外观的要求上允许时，可根据实践经验，对《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表3.4.5中规定的裂缝宽度允许值作适当放大。

混凝土结构的裂缝验算与控制

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，也有施工方面的原因，以及塑性收缩、基础沉降、温度差异等等这些可控与不可控的各种因素产生的。各种因素导致混凝土结构不可避免地存在裂缝，而裂缝又是混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。标签：混凝土结构；环境类别；裂缝控制验算1、混凝土结构构件的环境类别与钢筋的混凝土保护层最小厚度

1.1结构构件的环境类别

结构所处环境是影响其耐久性的外因。环境类别是指混凝土暴露表面所处的环境条件，设计需根据实际情况确定适当的环境类别。所以在设计过程中要根据构件所处环境，指定环境类别采用不同的混凝土保护层厚度。如地下室外墙设计，室外迎水面属于二类环境，按《地下工程防水技术规范》GB50108第4.117条规定，防水混凝土结构迎水面钢筋保护层厚度不应小于50ram。对于一般的民用建筑工程（结构或构件有疲劳问题或混凝土环境类别为三、四、五类时除外）可参考《人民防空地下室设计规范》GB50038第4.11.5条规定的一般情况下可取地下室外墙迎土面的混凝土保护层最小厚度为40mm。但在海水环境或其他腐蚀介质等特殊环境中，可参照有关规范规定适当提高混凝土的保护层厚度。对于地下室外墙内表面，可考虑建筑外防水对混凝土环境类别的影响，按一类环境确定混凝土保护层厚度及裂缝控制宽度。对于所处环境受腐蚀性介质作用的工业与民用建筑结构构件，可参考《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008采取相关技术措施。

1.2钢筋的混凝土保护层最小厚度

钢筋的混凝土保护层厚度取值与裂缝的宽度直接相关。当混凝土保护层较大时，虽然裂缝宽度计算值也较大，但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此，对混凝土保护层较大的构件，当在外观的要求上允许时，可根据实践经验，对《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表3.4.5中规定的裂缝宽度允许值作适当放大。

第九章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝

计算题参考答案

1． 承受均布荷载的矩形简支梁，计算跨度l0=4.0m，活荷载标准值qk=16kN/m，其准永久系数ψq=0.5，混凝土强度等级为C25，钢筋为HRB400级。环境类别为一类，安全等级为二级。试进行梁的截面设计，并验算梁的挠度。如混凝土强度等级改为C40，其他条件不变，重新计算并将结果进行对比分析。

解：根据跨度，初步选定截面尺寸为250mm×500mm。

可得恒载25.315.025.0250kgkN/m

活荷载16kq kN/m

8.1194)164.125.312.1(8181220qlM kN•m

查表可知C30以上时，梁的最小保护层厚度为25mm。故设a = 35mm，则

465355000hmm

由混凝土和钢筋等级查表，

得3.14cfN/mm2；300yf N/mm2；43.1tf N/mm2

0.11；8.01；55.0b

155.04652503.140.1108.11926201bhfMcs

bs17.0211

915.0211(5.0ss

故939465915.0300108.11960hfMAsysmm2

选用941(sA mm2）

26850025030043.145.045.0Affyt mm2<941 mm2

满足要求。 该用C40混凝土，配筋不变，计算其承载力。1.19cfN/mm2

127.04652501.190.194130001bhfAfcsy

8.122)127.05.01(127.04652501.190.1)5.01(2201bhfMcuKN•m

进行抗裂验算

⑴ 求kM和qM

5.944)1625.31(81)(81220lqgMkkk KN•m

钢筋混凝土结构辅导资料十四

主 题：第九章钢筋混凝土构件的变形和裂缝计算的辅导资料——钢筋混凝土受弯构件挠度验算；钢筋混凝土构件裂缝宽度验算。

学习时间：2014年12月29日－2015年1月4日

内 容：

这周我们学习第九章的第一部分，学习本章时，重要的是要搞清一些概念和原理，而对一些公式，例如截面弯曲刚度和裂缝最大宽度的计算公式以及一些系数的计算公式是不要求背的，但对这些系数的物理意义是要知道的。

一、学习要求

1．理解钢筋混凝土构件截面弯曲刚度的定义、基本表达式、主要影响因素以及裂缝间钢筋应变不均匀系数的物理意义；

2．掌握简支梁、板的挠度验算方法；

基本内容:

二、主要内容

根据钢筋混凝土结构物的某些工作条件以及使用要求，在钢筋混凝土结构设计中，除需要进行承载能力极限状态计算外，还应进行正常使用极限状态（即裂缝与变形）的验算，同时还应满足在正常使用下的耐久性的要求。

对结构构件进行变形验算和控制的目的是出于对结构的功能、非结构构件的损坏和外观的要求。结构构件产生过大的变形会损害甚至使构件完全丧失所应负担的使用功能，如吊车梁变形过大将使吊车轨道歪斜而影响吊车的正常运行；构件过度变形会引起非结构构件的破坏，如建筑物中脆性隔墙（如石膏板、灰砂砖等）的开裂和损坏很多是由于支承它的构件变形过大所致；构件出现明显下垂的挠度会使房屋的使用者产生不安全感。

我国《规范》将配筋混凝土结构构件裂缝控制等级划分为三级。

一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合进行计算时，钢筋混凝土构件的变形︑裂缝及混凝土结构的截面弯曲刚度的概念和定短期刚度Bs，裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，截最小刚度原则与挠度验算，影响Bs的主要因裂缝出现、分布和开展的机理

平均裂缝间距和平均裂缝宽度

最大裂缝宽度及其验算方法，影响裂缝宽度的主混凝土构件截面延性的概念

受弯构件的截面曲率延性系数，偏心受压构件截面曲率延混凝土结构耐久性的概念及其主要影响因素