钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的计算

钢筋混凝土构件裂缝宽度计算方法王元战;赵冲久;丁嵬;王军【摘要】裂缝宽度计算是混凝土裂缝控制的重要内容,由于相关影响因素很多,至今各国规范的裂缝宽度计算公式尚存在不小的差异。

文中分析国内外各种裂缝宽度计算理论中的几个代表性公式和有限元方法,通过实例计算对各种裂缝宽度计算公式与有限元方法和实验数据进行比较分析。

在荷载水平较低时各种方法的计算结果差异较小,与实验结果也比较吻合;在荷载水平较高时,各种方法计算结果差异较大,与实验结果差异更大。

最后,对现行《港口工程混凝土结构设计规范》采用的裂缝宽度计算公式提出了改进建议。

【期刊名称】《河南水利与南水北调》【年(卷),期】2008(26)4【总页数】6页(P111-116)【关键词】钢筋混凝土;裂缝宽度;计算方法【作者】王元战;赵冲久;丁嵬;王军【作者单位】天津大学建筑工程学院天津市港口与海洋工程重点实验室,天津300072;交通部天津水运工程科学研究院水工构造物检测诊断与加固技术实验室,天津300456;中交水运工程规划设计院有限公司,北京100007【正文语种】中文【中图分类】TU3751 基本参数的选择选取一简支梁为计算单元，计算跨度L0=6.00 m，净跨Ln=5.50m，均布荷载标准值qk=10 kN/m，截面尺寸高度×宽度=600mm×250mm，混凝土标号 C30，主筋5φ20（As=1570mm2），架立筋2φ16，箍筋φ8@200，钢筋保护层40 mm，露天环境，温暖地区。

2 最大裂缝限值2.1 《水工规范》最大裂缝限值《水工规范》规定，结构构件最大裂缝宽度限值与环境类别有关，其要求见表1。

表1 水工钢筋混凝土结构环境类别及最大裂缝宽度限值表环境类别环境条件最大裂缝宽度限值ωmin（mm）一室内正常环境 0.40二室内潮湿环境；露天环境；长期处于水下或地下的环境0.30三淡水水位变化区、有轻度化学侵蚀性地下水的地下环境；海水水下区 0.25四海上大气区；轻度盐雾作用区；海水水位变化区；中度化学侵蚀性环境 0.20五使用除冰盐的环境；海水浪溅区；重度盐雾作用区；严重化学侵蚀性环境 0.152.2 《公路规范》最大裂缝限值《公路规范》规定的结构构件最大裂缝宽度限值与环境类别见表2。

第八章混凝土构件变形和裂缝宽度验算一、填空题：1、钢筋混凝土构件的变形或裂缝宽度过大会影响结构的、性。

2、规规定，根据使用要求，把构件在作用下产生的裂缝和变形控制在。

3、在普通钢筋混凝土结构中，只要在构件的某个截面上出现的超过混凝土的抗拉强度，就将在该截面上产生方向的裂缝。

4、平均裂缝间距就是指的平均值。

5、平均裂缝间距的大小主要取决于。

6、影响平均裂缝间距的因素有、、、。

7、钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度是一个，它随着和而变化。

8、钢筋应变不均匀系数的物理意义是。

9、变形验算时一般取同号弯矩区段截面抗弯刚度作为该区段的抗弯刚度。

10、规用来考虑荷载长期效应对刚度的影响。

二、判断题：1、混凝土结构构件只要满足了承载力极限状态的要求即可。

（）2、混凝土构件满足正常使用极限状态的要为了保证安全性的要求。

（）3、构件中裂缝的出现和开展使构件的刚度降低、变形增大。

（）4、裂缝按其形成的原因，可分为由荷载引起的裂缝和由变形因素引起的裂缝两大类。

（）5、实际工程中，结构构件的裂缝大部分属于由荷载为主引起的。

（）6、引起裂缝的变形因素包括材料收缩、温度变化、混凝土碳化及地基不均匀沉降等。

（）7、荷载裂缝是由荷载引起的主应力超过混凝土抗压强度引起的。

（）8、进行裂缝宽度验算就是将构件的裂缝宽度限制在规允许的围之。

（）9、规控制温度收缩裂缝采取的措施是规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距。

（）10、规控制由混凝土碳化引起裂缝采取的措施是规定受力钢筋混凝土结构保护层厚度。

（）11、随着荷载的不断增加，构件上的裂缝会持续不断地出现。

（）L主要取决于荷载的大小。

（）12、平均裂缝间距cr是所有纵向受拉钢筋对构件截面的配筋率。

（）13、有效配筋率te14、平均裂缝宽度是平均裂缝间距之间沿钢筋水平位置处钢筋和混凝土总伸长之差。

（）15、最大裂缝宽度就是考虑裂缝并非均匀分布，在平均裂缝宽度的基础上乘以一个增大系数而求得的。

（ ）16、当纵向受拉钢筋的面积相等时，选择较细直径的变形钢筋可减小裂缝宽度。

混凝土结构基本原理知到章节测试答案智慧树2023年最新临沂大学绪论单元测试1.与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抗开裂能力（）。

参考答案:提高不多2.钢筋混凝土在正常使用荷载下( )。

参考答案:通常是带裂缝工作的3.在混凝土中配置受力钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载力和变形能力。

（）参考答案:对4.结构或构件的破坏类型有延性破坏和脆性破坏。

（）参考答案:对5.在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，减轻构件的自重。

（）参考答案:对第一章测试1.混凝土泊松比通常为（）。

参考答案:0.22.钢筋的塑性性能通过（）指标来衡量。

参考答案:冷弯性能;伸长率3.粘结性能的主要影响因素包括（）参考答案:混凝土强度;保护层;端部锚固措施;横向钢筋4.一般情况下混凝土强度等级不应低于C20。

（）参考答案:对5.一般情况下混凝土收缩值比膨胀值大。

（）参考答案:对第二章测试1.临时结构的使用年限为（）。

参考答案:5年2.结构设计规范中的钢筋材料的标准值（）平均值。

参考答案:低于3.结构功能函数大于0表示结构处于（）参考答案:可靠状态4.根据结构在施工和使用过程中的环境情况，结构设计状况可分为（）参考答案:地震设计状况;持久设计状况;短暂设计状况;偶然设计状况5.结构可靠指标越大则失效概率越小。

（）参考答案:对第三章测试1.钢筋混凝土受压构件矩形截面最小边长为（）。

参考答案:250mm2.螺旋箍筋柱提高受压承载力机理为（）。

参考答案:箍筋的约束作用3.钢筋混凝土受压构件全部纵筋配筋率不宜超过（）参考答案:5%4.以下何种情况不考虑螺旋箍筋柱的间接钢筋作用（）参考答案:间接钢筋的换算面积小于全部纵筋面积的1/4;构件长细比大于125.钢筋混凝土轴拉构件在混凝土开裂后刚度会下降。

（）参考答案:对第四章测试1.钢筋混凝土梁正截面强度计算中不考虑受拉混凝土的作用，因为（）参考答案:中和轴附近部分受拉混凝土承担的力矩很小2.作为受弯构件正截面承载力计算依据的是（）参考答案:Ⅲa状态3.作为受弯构件抗裂度计算依据的是（）参考答案:Ⅰa状态4.正截面承载力计算的基本假定之一为平截面假定,其主要作用是（）参考答案:由εc=εcu,确定εs值5.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据___形态建立的。

8．2．2 裂缝宽度计算理论对于裂缝问题，尽管自20世纪30年代以来各国学者做了大量的研究工作，提出了多种计算理论，但至今对于裂缝宽度的计算理论并未取得一致的看法。

这些不同观点反映在各国关于裂缝宽度的计算公式有较大差别。

但我们可以从这些不同的观点中理解和体会影响裂缝宽度的各种因素，为我们有效地控制构件的裂缝宽度提供理论基础。

从目前的裂缝计算模式上看，计算理论大致可以分为四类：第一类是经典的粘结—滑移理论；第二类是无滑移理论；第三类是一般裂缝理论；第四类是试验统计模式。

目前我国《混凝土结构设计规范》（GB50010）采用的是以一般裂缝理论为指导，结合大量试验结果而形成的裂缝计算公式。

而《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023）结合影响裂缝宽度的各主要因素分析，采用的是以试验统计得到的计算公式。

◆粘结-滑移理论粘结—滑移理论是由R. Saligar于1936年根据钢筋混凝土拉杆试验提出的，一种最早的裂缝理论，直至60年代中期这个理论还一直被广泛的接受应用。

这一理论认为，裂缝的开展是由于钢筋与混凝土之间不再保持变形协调，出现相对滑移而产生的。

因此裂缝宽度等于裂缝间距范围内钢筋和混凝土的变形差。

而裂缝的间距取决于钢筋与混凝土间粘结应力的大小与分布。

粘结应力越大，混凝土拉应力沿构件纵向从零增大到其极限抗拉强度所需的粘结传递长度会越短，裂缝的间距也就越短，裂缝宽度越小，此时裂缝“密而多”；反之，裂缝“疏而稀”，裂缝宽度越大。

由粘结—滑移理论得到的两个基本公式如下（如何根据以上条件推导出来的？）(8-2)(8-3)式中lm --平均裂缝间距；Wm--平均裂缝宽度；d --纵向受拉钢筋直径；ρte--（=As/Ate ）按有效受拉混凝土面积计算的配筋率；,--平均裂缝间距内钢筋和混凝土的平均拉应变。

Ate--有效受拉区混凝土的截面面积，对受弯构件，取二分之一截面高度以下的面积。

对于矩形截面, Ate=0.5bh；倒T形截面，则Ate=0.5bh-(bf-b)hf 。

钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝宽度计算分析作者：贾小飞钟运秋来源：《城市建设理论研究》2014年第03期摘要：总结了裂缝的分类和影响因素，列举了各个国家规范对连续箱梁桥裂缝宽度计算公式并进行对比。

通过实验，验证和分析《中国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中裂缝宽度计算理论。

关键字：裂缝，连续刚构桥，箱形截面，裂缝宽度计算中图分类号：TV543+.6 文献标识码： A0 引言连续刚构桥综合了T型钢构和连续梁的受力特点，将主梁做成连续梁体，并与薄壁桥墩固结，形成一种新型体系桥，得到了广泛应用。

然而，在实际桥梁服役中，钢筋混凝土结构常出现各种各样的裂缝，不仅影响桥梁的刚度、承载力和耐久性，而且又会给人一种不安全感。

1 裂缝1.1 裂缝的分类混凝土结构损伤和破坏一般都是从裂缝开始，所以对混凝土结构的损伤检测也要从裂缝的检测开始。

根据不同的前提条件，裂缝的分类不同。

按照产生外因可分为：荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、基础变形裂缝、钢筋锈蚀裂缝和冻胀裂缝；按照力学特性可分为：弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝、断开裂缝和局部应力裂缝；按照出现的位置，对箱形截面来说可分为：顶板裂缝、腹板裂缝、底板裂缝和横隔板裂缝[1]。

1.1 影响裂缝产生的因素混凝土结构裂缝产生原因很多，总的来说可分为两大类[2][4]：（一）外在荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝或者称受力裂缝，其裂缝的分布宽度与荷载大小有关。

（二）变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如温度变化等，这些因素引起结构变形受到限制时，结构内部就会产生拉应力，当此拉应力达到混凝土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一旦出现，变形得到释放，拉应力也就消失。

2 钢筋混凝土结构裂缝计算方法目前，国内外对于闭口箱型截面裂缝宽度计算的研究都是通过开口截面（例如矩形、T型和工字型）裂缝宽度计算近似得来的，并且，其中T型截面计算值比较接近箱梁裂缝真实值。

以下是不同国家地区裂缝宽度计算的规范公式。