【文章內(nèi)容簡介】 的抗裂度驗(yàn)算 軸心受拉構(gòu)件即將出現(xiàn)裂縫時(shí)，其 st＝ ft， et＝ etmax，由于混凝土已發(fā)生較大的塑性變形，其變形模量 Ec’＝ 。因此，裂縫即將出現(xiàn)時(shí)，由于鋼筋與混凝土的共同變形，故鋼筋應(yīng)力可根據(jù)其應(yīng)變大小確定。根據(jù)截面上力的平衡條件可得： 為了便于與受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度計(jì)算公式相協(xié)調(diào)，可將鋼筋應(yīng)力近似取為： 第四節(jié) 鋼筋混凝土構(gòu)件抗裂度驗(yàn)算 tkEs fas ?所以 式中 N — 構(gòu)件即將開裂時(shí)的軸向力 (開裂軸向力 )； Ac — 混凝土的截面面積； As — 受拉鋼筋截面面積； A0 — 換算截面面積； aE—— 彈性模量比， aE =Es/Ec。 規(guī)范規(guī)定，軸心受拉構(gòu)件在荷載效應(yīng)短期與長期組合下，應(yīng)分別按下列公式進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算： 00AfN AfNtkc t lltkc t ss aa??式中 Ns、 Nl — 為按荷載效應(yīng)短期與長期組合計(jì)算的軸向力 act — 混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)， act＝ (短期組合 )； act＝ (長期組合 ) 。 混凝土的極限拉應(yīng)變 etmax＝ ～ ，相應(yīng)的鋼筋應(yīng)力 ss＝ 20～ 30N／ mm2?？梢婁摻顚?gòu)件的抗裂度而言，所起作用并不大?？梢酝ㄟ^加大截面面積或提高混凝土強(qiáng)度等級來提高構(gòu)件的抗裂度，但提高的效果不大且經(jīng)濟(jì)代價(jià)較高；因此最根本的辦法是采用預(yù)應(yīng)力混凝土或纖維混凝土等其它措施。 x f h 0x f aEAs M ?mftk M ftk Asss sc sc x f h 0x f 二、受彎構(gòu)件的抗裂度驗(yàn)算 受彎構(gòu)件的狀態(tài)處于第 1應(yīng)力階段末時(shí)即將開裂，截面應(yīng)變分布符合平截面假定；受拉邊緣的應(yīng)變 et＝ etmax，應(yīng)力 st＝ ftk，其應(yīng)力分布因受拉區(qū)的塑性逐步變?yōu)榍€形，而受壓區(qū)應(yīng)力分布仍接近于三角形。 根據(jù)試驗(yàn)研究和理論分析，計(jì)算受彎構(gòu)件的開裂彎矩 Mf時(shí)，混凝土受拉區(qū)的應(yīng)力圖形可采用梯形，并假設(shè)塑化區(qū)高度占受拉區(qū)高度的一半。 為了便于計(jì)算，規(guī)范引入換算截面的概念，即將鋼筋面積 As按彈性模量比aE=Es/Ec換算成與混凝土具有相同彈性模量的混凝土面積 aE As ，并在保持開裂彎矩 M相等的條件下，將受拉區(qū)應(yīng)力圖形換算成直線分布的應(yīng)力圖形，此時(shí)，受拉邊緣應(yīng)力由 ftk換算為 ?mftk，其中 ?mftk 稱為截面抵抗矩塑性系數(shù)。 換算截面面積 A0按下式確定： 39。sEsEc AAAA aa ???00WfM tkmcr ??00WfM WfMtkmc t lltkmc t ss ?a ?a?? 利用材料力學(xué)公式，得出勻質(zhì)彈性材料的受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩的計(jì)算公式為： tkEtkss ffE as ?? 式中 ?m — 截面抵抗矩塑性系數(shù)，按規(guī)范的規(guī)定取用； W0 — 換算截面受拉邊的彈性抵抗矩， W0=I0/(h－ y0） ； y0 — 換算截面重心至受拉邊緣的距離； I0 — 換算截面對其重心軸的慣性矩。 引入混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)后，受彎構(gòu)件在荷載效應(yīng)的短期及長期組合下，按下列公式進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算： 應(yīng)注意的是， ?m除了與截面形狀有關(guān)外，還與截面高度 h、縱筋配筋率 r等有關(guān)。截面高度越大， ?m值越小。因此，計(jì)算 ?m時(shí)應(yīng)考慮截面高度的修正系數(shù)。通過試驗(yàn)研究，規(guī)范規(guī)定，截面高度修正系數(shù)與截面高度接近于反比雙曲線的關(guān)系；因此截面高度影響的修正系數(shù) ≤ ah＝ +300／ h≤，其中 h以 mm計(jì)且h≤3000mm。 h h f h’ f b’f bf b aEA’s aEAs ftk sc Asss A’ss’s N ?mftk e 三、偏心受壓構(gòu)件的抗裂度驗(yàn)算 可利用換算截面的概念，按材料力學(xué)的公式進(jìn)行偏心受壓構(gòu)件的抗裂度驗(yàn)算。偏心受壓構(gòu)件受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)變梯度較大，塑化效應(yīng)比較充分，因而其截面抵抗矩塑性系數(shù) ?m較大；但考慮簡化計(jì)算，其 ?m可偏安全地取為受彎構(gòu)件的 ?m；因此在荷載效應(yīng)的短期及長期組合下，偏心受壓構(gòu)件應(yīng)分別按下列公式進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算： )WAe(WAfN)WAe(WAfNltkmc t Llstkmc t ss0000000000 ?? ?? ?a ?a式中 Ns、 Nl — 按荷載效應(yīng)短期及長期組合計(jì)算的軸向壓力值； e0 — 軸向力偏心距；短期組合（長期組合）時(shí) e0＝ Ms/Ns （ e0＝ Ml/Nl ）。 四、偏心受拉構(gòu)件的抗裂度驗(yàn)算 偏拉構(gòu)件受拉區(qū)的應(yīng)變梯度介于受彎構(gòu)件與軸拉構(gòu)件之間，也即偏心受拉構(gòu)件的截面抵抗矩塑性系數(shù) ≤?pl≤?m； 為了計(jì)算簡便，可以認(rèn)為 ?pl隨截面的平均拉應(yīng)力 sl＝ N/A0按線性規(guī)律在 1與 ?m之間變化。偏心受拉構(gòu)件的截面抵抗矩塑性系數(shù)可按下列公式確定： 短期組合 長期組合 在荷載效應(yīng)的短期組合與長期組合下，偏心受拉構(gòu)件截面受拉邊緣即將開裂時(shí)的最大拉應(yīng)力可分別按下列公式進(jìn)行計(jì)算： 0011AfN)(AfN)(tklmmpl ltksmmpl s????????????)WAe(WAfN)WAe(WAfNmltkmc t Llmstkmc t ss0000000000 ??a ??a ?? ?? 式中 Ns、 Nl — 按荷載效應(yīng)短期及長期組合計(jì)算的軸向拉力； e0 — 軸向拉力的偏心距。 短期組合（長期）時(shí) e0＝ Ms/Ns（ e0＝ Ml/Nl ）。 一、裂縫產(chǎn)生的原因及控制裂縫開展的措施 1. 裂縫成因分析 鋼筋混凝土構(gòu)件在各種外荷載或內(nèi)應(yīng)力的作用下，其混凝土上產(chǎn)生了拉、壓、剪各種應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即產(chǎn)生裂縫。 混凝土材料的破壞不同于延性材料的先屈服后斷裂，而是表現(xiàn)出脆性斷裂性能，所以混凝土一旦超過其抗拉強(qiáng)度， 即出現(xiàn)具有一定寬度和深度的裂縫。 2. 裂縫分類 第五節(jié) 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫開展寬度的驗(yàn)算 a. 按裂縫的產(chǎn)生時(shí)間 b. 按裂縫的產(chǎn)生原因 c. 按裂縫的開展形態(tài) 施工期間裂縫 使用期間裂縫 非受力裂縫 受力裂縫 垂直裂縫 水平裂縫 斜裂縫 a．荷載作用引起的裂縫 當(dāng)由荷載效應(yīng)產(chǎn)生的主拉應(yīng)力沿著構(gòu)件的軸線并超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生正截面裂縫。而當(dāng)主拉應(yīng)力與構(gòu)件的軸線斜交時(shí)，即產(chǎn)生與主拉應(yīng)力方向正交的斜裂縫。只要是荷載達(dá)到一定的數(shù)值，則構(gòu)件產(chǎn)生裂縫是很正常的。 b． 混凝土收縮引起的裂縫 由水泥膠凝體凝縮和失水干縮而引起混凝土的收縮，當(dāng)混凝土變形受到各種約束時(shí)，常使混凝土產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫－收縮裂縫 。 c．溫度引起的裂縫 內(nèi)外原因常在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的較大熱量，當(dāng)這種熱量不能很快地散發(fā)，則將造成結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便將產(chǎn)生裂縫。 d．基礎(chǔ)沉降引起的裂縫 基礎(chǔ)的不均勻沉降勢必在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生不均勻沉降裂縫。 e．混凝土塑性沉降引起的裂縫 在施工早期，混凝土處于塑性狀態(tài)，由于骨料的下沉受到鋼筋的阻隔，造成鋼筋兩側(cè)與鋼筋處混凝土的沉降差，由此可能引發(fā)順筋方向的表面裂縫。 f．混凝芒 中堿與骨料化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫 堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的堿 — 硅酸鹽凝膠吸水而產(chǎn)生膨脹，體積膨脹將產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生裂縫。 g．鋼筋的嚴(yán)重