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2025-06-05 10:21本頁(yè)面
【正文】 r s rs vs??? 的一個(gè)函數(shù)，在恒定的裂縫間距 rs 下，鋼筋應(yīng)力比 ? 是裂縫中鋼筋應(yīng)力 s? 的函數(shù)。當(dāng)新的裂縫形成了，裂縫間距改變了，平均鋼筋應(yīng)力和鋼筋應(yīng)力比一起增加。增大的平均鋼筋應(yīng)力抵消了間距減小對(duì)結(jié)果的影響。裂縫間距對(duì)裂縫寬度的影響是非常小的，因?yàn)閼?yīng)力比和裂縫間距的乘積 rs? 似乎是依賴于裂縫間距的。由此得出結(jié)論：對(duì)計(jì)算裂縫寬度來(lái)說(shuō)，最重要的一個(gè)參數(shù)可能是裂縫斷面處的鋼筋應(yīng)力 s? 。這在 Gergely 和 Lutz 的公式中有所反映，在這個(gè)公式中，裂縫斷面處的鋼筋應(yīng)力是裂縫寬度的主要控制參數(shù)。從 1995 年起，美國(guó)的老規(guī)范 ACI 就是以 Gergely 和 Lutz的公式為基礎(chǔ)。在 1999 年， ACI 規(guī)范不再采用 Gergely 和 Lutz 的公式，而采用了由 Frosh創(chuàng)建的一個(gè)簡(jiǎn)化的裂縫模型。新規(guī)范 ACI 的重點(diǎn)放在對(duì)鋼筋間距的限制而不限制應(yīng)力的取值。另外，俄一個(gè)簡(jiǎn)化的模型已經(jīng)引起了重視，在這個(gè)模型中，內(nèi)部條件和外部條件是沒(méi)有差別的。上面已經(jīng)得出的結(jié) 果表明：近鋼筋處的裂縫寬度主要與鋼筋應(yīng)力有關(guān)，而與保護(hù)層厚度和鋼筋直徑?jīng)]有多大聯(lián)系，這篇論文中的方法好像和新規(guī)范 ACI 中的不同。 在很多規(guī)范中，例如： Eurocode 2 和 BBK 04，裂縫寬度的計(jì)算是基于裂縫間距和平均鋼筋應(yīng)力上的，并沒(méi)有考慮裂縫間距是如何影響平均鋼筋應(yīng)力的?？紤]到平均鋼筋應(yīng)力 16 15 主要受到裂縫間距的影響，對(duì)裂縫寬度來(lái)說(shuō)，后者是比較令人信服的。因?yàn)榱芽p間距主要隨保護(hù)層厚度而定，所以很多規(guī)范一般有一個(gè)錯(cuò)誤的理解：認(rèn)為保護(hù)層厚度影響裂縫寬度。由于存在那些原因，至于基本的適用性，規(guī)范根本達(dá)不到預(yù)期的 目標(biāo)。舉個(gè)例子：如果一個(gè)比較小的在允許范圍內(nèi)的裂縫被確定了，為了阻止腐蝕，比如說(shuō)是一個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)，規(guī)范可能建議工程師使用盡量小的保護(hù)層；或者，當(dāng)彎矩很大時(shí)，就在截面處配很多的鋼筋。 過(guò)高的估計(jì)了保護(hù)層厚度對(duì)裂縫寬度計(jì)算值的影響，尤其是對(duì)近鋼筋處裂縫特性的影響，這就表明不能過(guò)分地遵照規(guī)范?？赡芸梢杂媒⒃?Gergely 和 Lutz 和論文上一個(gè)公式，在這個(gè)公式中，保護(hù)層的厚度的影響不是很大。 實(shí)際上，單獨(dú)的一個(gè)鋼筋應(yīng)力可能是一個(gè)更簡(jiǎn)單更好的尺度去控制裂縫。裂縫截面處鋼筋應(yīng)力的上限可以作為暴露等級(jí)的一個(gè)函數(shù)。為了 控制裂縫，同時(shí)考慮到美觀，可能會(huì)控制鋼筋應(yīng)力的限值。 混凝土中的應(yīng)力 對(duì)于保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件，到鋼筋表面和自由面不同距離處的混凝土應(yīng)力如圖 14 所示?；炷翍?yīng)力是縱向的和鋼筋是平行的。裂縫處的鋼筋應(yīng)力是 100MPa。 當(dāng)鋼筋的應(yīng)力為 100MPa，到試件左邊的距離非常接近 處的混凝土的張應(yīng)力為 0，但是，近鋼筋處的一個(gè)區(qū)域有較小的張應(yīng)力存在，如圖 14 所示。進(jìn)一步研究結(jié)構(gòu)，剛開(kāi)始（ 和 ），應(yīng)力的分布是離散的；然后呈均勻分布狀態(tài)?？拷嚰醒耄嚯x試件左邊 處，張應(yīng)力或多或少的有些是相同的。 16 16 當(dāng)?shù)搅芽p的距離為 時(shí)，對(duì)于保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件來(lái)說(shuō)，混凝土的張應(yīng)力的分布是相似的。當(dāng)距離增大時(shí)，相對(duì)于大的試件，小試件的張應(yīng)力要大些。造成這種差異的主要原因是粘結(jié)應(yīng)力從鋼筋轉(zhuǎn)移到混凝土?xí)r，對(duì)于保護(hù)層為 70mm 的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，應(yīng)力分布在一個(gè)更大的區(qū)域。 在計(jì)算裂縫寬度 smw 時(shí)，減少總的混凝土張力，這樣就可以在平均鋼筋應(yīng)力的基礎(chǔ)上得到一個(gè)更加精確的裂縫寬度。當(dāng)鋼筋的膨脹減小時(shí)，在平均鋼筋應(yīng)力為 100MPa 的情況下，保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件的裂縫寬度分別為 和 ，如果鋼筋應(yīng)力變成 300MPa，那么，裂縫寬度也相應(yīng)的變成 和 。這些裂縫寬度和表2 中由 FEA 測(cè)得的裂縫寬度 sFw 非常相似，這也就解釋了鋼筋膨脹在某種意義上不影響裂縫寬度。然而還不能確定它是否對(duì)實(shí)際應(yīng)用有影響。 結(jié)論 （ a） FEA 是一種合適的方法來(lái)進(jìn)一步研究非線性對(duì)裂縫擴(kuò)張的影響。 （ b）研究結(jié)果表明：保護(hù)層厚度對(duì)近鋼筋處的裂縫寬度的影響是有 限的。 （ c）分析證明：鋼筋周圍的混凝土錐體的構(gòu)成以對(duì)裂縫的形成和裂縫寬度非常重要。 （ d）裂縫截面處的鋼筋應(yīng)力可能是預(yù)測(cè)銹蝕風(fēng)險(xiǎn)性的一個(gè)重要參數(shù)。 （ e）裂縫截面處鋼筋應(yīng)力的上限可以作為暴露等級(jí)的一個(gè)函數(shù)。 出處： 混凝土的研究， 2021,61 第一 期 二月份 23 頁(yè)至 34 頁(yè)
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