受弯构件的裂缝控制-建筑结06课件讲解

受弯构件的裂缝控制《建筑结构》主讲教师：张爱莲1.裂缝的产生原因钢筋混凝土构件产生裂缝的原因很多，主要有以下两个方面：（1）由于间接作用引起的裂缝，如基础不均匀沉降、构件混凝土收缩或温度变化等。对于因基础不均匀沉降、构件混凝土收缩或温度变化等外加变形或约束引起的裂缝，主要是通过采用合理结构方案、构造措施来控制。（2）荷载(直接作用)引起的裂缝，如受弯、受拉等构件的垂直裂缝，受弯构件的斜裂缝。试验结果表明，只要能满足斜截面承载力计算要求，并相应配置了符合计算及构造要求的腹筋，则构件的斜裂缝宽度不会太大，能满足正常使用要求。本质原因混凝土抗拉强度低2.裂缝的危害钢筋混凝土梁是在带裂缝状态下工作的，裂缝的出现和一定限度的开展并不意味着构件的破坏，但有一定的危害性：裂缝开展宽度过大，大气中的水汽和侵蚀性气体进入裂缝，引起主筋锈蚀，使主筋有效截面积减小，导致构件强度降低；由于冰冻和水化作用，日久会影响构件的耐久性，缩短构件使用寿命。3.裂缝的出现、分布和开展M<Mcr时，钢筋与混凝土粘结无破坏，纯弯段各截面拉应变均匀分布；继续增加，裂缝开展。裂缝出现及开展的过程M=Mcr时，钢筋与混凝土粘结无破坏，纯弯段各截面拉应变均匀分布；M=Mcr+ΔM，时，出现第二批裂缝，裂缝之间混凝土应力达到f

tk，

裂缝间距在l~2l之间，“裂缝出现阶段”；4.裂缝的宽度控制《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）将正截面的受力裂缝控制等级划分为三级：（1）一级：严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。（2）二级：一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。（3）三级：允许出现裂缝的构件，按荷载效应准永久组合，并考虑长期作用影响计算时构件的最大裂缝宽度ωmax，不应超过下页表中规定的最大裂缝宽度限值ωlim。即：ωmax≤ωlim

注：上述一级、二级裂缝控制属于构件的抗裂能力控制，对于一般的钢筋混凝土构件来说，在使用阶段都是带裂缝工作的，故按三级标准来控制裂缝宽度。结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值（mm）环境类别钢筋混凝土结构预应力混凝土结构裂缝控制等级wlim裂缝控制等级wlim一三级0.30（0.40）三级0.20二a0.200.10二b二级——三a、三b一级——注：对处于年平均湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值。

5.最大裂缝宽度及其验算（1）确定最大裂缝宽度的方法（2）最大裂缝宽度的计算最大裂缝宽度由平均裂缝宽度乘以扩大系数τ得到各种构件正截面最大裂缝宽度计算公式为:式中：c——混凝土保护层厚度，当c<20mm时，取c=20mm符号意义同前，当裂缝宽度演算时<0.01时,取=0.01；——构件受力特征系数；轴心受拉构件：偏心受拉构件：受弯构件和偏心受压构件：deq——纵向受拉钢筋的等效直径（mm）。（3）最大裂缝宽度验算（4）最大裂缝宽度限值验算裂缝宽度时，应满足Wlim:《混凝土结构设计规范》规定的允许最大裂缝宽度。最大裂缝宽度限值，主要考虑外观要求和耐久性要求，以后者为主。最大裂逢宽度限值，见混凝土规范表3.4.5。6.受弯构件裂缝宽度验算的例题【例题】某办公楼矩形截面简支楼面梁，计算跨度l0=6.0m，截面尺寸b×h=200×450mm，承受恒载标准值gk=16.55kN/m（含自重）,活荷载标准值qk=2.7kN/m，纵向受拉钢筋为325，混凝土强度等级为C25，混凝土保护层厚c=25mm，箍筋直径为8mm,裂缝宽度限值为0.3mm，试验算裂缝宽度。【解】As=1473mm2，h0=405mm（纵筋排一排），ftk=1.78N/mm2，Es=2×105N/mm2，活荷载准永久值系数ψq=0.4，γ0=1.0，cs=25+8=33mm（1）计算deq受力钢筋为同一种直径，故deq=di/=25/1.0=25mm。（2）计算Mq、Ate、ρte、σsk、ψ，Mgk,Mqk计算过程略Mq=Mgk+ψqMqk=74.48+0.4×12.15=79.335kN·mAte=0.5bh=0.5×200×450=45000mm2（3）计算wmax，并判断裂缝是否符合要求。=0.156mm＜wlim=0.3mm裂缝宽度满足要求7.影响裂缝宽度的主要因素1纵向钢筋的应力：裂缝宽度与钢筋应力近似呈线性关系。2纵筋的直径：当构件内受拉纵向钢筋截面总面积相同时，采用细而密的钢筋，

则会增大钢筋表面积，因而使粘结力增大，裂缝宽度变小。3纵筋表面形状：带肋钢筋的粘结强度较光圆钢筋大得多，可减小缝度宽度。4纵筋配筋率：构件受拉区的纵筋配筋率越大，裂缝宽度越小。8.减小裂缝宽度的措施增大钢筋截面面积；在钢筋截面面积不变的情况下，采用较小直径的钢筋；提高混凝土强度等级；增大构件截面尺寸；减小混凝土保护层厚度。注：采用较小直径的变形钢筋是减小裂缝宽度最有效的措施。需要注意的是，混凝土保护层厚度应同时考虑耐久性和减小裂缝宽度的要求。除结构对耐久性没有要求，而对表面裂缝造成的观瞻有严格要求外，不得为满足裂缝控制要求而减小混