不同规范钢筋混凝土受弯构件的裂缝计算比较

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发布时间：2021-09-06

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不同规范钢筋混凝土受弯构件的裂缝计算比较
吴立鹏，范伟，曾丽萍
(武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉4300231
摘要：该文分析了不同行业规范的裂缝计算公式的异同，并通过工程算例，得出不同规范的计算裂缝宽度存在较大差异，为设
计人员进行混凝土结构设计时提供参考。
关键词：规范；裂缝；受弯构件
中图分类号：TU375 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2012)06—0288—03
O 引言
钢筋混凝土受弯构件是钢筋混凝土结构中的最
为普通的受力构件。除需进行承载能力计算外，还应
根据使用功能和外观要求，进行正常使用极限状态
验算．其中对受力裂缝宽度的验算是其中一项重要
的计算内容。裂缝宽度计算的方法很多，不同的规
范采用不同的计算公式。国内公路桥涵结构的钢筋
混凝土结构采用了偏于统计分析的计算方法，水工
和建工的钢筋混凝土结构的计算方法是基于滑移理
论建立的。在同样的工程条件下，采用不同的规范
中的计算公式进行计算，得到的计算结果相差较大。
为了方便设计人员了解各行业规范在此方面的差
异．更好地不同功能和使用条件下的结构构件进行
设计，本文对《水工混凝土结构设计规范》(SL191—
2008) ”、《给水排水工程构筑物结构设计规范》
(GB50069—2002)[21、《混凝土结构设计规范》
(GB50010—2010)p]、《公路钢筋混凝土及预应力混凝
土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)t41四种钢筋混凝
土结构设计规范中有裂缝计算内容进行分析比较，
为设计人员进行混凝土结构设计提供参考。
1 不同规范的裂缝计算公式
钢筋混凝土产生裂缝的原因很多，本文讨论的
裂缝是仅指由荷载效应的直接作用引起的裂缝。在
钢筋混凝土受弯构件中，裂缝出现前，混凝土及钢筋
的应力沿构件长度基本上是均匀分布的，当构件荷
载继续增加。混凝土的拉应力也逐渐增大，当其拉应
力达到其抗拉强度时，在构件上最薄弱的截面上将
出现裂缝。裂缝出现后，开裂截面处的混凝土退出
工作，应力为零，钢筋负担全部拉力，产生应力突变。
收稿日期：2012一O1—17
作者简介：吴立鹏(1974一)，男，湖北天门人，高级工程师，从事
市政、岩士及民用建筑工程设计和研究工作。
钢筋和混凝土应力的变化使钢筋和混凝土之间的产
生粘结力和相对滑移。裂缝宽度即混凝土在开裂截
面的回缩量，为裂缝出现后钢筋与外围混凝土在裂
缝间距之间的相对滑移总和．或者说为两者在两条
裂缝间距间的伸长差值。
为计算裂缝宽度，各个规范均给出了裂缝宽度
的计算公式。
1．1 水工混凝土结构设计规范的计算公式
水工混凝土结构设计规范规定最大裂缝宽度
wm 的计算公式为：
w～： (30+c+0．07 (1)
s Pt。
式中：考虑构件受力特征和荷载长期作用的综
合影响系数，对受弯和偏心受压构件，
取a=2．1；对偏心受拉构件，取取a=2．4；
对轴心受拉构件，取a=2．7；
— — 按荷载标准值计算的构件纵向受拉钢
筋应力：
E — — 钢筋的弹性模量；
c— — 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边
缘的距离：
d— — 钢筋直径：
p。 —— 纵向受拉钢筋的有效配筋率。
1．2 给水排水工程构筑物结构设计规范的计算公式
给水排水工程构筑物结构设计规范规定最大裂
缝宽度w一的计算公式为：
=1．8 r1．5c+0．1l~d)(1
- ,1-O／1) (2)
5 P
式中： —— 裂缝间受拉钢筋应力不均匀系数；
— — 按长期效应准永久组合作用计算的截
面纵纵向受拉钢筋应力；