沈阳电吹风价格联盟

裂缝宽度怎么验算,来了解一下这些要点吧!

只看楼主 收藏 回复
  • - -
楼主
  通州万国城MOMA

裂缝宽度验算顾名思义,是指在各种作用下对建筑物产生裂缝宽度的计算。

今天邱老师就给大家汇总一下这一块的要点!

首先还是老生常谈的,大家要熟悉一下我们的学习体系和路径,深入理解规范体系,才谈得上“按规范执行”。

工程概念

混凝土结构设计规范[2015修订] > 3 基本设计规定 > 3.4 正常使用极限状态验算

3.4.5 结构构件应根据结构类型和本规范第3.5.2条规定的环境类别,按表3.4.5的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值ωlim。

表3.4.5 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值(mm)

注:

1 对处于年平均相对湿度小于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;

2 在一类环境下,对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.20mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.30mm;

3 在一类环境下,对预应力混凝土屋架、托架及双向板体系,应按二级裂缝控制等级进行验算;对一类环境下的预应力混凝土屋面梁、托梁、单向板,应按表中二a类环境的要求进行验算;在一类和二a类环境下需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁,应按裂缝控制等级不低于二级的构件进行验算;

4 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝【控制】验算应符合本规范第7章的有关规定;

5 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;

6 对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;

7 表中的最大裂缝宽度限值为用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。

混凝土结构设计规范[2015修订]GB 50010-2010 > 7 正常使用极限状态验算 > 7.1 裂缝控制验算

7.1.2 在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中,按荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算:

Cs—最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)(20~65mm)

ρte—按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;对无粘结后张构件,仅取纵向受拉普通钢筋计算配筋率;ρte≤0.01。

deq—受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);对无粘结后张构件,仅为受拉区纵向受拉普通钢筋的等效直径(mm);

di—受拉区第i种纵向钢筋的公称直径;对于有粘结预应力钢绞线束的直径取为

,其中dp1为单根钢绞线的公称直径,n1为单束钢绞线根数;

ni—受拉区第i种纵向钢筋的根数;对于有粘结预应力钢绞线,取为钢绞线束数;

机理

条文说明(摘):

(1)对预应力钢筋,参照欧洲混凝土桥梁规范ENV1992—2(1996)的规定,给出了正文表7.1.2—2的钢筋相对粘结特性系数。对有粘结的预应力筋di的取值,可按照di=4Ap/up求得,其中up本应取为预应力筋与混凝土的实际接触周长;

(2)当混凝土保护层厚度较大时,虽然裂缝宽度计算值也较大,但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此,对混凝土保护层厚度较大的构件,当在外观的要求上允许时,可根据实践经验,对本规范表3.4.5中所规定的裂缝宽度允许值作适当放大。

(3)对混凝土保护层厚度较大的梁,国内试验研究结果表明表层钢筋网片有利于减少裂缝宽度。本条建议可对配制表层钢筋网片梁的裂缝计算结果乘以折减系数,并根据试验研究结果提出折减系数可取0.7。

(4)本次修订根据国内多家单位科研成果,在本规范裂缝宽度计算公式的基础上,经过适当调整ρte、deq及σs值计算方法,即可将原规范公式用于计算无粘结部分预应力混凝土构件的裂缝宽度。

规范

无粘结预应力混凝土结构技术规程 JGJ 92-2016 > 3 基本规定 > 3.1 一般规定

3.1.9 无粘结预应力混凝土结构构件正截面裂缝控制验算时,裂缝控制等级、荷载引起的混凝土拉应力限值和最大裂缝宽度限值应符合表3.1.9的规定;斜截面裂缝【控制】验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。正截面的受力裂缝控制等级可分为三级,等级划分及要求应符合下列规定:

表3.1.9 无粘结预应力混凝土构件的裂缝控制等级、混凝土拉应力限值及最大裂缝宽度限值

混凝土结构耐久性设计规范 GB/T 50476-2008 > 3 基本规定 > 3.5 构造规定

3.5.4 在荷载作用下配筋混凝土构件的表面裂缝最大宽度计算值不应超过表3.5.4中的限值。对裂缝宽度无特殊外观要求的,当保护层设计厚度超过30mm时,可将厚度取为30mm计算裂缝的最大宽度。

表3.5.4 表面裂缝计算宽度限值(mm)

注:

1 括号中的宽度适用于采用钢丝或钢胶线的先张预应力构件;

2 裂缝控制等级为二级或一级时,按现行国家标准《混凝土设计规范》GB 50010计算裂缝宽度,部分预应力A类构件或全预应力构件按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计范围》JTG D62计算裂缝宽度。

3 有自防水要求的混凝土构件.其横向弯曲的表面裂缝计算宽度不应超过0.20mm;

条文说明:

3.5.4 本条所指的裂缝为荷载造成的横向裂缝。不包括收缩和温度等非荷载作用引起的裂缝。表3.5.4中的裂缝宽度允许值,更不能作为荷载裂缝计算值与非荷载裂缝计算值两者叠加后的控制标准。控制非荷载因素引起的裂缝,应该通过混凝土原材料的精心选择、合理的配比设计、良好的施工养护和适当的构造措施来实现。

表面裂缝最大宽度的计算值可根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010或现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相关公式计算,后者给出的裂缝宽度与保护层厚度无关。

3.5.4 研究表明,按照规范 GB50010公式计算得到的最大裂缝宽度要比国内外其他规范的计算值大得多,而规定的裂缝宽度允许值却偏严。增大混凝土保护层厚度虽然会加大构件裂缝宽度的计算值,但实际上对保护钢筋减轻锈蚀十分有利,所以在JTGD62中,不考虑保护层厚度对裂缝宽度计算值的影响。

此外,不能为了减少裂缝计算宽度而在厚度较大的混凝土保护层内加设没有防锈措施的钢筋网,因为钢筋网的首先锈蚀会导致网片外侧混凝土的剥落,减少内侧箍筋和主筋应有的保护层厚度,对构件的耐久性造成更为有害的后果。荷载与收缩引起的横向裂缝本质上属于正常裂缝,如果影响建筑物的外观要求或防水功能可适当填补。

公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 > 6 持久状况正常使用极限状态计算 > 6.4 裂缝宽度验算

6.4.3 矩形、T形和I形截面钢筋混凝土构件及B类预应力混凝土受弯构件,其最大裂缝宽度Wfk可按下列公式计算:

公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG/T B07-01-2006 > 4 设计要求 > 4.3 结构构造和裂缝宽度限制

4.3.10 混凝土表面裂缝的计算宽度,不宜超过表4.3.10所示的允许值。

注:有自防水要求的混凝土横向弯曲裂缝,表面裂缝的宽度不宜超过0.25mm。

公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG/T B07-01-2006 > 4 设计要求

条文说明:

4.3.10 室内与野外试验均表明,混凝土表面的宏观裂缝宽度只要不是过大(0.4mm以内),对钢筋碳化锈蚀不会发生明显影响,只是裂缝截面上的钢筋发生局部锈蚀的时间会提前,但是这种局部锈蚀会较快停止,一直要等到保护层下的混凝土碳化和钢筋去钝后,才会一起进入钢筋锈蚀的稳定发展期。但预应力钢筋因能发生应力腐蚀,钢筋在氯盐环境下易发生局部坑蚀,一般认为应该较为严格地限制表面宏观裂缝的宽度。

增加保护层厚度,在同样荷载作用下的构件表面裂缝宽度将增大,但就防止裂缝截面上的钢筋发生锈蚀而言仍然有很大的好处。因此,不能因为表面裂缝宽度有所增加而限制增加保护层厚度。

水工混凝土结构设计规范DL/T 5057-2009 > 10 钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态验算 > 10.3 非杆件体系结构裂缝控制验算

10.3.3 对特别重要的或需控制内部裂缝的非杆件体系结构,宜采用钢筋混凝土非线性有限元法直接计算裂缝宽度与裂缝延伸范围。裂缝宽度限值按5.3.2采用。

对未能直接由钢筋混凝土非线性有限元方法计算得到裂缝宽度时,也可由钢筋混凝土非线性有限元方法计算出钢筋单元应力,按下列原则处理:

1 表面裂缝可通过限制表面第一层受拉钢筋的单元应力来控制裂缝宽度,在标准组合作用下的表面第一层受拉钢筋单元应力σsks宜符合下列规定:

式中:

σsks——在标准组合作用下,由钢筋混凝土有限元计算得到的第一层受拉钢筋的钢筋单元应力;

σsps——非杆件体系结构表面裂缝受拉钢筋单元应力限值,σsps宜根据裂缝宽度及保护层厚度的大小选取:裂缝宽度控制在0.1mm~0.3mm情况下,保护层厚度为50mm时,σsps不宜超过110N/mm2~160N/mm2;保护层厚度为100mm时,σsps不宜超过80N/mm2~140N/mm2;对四类环境和裂缝宽度要求小的取小值,对一类环境和裂缝宽度要求大的取大值,五类环境应作专门研究。

2 内部裂缝可通过钢筋网来控制裂缝宽度。在标准组合下,钢筋网的受拉钢筋的单元应力不宜超过120N/mm2。钢筋间距不宜超过200mm,钢筋网间距不宜超过1000mm。

条文说明:

水工混凝土结构设计规范DL/T 5057-2009 > 10 钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态验算 > 10.3 非杆件体系结构裂缝控制验算

10.3.3 对非杆件体系大体积混凝土结构,采用钢筋混凝土有限元法直接计算裂缝宽度与裂缝延伸范围是最为理想的。但目前由于硬件与软件的限制,只有平面问题可直接计算出裂缝分布与宽度,计算结果和实际符合较好,而空间问题难以得到理想的结果,因而宜采用以钢筋单元应力来控制裂缝宽度的方法。

地铁设计规范 GB 50157-2013 > 11 地下结构 > 11.6 结构设计

11.6.1 结构设计应符合下列规定:

1 地下结构设计应严格控制基坑开挖和隧道施工引起的地面沉降量,对由于土体位移可能引起的周围建、构筑物和地下管线产生的危害应进行预测,依据不同建筑物按有关规范、规程的要求或通过计算确定其允许产生的沉降量和次应力,并提出安全可靠、经济合理的技术措施。地面变形允许数值应根据现状评估结果,对照类似工程的实践经验确定;

2 地下结构应按施工阶段和正常使用阶段分别进行结构强度、刚度和稳定性计算。对于钢筋混凝土结构,尚应对使用阶段进行裂缝宽度验算;偶然荷载参与组合时,不验算结构的裂缝宽度;

3 普通钢筋混凝土结构的最大计算裂缝宽度允许值应根据结构类型、使用要求、所处环境和防水措施等因素确定;

4 处于一般环境中的结构,按荷载准永久组合并计及长期作用影响计算时,构件的最大计算裂缝宽度允许值,可按表11.6.1中的数值进行控制;处于冻融环境或侵蚀环境等不利条件下的结构,其最大计算裂缝宽度允许值应根据具体情况另行确定。

注:

1 当设计采用的最大裂缝宽度的计算式中保护层的实际厚度超过30mm时,可将保护层厚度的计算值取为30mm;

2 厚度不小于300mm的钢筋混凝土结构可不计干湿交替作用;

3 洞内潮湿环境指环境相对湿度为45%~80%。

条文说明:

11.6.1 第3款 普通钢筋混凝土结构的最大计算裂缝宽度允许值。

1 新版《混凝土结构设计规范》GB 50010放宽了裂缝计算的要求,对三级裂缝控制要求的钢筋混凝土构件(即允许出现裂缝的构件),采用荷载的准永久组合替代了上一版规范的标准组合来计算裂缝宽度,并调整了受弯、偏心受压构件受力特征系数的取值(由2.1调整为1.9)。

2 表11.6.1是根据耐久性要求提出的,考虑到地铁地下结构基本均设置有利于保护混凝土结构的防水层,且结构的厚度也比较大,因此本规范对于干湿交替条件下的裂缝宽度进行了有条件放宽,即:厚度不小于300mm的结构可不考虑干湿交替作用,最小裂缝宽度可按照洞内干燥环境或洞内潮湿环境条件下裂缝宽度0.3mm控制。

当有外观要求时,最大计算裂缝宽度允许值不应大于0.2mm。

3 当混凝土保护层厚度较大时,虽然裂缝宽度的计算值也较大,但从总体上看,较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的,故本规范规定,当设计采用的最大裂缝宽度计算式中保护层的实际厚度超过30mm时,可将保护层厚度的计算值取为30mm。

总结

1、裂缝宽度计算值,仅仅限于受弯,其他不包括。计算中细节跟工程类型有关。

2、【裂缝最大宽度限定值】,根据环境和工程类别有变化,但仅仅限于受弯计算结果相比。

3、裂缝有表面裂缝和内部裂缝;

4、思考:圆形截面(桩)如何计算裂缝宽度?


举报 | 1楼 回复