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基于中美规范的钢筋混凝土构件裂缝控制(论文).pdf

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l工程建设与设计 JConstruction&Des ForProject 基 于 中 美 规 范 的 钢 筋 混 凝 土 构 件 裂 缝 控 制 Reinforced Concrete Structures CrackControl Based Sino.US Specification 冯 涛华 ,吴旭 旺 。 (中交第二航务工程勘察设计院有限公司,武汉 430071) FENG Tao-hua,WUXu-wang (CCCCSecondHarborConsultantsCo.Ltd.,Wuhan 430071,China) 【摘 要】针对中美两国规范关于钢筋混凝土构件裂缝控制标准、裂缝宽度计算原理和公式进行了比较分析,并以实际算例对 上述各规范的钢筋混凝土构件裂缝宽度计算结果进行了比较,并比较了各规范允许的裂缝宽度。结果表明,现行美国规范以控制 钢筋间距来控制裂缝的做法,国内设计基本都能满足要求,而我国现行规范对裂缝的控制较严,计算标准偏安全 【Abstract】AccordingtoChineseandAmericannormsonreinforcedconcretecomponentscrackcontrolstandards。principlesandformulas crackwidthwere comparedand analyzed,and practical examples of reinforced concrete s~uctures crackwidth of each ofthe above specification results WOl'e compared,and compare the crack width of each specification allows.The results showed that the current specificationstocontrolthespacingoftheUnitedStatestocontrol[hecrackofpractice,designedtomeetthebasicdomesticrequirements,and ourcurrentnormsmorestrictcontrolofthecracks,calculatestandarddeviationsecurity. 【关键词】中美规范;钢筋混凝土构件;裂缝控制;标准 【Keywords】ChinaandtheUSnorms;constructedofreinforcedconcrete;crackcontrol;standard 【中图分类号】TU375 【文献标志码】B 【文章编号】1007-9467(201 5)08-0050-02 [DOff 10.13616/j.cnki.gejsysj.2015.08.010 1 引 言 近 年 来 ,我 国 正 在 建 筑 工程 中 大 力 推 广 应 用 400MPa,500MPa强度的高强钢筋,但在混凝土内部,存在着很 多微裂缝,这些裂缝本身不会对结构造成损害,在荷载或温差 作用下,高强钢筋的使用会增高钢筋使用应力,导致微裂缝不 断扩展和连通 ,进而演变成用肉眼可见的不同形式的裂缝 ,最 终使结构无法满足正常使用[1]。为保证钢筋混凝土结构的安全 性、耐久性和实用性 ,国内外针对钢筋混凝土结构的开裂和裂 缝问题研究颇多,国内外不同混凝土结构设计规范也对混凝 土构件的裂缝控制方法进行了规范,并限制了裂缝宽度 ,同 【作者简介】冯涛华(1983一),男,湖北宜昌人,工程师,从事结构工 程设计与研究。(电子信箱)536831 O0@qq,corn。 50 时,近几年,一些规范颁布了修订后的规范 ,进一步修改和补 充了关于裂缝控制方面对裂缝宽度计算的公式,为钢筋混凝 土结构的设计提供了必要依据。本文对我国和美国的混凝土 结构设计规范有关裂缝控制的规定进行了系统的比较研究, 以供参考。 2 中 国 与 美 国 的 裂 缝 控 制 标 准 我国现行 《混凝土结构设计规范》(GB 50010---2010)采 用了以概率理论为基础的极限状态设计法,对于结构构件的 可靠度则以可靠度指标度量 ,裂缝宽度计算主要以裂缝理论 为指导,并结合大量试验结果得到的半理论半经验公式 ,要求 最大裂缝宽度计算值不超过规定限制田。《混凝土结构设计规 范》要求根据环境类别确定相应裂缝控制等级和最大裂缝宽 度限值,并按照规定验算钢筋混凝土构件正截面裂缝宽度。混 凝土结构的环境类别主要分为 5个类别 ,一类为室内正常环 境,在该环境下,裂缝控制等级为三级,最大裂缝宽度限值 W~m=0.3mm,对于平均相对湿度 <60%地 区的受 弯构件 陆 0.4ram,对于钢筋混凝土屋架 、托架以及需要作废验算的吊车 梁,wtm=0.2mm,对于钢筋混凝土屋面粱, 0.3mm;~--类为室 内潮湿环境、(非)严寒和寒冷地区的露天环境等 ,裂缝控制等 级为三级 , 。 =o.2mm;--~类为冰盐、季水位变动、海滨环境,裂 缝控制等级为三级, O.2mm;对于四类的海水环境和五类 的受侵蚀l生物质影响自 ,其 要符合专门规定[31。 美国关于建筑混凝土结构的规范主要以可靠度理论为基 础 ,采用的设计表达式无分项系数 ,在设计用荷载和设计用材 料强度取值水准方面以及可靠度表达方式方面与我国规范有 着一定区别。早期的美国规范 ACI318也是直接计算裂缝宽度 的,并且允许对裂缝宽度进行比较 ,但由于混凝土开裂以及裂 缝宽度有一定的随机性 ,所以直接计算裂缝宽度不够准确,无 法将裂缝的实际宽度计算出来。从 ACI3 18--99起取消了区别 对待室内、室外的作法,开始通过钢筋间距对混凝土裂缝进行 控制,规范认为在普通环境条件下,混凝土裂缝宽度控制与耐 久性并无显著相关性嗍。规范 ACI3 1 8—99中基于混凝土受拉 底面的最大裂缝宽度 WⅡm=
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