2019年岩土工程师结构设计考点冲刺（七）

　　一、结构构件的裂缝控制要求

　　(一)产生裂缝的原因

　　引起构件产生裂缝的原因很多，但可归结为两大类：一类为荷载效应引起，称为受力裂缝;另一类是由外加变形或约束变形引起称为变形裂缝。

　　对受力裂缝主要通过构件抗裂度计算及构造加以控制，对于变形裂缝主要通过结构设计、构造措施及施工方法解决，如设伸缩缝、沉降缝，加强保温措施及加强混凝土养护，改进施工条件，减小混凝土的收缩等。

　　(二)裂缝的控制及裂缝控制等级

　　(1)裂缝控制的目的及荷载裂缝控制等级详见《复习教程》十七章第二节的有关阐述。

　　(2)对于由收缩及温度引起的裂缝，应控制钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距L满足《混凝土规范》的规定，即

　　L≤[L]

　　式中：[L]——《混凝土规范》规定的钢筋混凝土结构伸缩缝间距(m)，见《混凝土规范》表8.1.1。

　　(3)对于混凝土碳化引起的沿钢筋方向的裂缝，主要是控制保护层厚度C满足《混凝土规范》最小保护层厚度的要求。

　　(4)对地基不均匀沉降引起的裂缝，主要通过正确的选用地基处理及正确的基础方案、正确的基础设计解决。

　　二、影响受力裂缝的主要因素及最大裂缝宽度计算

　　(一)影响受力裂缝宽度的主要因素

　　实验结果表明，受力裂缝宽度与下列因素有关：

　　混凝土保护层厚度c,当c≥20mm时，裂缝间距及宽度将随c值增大而增大。

　　钢筋直径d，在其他条件相同的条件下选择细一点的钢筋，则裂缝宽度及间距将有所减小。

　　钢筋拉应力σsk,σsk越大，裂缝宽度越大。

　　有效受拉区配筋率ρte,ρte值越大，裂缝间距及宽度越小。

　　选用变形钢筋的裂缝比光圆钢筋的裂缝宽度小。

　　(二)最大裂缝宽度的计算

　　1.荷载标准组合下的平均裂缝间距

　　2.荷载标准组合下的平均裂缝宽度

　　平均裂缝宽度取决于平均裂缝之间的钢筋伸长与混凝土伸长的伸长差。

　　3.荷载标准组合下的最大裂缝宽度Wk，max

　　受弯构件： Wk，max=1.66Wm ，轴心受拉构件：Wk，max=1.9Wm

　　其中，系数1.66和1.9为考虑超越概率为5%的裂缝宽度分位值与平均裂缝宽度的比值。

　　4.考虑荷载长期作用影响的最大裂缝宽度Wk，max

　　Wk，max=1.5Wm

　　其中，1.5是考虑荷载长期作用影响的裂缝宽度扩大系数。

　　5.按荷载标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度

　　三、受弯构件的挠度验算

　　(一)短期刚度计算的基本假定与短期刚度

　　1.平截面假定

　　2.最小刚度的假定

　　在等截面钢筋混凝土受弯构件中的同号弯矩区段内，假定其刚度为常数，而且取该区段弯矩绝对值最大处的截面刚度，即最小刚度作为该区段的刚度。这一假定偏于安全，使计算大为简化。

　　(二)考虑荷载长期作用影响的长期刚度B与挠度验算

　　1.长期刚度B

　　按荷载短期效应组合并考虑荷载长期作用影响的“长期刚度”B，主要考虑了压区混凝土徐变的影响，以及拉区钢筋与混凝土粘结滑移徐变和混凝土收缩的影响，并用挠度增大系数θ来反映

　　2.受弯构件挠度验算

　　1)受弯构件挠度计算公式

　　【例】提高钢筋混凝土矩形截面受弯构件的弯曲刚度最有效的措施是：

　　A.增加构件截面的有效高度

　　B.增加受拉钢筋的配筋率

　　C.增加构件截面的宽度

　　D.提高混凝土强度等级

　　解：抗弯刚度与截面有效高度的平方成正比，因此增加构件截面的有效高度，是提高混凝土受弯构件抗弯刚度最有效的措施。

　　答案：A

　　【例】对于钢筋混凝土简支梁挠度验算的描述，不正确的是：

　　A.作用荷载应取标准值 B.材料强度应取标准值

　　C.对带裂缝受力阶段的截面弯曲刚度，按截面平均应变符合平截面假定计算

　　D.对带裂缝受力阶段的截面弯曲刚度，按截面开裂处的应变分布符合平截面假定计算

　　解：挠度验算为正常使用阶段，荷载和材料强度均应取标准值(荷载效应为荷载准永久值组合)。对于带裂缝受力阶段的混凝土梁，裂缝截面处与裂缝间截面，受拉钢筋的拉应变与压区边缘混凝土的压应变是不均匀的，截面的弯曲刚度Bs是根据各水平纤维的平均应变沿截面高度的变化符合平截面假定建立的。

　　答案：D