第五章小结-广东水利电力职业技术学院

第五章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算0.1概述结构构件除应满足承载能力极限状态的需求外，还应满足正常使用极限状态的要求，以保证其适用性和耐久性。对于钢筋混凝土结构构件，裂缝的出现和开展将使构件刚度降低、变形加大、钢筋锈蚀。对某些构件，变形过大还将影响精密仪器的使用、吊车的运行、非结构构件的损坏。同时，当裂缝宽度和挠度达到一定限值后，有损结构美观，造成不安全感。因此，《规范》规定：（1）受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响进行计算，其计算值不应超过附表11规定的挠度限值limf。（2）钢筋混凝土构件正截面裂缝宽度应按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响进行计算，其值不应超过附表12中的最大裂缝宽度限值limw（单位为mm）。裂缝按其形成的原因可分成两大类：一类是由荷载引起的裂缝；另一类是由非荷载因素引起的裂缝，如材料收缩、温度变化、地基不均匀沉降等原因引起的裂缝。荷载裂缝是由荷载产生的主拉应力超过混凝土的抗拉强度引起的。本章关于裂缝宽度的验算，仅仅是指对荷载作用下的正截面裂缝宽度的控制。《规范》规定，混凝土结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级，等级的划分应符合下列规定：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。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；按荷载准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力。三级：允许出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过附表11规定的最大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件，根据其工作条件、钢筋种类，分别进行一级或二级或三级裂缝控制验算。钢筋混凝土构件是允许出现裂缝的构件，应按三级裂缝控制要求验算。荷载作用引起的裂缝宽度计算影响裂缝宽度的主要因素试验数据分析表明，影响裂缝宽度的主要因素有：1．受拉钢筋应力s：钢筋的应力值大时，裂缝宽度也大。在使用荷载作用下，用线性形式表达maxw与s的关系最为简单；2．钢筋直径d：当其他条件相同时，裂缝宽度随d的增大而增大；3．配筋率值：随值的增大裂缝宽度有所减小；4．混凝土保护层厚度c：当其他条件相同时，保护层厚度值越大，裂缝宽度也越大，因而增大保护层厚度对表面裂缝宽度是不利的。但另一方面，有研究表明，保护层越厚，在使用荷载下钢筋腐蚀的程度越轻。而实际上，由于一般构件的保护层厚度与构件高度比值的变化范围不大（/0.05~0.1ch），所以在裂缝宽度的计算公式中可以不考虑保护层厚度的影响；5．钢筋的表面形状：其他条件相同时，配置带肋钢筋时的裂缝宽度比配置光圆钢筋时的裂缝宽度小；6．荷载作用性质：荷载长期作用下的裂缝宽度较大；反复荷载作用下裂缝宽度有所增大；7．构件受力性质（受弯、受拉等）。研究还表明，混凝土强度等级（或抗拉强度）对裂缝宽度的影响不大。