裂缝验算
裂缝验算计算书
裂缝验算项目名称_____________构件编号_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________一、设计资料构件类型：轴心受拉构件构件受力特征系数：αc r = 2.7截面尺寸：矩形截面b×h = 200mm×400mm ；光面钢筋的相对粘结特性系数：ν = 0.7受拉区纵筋根数、直径：4φ16 + 4φ0所以受拉区纵筋实配面积：A s = 804.25mm2外层受拉钢筋外边缘至底边的距离：c = 25.0mm 受压区纵筋实配面积：A s' = 0.00mm2纵向受拉钢筋合力点至截面近边距离：a s = 33.00mm有效高度：h0 = h-a s = 400 - 33.0 ＝367.0mm混凝土：C25 f ck = 16.70N/mm2f tk = 1.78N/mm2E c= 2.8×104N/mm主筋：HPB235(Q235)f y = 210N/mm2E s= 2.1×105N/mm按荷载效应的标准组合计算的轴力值：N k = 400kN200 4二、计算结果1．纵向受拉钢筋配筋率ρte有效受拉混凝土截面面积A te = 0.5b·h = 0.5×200×400 = 80000mm2按规范公式(8.1.2-4)，按有效受拉混凝土截面面积计算，纵向钢筋配筋率ρteρte = A sA te=62880000= 0.0100532．等效应力σsk按规范公式(8.1.3-1)，按荷载效应的标准组合计算，轴心受拉构件纵向受拉钢筋的应力σsk = N kA s=400000804= 497.36N/mm23．纵向受拉钢筋配筋率：ψ按规范公式(8.1.2-2)，得裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：ψ = 1.1 - 0.65f tkρteσsk= 1.1 - 0.65×1.780.010053×497.36= 0.8686 4．最大裂缝宽度：ωmax按规范公式(8.1.2-1)，得构件最大裂缝宽度：ωmax = αc r ψ σsk E s (1.9 c + 0.08d sk ρte ) = 1.2741mm。
裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施
8.2.5 裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施对裂缝宽度的限制，应从保证结构耐久性，钢筋不被锈蚀及过宽的裂缝影响结构外观，引起人们心理上的不安两个因素来考虑。
《混凝土结构设计规范》（GB50010）规定，钢筋混凝土构件在荷载的标准组合下，并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度，应符合下式规定：（8-20）式中w max——按荷载的标准组合并考虑长期作用影响计算的构件最大裂缝宽度，按式；w lim——裂缝宽度限值，根据构件所处的环境类别（表8-1）不同，裂缝宽度限值取表8-2中的值。
表8-1 混凝土结构的使用环境类别表8-2 混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值w lim (mm)《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023）规定，钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算，且不得超过以下规定的限值：一般环境0.20mm有气态、液态或固态侵蚀物质环境0.10mm这里，一般环境系指寒冷和严寒、无侵蚀物质影响的地面和水下及与土直接接触的环境；有气态、液态或固态侵蚀物质环境系指包括海水、使用除冰盐在内及工业污染的环境。
从影响裂缝宽度的主要因素以及两本规范的裂缝宽度计算公式中我们发现，当设计计算发现裂缝宽度超限，或要求减小裂缝宽度时，选择较细直径的钢筋及变形钢筋是最为经济的措施。
因为同样面积的钢筋，直径小则其周长与面积比就大，这就增大了钢筋与混凝土间的粘结力，采用变形钢筋亦是这个道理。
粘结力大，可使裂缝间距缩短，裂缝即多而密，裂缝间距内钢筋与混凝土之间的变形差就小，裂缝宽度减小。
但是，当采用上述措施仍不能满足要求时，亦可增大钢筋截面面积，从而增大截面的配筋率，减小钢筋的工作应力，减小平均裂缝间距；当然，有时也可采取改变截面形式及尺寸或提高混凝土强度等级等办法。
8.2.6 小结两本规范的裂缝宽度计算公式相差较大（见表8-3）。
从理论基础上看，《混凝土结构设计规范》（GB50010）采用一般裂缝理论，然后通过试验数据统计回归的方法确定其中的系数；《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023）公式则纯粹是建立在试验统计分析基础上的。
钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度验算
受压翼缘加强系数
3、钢筋应变不均匀系数
sm sk s sm s sk
钢筋应力不均匀系数 是反映裂缝间混凝土参加受拉工作 程度的影响系数。 越小，裂缝之间的混凝土协助钢筋抗拉的
作用越强。
1.1 0.65 ftk s sk te
sk分布图
1.1 0.65 ftk s sk te
sm sk
Sm cm cck
sm
cm
c
(
' f
Mk
0 )bh02Ec
cm
Mk
bh02 Ec
sm
Mk
Ash0 Es
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bs
Mk
M k h0
sm cm
cm
Mk
bh02 Ec
Bs
1
Ash02 Es
1
bh03 Ec
Bs
Es Ash02
E
E 0.2 6 E
1 3.5 f
Bs
1.15
Es Ash02 0.2
6E
1 3.5 f
1.1 0.65 ftk s sk te
在短期弯矩Mk=（0.5~0.7）Mu范围，三个参数、 和 中， 和 为常数，而 随弯矩增长而增大。
wm smlm cmlm
εsm、εcm——分别为裂缝间钢筋及砼的平均应变； lm——裂缝间距。
平均裂缝宽度wm
wm smlm cmlm
sm
(1
cm sm
裂缝宽度和挠度验算
实验法
通过实验测试结构的挠度， 常用的实验方法有静载实 验和动载实验。
挠度的限制
挠度限值
根据不同的结构和用途，国家规范规 定了结构的最大挠度限值。
正常使用要求
结构在正常使用状态下，挠度应满足 使用要求，不应影响结构的正常使用 功能。
04
工程实例分析
实际工程中的裂缝宽度和挠度问题
裂缝宽度问题
在桥梁、大坝等大型工程结构中，裂缝宽度的控制至关重要，过宽的裂缝可能 导致结构承载能力下降，甚至引发安全事故。
有限元法
通过建立混凝土结构的有限元模型，模拟混凝土 的受力状态和裂缝扩展过程，得到裂缝宽度。
裂缝宽度的限制
允许最大裂缝宽度
根据不同的使用环境和结构类型，规 范规定了混凝土结构允许的最大裂缝 宽度。
限值要求
对于不同类型的结构，规范规定了不 同环境下的裂缝宽度限值，以确保结 构的安全性和耐久性。
03
钢筋直径越大、间距越小，对 混凝土的约束力越强，裂缝宽
度越小。
荷载大小和分布
荷载越大、分布越不均匀，裂 缝宽度越大。
环境条件
环境湿度、温度等对混凝土的 收缩和徐变有影响，从而影响
裂缝宽度。
裂缝宽度的计算方法
弹性理论法
基于弹性理论，通过计算混凝土的应力应变关系 得到裂缝宽度。
经验公式法
根据大量的试验数据，总结出裂缝宽度的经验公 式，方便工程应用。
挠度验算
挠度的影响因素
结构自重
结构自重越大，挠度越大。
风荷载
风荷载越大，挠度越大。
雪荷载
雪荷载越大，挠度越大。
其他外部荷载
如地震、车辆等，都会对结构 的挠度产生影响。
挠度的计算方法
裂缝宽度验算不满足要求
裂缝宽度验算不满足要求
在混凝土结构中，裂缝宽度验算是一个重要的环节。
裂缝宽度验算的目的是确保裂缝在正常使用极限状态下满足规定的裂缝宽度限值，以保证结构的安全性和耐久性。
当裂缝宽度验算不满足要求时，需要采取相应的措施进行处理。
裂缝宽度验算不满足要求的原因可能有以下几点：
1. 设计不合理：设计时未考虑结构的实际情况，如荷载、材料性能等，导致裂缝宽度验算不满足要求。
2. 施工质量问题：施工过程中存在质量问题，如混凝土浇筑不到位、养护不充分等，导致裂缝宽度验算不满足要求。
3. 使用环境变化：使用过程中，结构所处的环境发生改变，如温度、湿度等，导致裂缝宽度验算不满足要求。
针对裂缝宽度验算不满足要求的情况，可以采取以下措施进行处理：
1. 修改设计：根据结构的实际情况，重新进行设计计算，调整结构形式、材料性能等，以满足裂缝宽度限值要求。
2. 加固处理：对结构进行加固处理，如粘贴碳纤维、增加构件截面等，以提高结构的承载能力和抗裂性能。
3. 改善施工质量：严格控制施工过程，确保混凝土浇筑到位、养护充分，以减少裂缝的产生和扩展。
4. 加强监测：对结构进行定期监测，及时发现裂缝并采取措施进行处理，以防止裂缝宽度继续扩大，影响结构的安全性和耐久性。
总之，当裂缝宽度验算不满足要求时，需要认真分析原因并采取相应的措施进行处理，以保证结构的安全性和耐久性。
同时，在设计和施工过程中，应严格控制裂缝宽度，以减少后期维护和修复的难度和成本。
最大裂缝宽度验算的概念
最大裂缝宽度验算的概念1. 最大裂缝宽度验算的基本概念哎，大家好，今天我们聊聊一个建筑界的小秘密——最大裂缝宽度验算。
你可能会问，这是什么鬼？其实说白了，就是在建造过程中，咱们得确保墙体或者结构上的裂缝不会长得太夸张。
要是裂缝大了，整栋建筑可能就会“变脸”，这可就不好了。
就好比你穿新鞋出门，走了一会儿，发现鞋底竟然快磨破了，这可就让人不放心了，对吧？1.1 什么是裂缝宽度裂缝宽度，顾名思义，就是裂缝的“宽”程度。
想象一下，你的墙上有道裂缝，就像是面包上的缝隙，裂缝越宽，墙体的安全隐患就越大。
如果裂缝像豁口一样大，那可是个大问题了。
为了避免这种情况，我们在设计时就需要考虑好裂缝宽度，确保它不会影响到建筑的整体安全。
1.2 为什么要验算裂缝宽度很多人会问了，为什么要那么在意这些裂缝呢？哈哈，其实裂缝可不只是“面子工程”，它们关系到整个建筑的安全。
就像你开车时不检查刹车，出了问题那是很危险的。
裂缝可能会导致墙体的强度下降，久而久之，甚至会影响到房子的稳定性。
所以，验算裂缝宽度就像是在给建筑上保险，让它们安全稳固，毕竟“安全第一”嘛。
2. 影响裂缝宽度的因素接下来，我们得聊聊什么因素会影响裂缝的宽度。
别急，这里有几个关键点：2.1 材料质量首先，材料的质量是非常关键的。
你用的材料好坏直接决定了裂缝的“生长速度”。
就像你用的面粉好，做出的面包就不容易裂开。
材料的强度、耐久性都得考虑进去，确保它们在使用过程中不容易出现问题。
2.2 施工工艺然后，施工工艺也很重要。
如果施工的时候粗糙了，裂缝可能就会像“野草”一样四处蔓延。
要是施工得当，裂缝的宽度就能控制得比较好。
就像做菜时，你得认真调味，否则做出来的菜难以下咽。
3. 如何进行裂缝宽度验算最后，我们来聊聊怎么实际验算裂缝宽度吧。
这可是门“技术活”，需要细心和经验。
3.1 理论计算首先，我们可以通过一些理论计算来估算裂缝宽度。
这个过程就像是做一道数学题，得用到一些公式和数据。
隧道 裂缝宽度验算
隧道裂缝宽度验算隧道裂缝宽度验算是指对建筑物或者土木结构中的隧道裂缝的宽度进行评估和计算的过程。
隧道裂缝的宽度验算是土木工程中非常重要的一部分，因为隧道裂缝的宽度直接影响到结构的稳定性和安全性。
在进行隧道裂缝宽度验算之前，需要收集和分析隧道的设计图纸、施工记录以及实际测量数据等相关资料。
这些资料能够提供隧道的尺寸、材料强度、荷载等有关信息，为裂缝宽度验算提供依据。
隧道裂缝宽度验算的首要目标是确定裂缝宽度是否满足设计要求。
在国家标准中规定了隧道裂缝的允许宽度范围，一般为几毫米到几十毫米。
裂缝宽度过大可能会影响隧道的承载能力和结构稳定性。
裂缝宽度验算的基本原理是对隧道裂缝的开口面积进行计算。
一般来说，隧道裂缝的开口面积越小，其稳定性越好，对结构的影响也越小。
因此，裂缝宽度验算的关键是确定裂缝的开口面积。
对于不同类型的隧道，有不同的裂缝宽度验算方法。
在进行验算之前，需要根据隧道的具体情况选择合适的验算方法。
常见的验算方法包括弹性理论验算、承载力验算和破坏力验算等。
弹性理论验算是一种常用的裂缝宽度验算方法。
它基于材料的弹性性质，通过对隧道裂缝的开口面积进行分析和计算，得出裂缝的宽度。
这种方法适用于材料具有较好的弹性行为的情况。
承载力验算是一种基于结构力学的裂缝宽度验算方法。
它通过计算隧道在工作荷载作用下的应力分布，进而得出裂缝的宽度。
这种方法适用于荷载较大，裂缝宽度较大的情况。
破坏力验算是一种根据结构的破坏模式进行裂缝宽度验算的方法。
它通过分析裂缝的扩展和破坏机制，确定裂缝宽度是否满足结构的承载能力。
这种方法适用于裂缝宽度较大，对结构稳定性有较大影响的情况。
在进行隧道裂缝宽度验算时，还需要考虑一些额外因素。
例如，材料的温度变化、湿度变化以及地震等外部因素都会影响隧道的裂缝宽度。
因此，在进行验算时需要对这些因素进行综合考虑。
总的来说，隧道裂缝宽度验算是一项重要的工作，它能够确保隧道结构的稳定性和安全性。
合理的裂缝宽度验算方法能够有效减小裂缝对结构的影响，为隧道的使用和维护提供有力的支持。
混凝土构件的变形及裂缝宽度验算
混凝土构件的变形及裂缝 宽度验算
混凝土构件的变形及裂缝宽度验算是确保构件在使用过程中不会发生过大变 形和产生危险裂缝的重要步骤。
变形及裂缝宽度验算的定义
1 何为变形验算？
变形验算是对混凝土构件在受荷载作用下会产生的变形进行计算和评估的过程。
2 什么是裂缝宽度验算？
裂缝宽度验算是评估混凝土构件受荷载作用后是否会出现危险裂缝，并对裂缝的宽度进 行计算和控制的过程。
根据弹性力学和变形理论， 可以通过应力-应变关系计 算弹性变形。
塑性变形计算
根据塑性力学和塑性变形 理论，可以通过应力-应变 关系计算塑性变形。
收缩变形计算
根据混凝土的收缩性能和 收缩变形理论，可以计算 混凝土的收缩变形。
混凝土构件裂缝宽度验算的原理
1 裂缝宽度验算原理
根据混凝土的应力状态和变形情况，使用裂缝宽度公式进行验算，确保裂缝宽度控制在 安全范围内。
混凝土构件变形的类型
1 弹性变形
在荷载作用下，混凝土构件会产生弹性变形，即在去荷载后能完全恢复到原始形状的变 形。
2 塑性变形
超过了混凝土的弹性限度后，构件会产生塑性变形，无法完全恢复到原始形状。
3 收缩变形
混凝土在固化过程中会产生收缩变形，可能导致构件出现裂缝。
混凝土构件变形的计算方法
弹性变形计算
混凝土构件裂缝宽度验算的设计要求
1 构件类型
不同类型的混凝土构件对裂缝宽度有不同的设计要求。
2 荷载大小
荷载大小对混凝土结构裂缝宽度的产生有很大影响。
3 使用环境
不同使用环境下的混凝土结构需要考虑不同的裂缝宽度控制要求。
混凝土构件变形和裂缝宽度控制的方法
1
合理设计
在混凝土构件的设计阶段，合理考虑
裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施
8.2.5 裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施对裂缝宽度的限制，应从保证结构耐久性，钢筋不被锈蚀及过宽的裂缝影响结构外观，引起人们心理上的不安两个因素来考虑。
《混凝土结构设计标准》〔GB50010〕规定，钢筋混凝土构件在荷载的标准组合下，并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度，应符合下式规定：〔8-20〕式中w max——按荷载的标准组合并考虑长期作用影响计算的构件最大裂缝宽度，按式；w lim——裂缝宽度限值，根据构件所处的环境类别〔表8-1〕不同，裂缝宽度限值取表8-2中的值。
表8-1 混凝土结构的使用环境类别环境类别说明一室内正常环境；无侵蚀性介质、无高温高湿影响、不与土壤直接接触的环境a室内潮湿环境、露天环境及与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b严寒和寒冷地区的露天环境及与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三使用除冰盐的环境、严寒及寒冷地区冬季的水位变动环境、滨海室外环境四海水环境〔海水潮汐区、浪溅区、海面大气区、海水水下区〕五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境表8-2 混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值w lim (mm)环境类别最大裂缝宽度限值一二《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTJ023〕规定，钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算，且不得超过以下规定的限值：这里，一般环境系指寒冷和严寒、无侵蚀物质影响的地面和水下及与土直接接触的环境；有气态、液态或固态侵蚀物质环境系指包括海水、使用除冰盐在内及工业污染的环境。
从影响裂缝宽度的主要因素以及两本标准的裂缝宽度计算公式中我们发现，当设计计算发现裂缝宽度超限，或要求减小裂缝宽度时，选择较细直径的钢筋及变形钢筋是最为经济的措施。
因为同样面积的钢筋，直径小则其周长与面积比就大，这就增大了钢筋与混凝土间的粘结力，采用变形钢筋亦是这个道理。
粘结力大，可使裂缝间距缩短，裂缝即多而密，裂缝间距内钢筋与混凝土之间的变形差就小，裂缝宽度减小。
原理9钢筋混凝土构件的变形与裂缝验算
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四、长期刚度 1、荷载长期作用下刚度降低的原因 在荷载长期作用下，受压混凝土将发生徐变，即荷载不增加而变形 却随时间增长。在配筋率不高的梁中，由于裂缝间受拉混疑土的应 力松弛以及钢筋的滑移等因素，使受拉混凝土不断退出工作，因而 受拉钢筋平均应变和平均应力亦将随时间而增大。同时，由于裂缝 不断向上发展，使其上部原来受拉的混凝土退出工作，以及由于受 压混凝土的塑性发展，使内力臂减小，也将引起钢筋应变和应力的 某些增大。 2、长期刚度B －按荷载标准组合计算的弯矩； －按荷载准永久组合计算的弯矩； －荷载准永久组合对挠度增大的影响系数。
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三、最大裂缝宽度与裂缝宽度验算 只配一种同直径、同种类钢筋的构件 －构件受力特征系数，轴心受拉构件取2.7，受弯、偏心受压 取2.1，偏心受拉取2.4； －钢筋直径； －钢筋相对粘结特性参数，对带肋钢筋，取1.0；对光面钢筋，取0.7。 －最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm），当 c<20mm时，取c=20mm；当c>65mm时，取c=65mm；
结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行计 算和验算。 一、对某些构件，应根据其使用条件，通过验算，使变形和裂缝宽 度不超过规定限值，同时还应满足保证正常使用及耐久性的其他要 求与规定限值，例如混凝土保护层的最小厚度等。 二、结构构件承载力计算应采用荷载设计值，对于正常使用极限状 态，结构构件应分别按荷载的标准组合、准永久组合进行验算或按 照标准组合并考虑长期作用影响进行验算，并应保证变形、裂缝、 应力等计算值不超过相应的规定限值。
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－按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，在 最大裂缝宽度计算中，当 时，取 －纵向受拉钢筋的截面面积 －有效受拉混凝土截面面积，按下列规定取用：对轴心 受拉构件取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心 受拉构件，取腹板截面面积与受拉翼缘截面面积之和 的1/2。 －第i种纵向受拉钢筋的根数 －第i种纵向受拉钢筋的直径（mm） －纵向受拉钢筋的等效直径（mm） －钢筋的弹性模量ຫໍສະໝຸດ back*back
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2018/3/17
9:08 PM
裂缝验算
1）几何参数 构件类型 荷载性质 混凝土构件宽b 混凝土构件高h 混凝土构件受拉翼缘宽bf 混凝土构件受拉翼缘高hf 保护层厚度c 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离cs 2）荷载参数 按荷载效应准永久组合计算的弯矩Mq 3）材料特性 混凝土等级 混凝土抗拉强度标准值 ftk 纵筋强度等级 纵筋弹性模量Es 4）配筋参数 受拉区第i种纵筋直径di 受拉区第i种纵筋根数ni 受拉区第i种纵筋的相对粘结特性系数vi 受拉区纵向钢筋的等效直径deq 倒T形 受弯 不直接承受重复荷载 mm b= 250 mm h= 500 mm bf= 1000 mm hf= 100 mm c= 20 mm cs= 30.0 Mq= 50 kN 200000
N/mm2 N/mm2
di= 16 ni= 1 vi= 1.0 deq=Σ (ni*di^2)/Σ (ni*vi*di)=
14 2 1.0 13.8
12 2 1.0 mm
5)裂缝验算 构件受力特征系数α cr α cr= 1.90 h0=h-cs-deq/2= mm 463.1 有效截面高度h0 mm2 受拉区纵筋总面积As As=Σ (ni*(3.142*di^2)/4)= 735 mm2 有效受拉砼截面面积Ate Ate=0.5*b*h+(bf-b)*hf= 137500 按有效砼截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρ te ρ te＝As/Ate= 1.00% N/mm2 按荷载效应准永久组合计算的纵向受拉筋的应力σ sq σsq=Mq/(0.87*h0*As)= 168.79 ψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq)= 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ 0.33 按荷载效应的准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度ω max mm 0.09 ω max=α cr*ψ *σ sq*(1.9*cs+0.08*deq/ρ te)/Es= mm 最大裂缝宽度限值ω lim ω lim= 0.20 即,ω max ≤ω lim，满足裂缝要求