[发明专利]配置高强钢筋的混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法

说明书

本发明涉及土木工程结构设计及施工领域，具体涉及一种配置高强钢筋的混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法：其中，αsubgt;cr/subgt;为构件受力特征系数，ψ为裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，σsubgt;s/subgt;为按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉普通钢筋应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋等效应力，Esubgt;s/subgt;为钢筋的弹性模量，csubgt;s/subgt;为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离，dsubgt;eq/subgt;为受拉高强钢筋等效直径，ρsubgt;te/subgt;为按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率。本发明解决了配置高强钢筋的混凝土受弯构件在设计验算正常使用极限状态时缺乏适用裂缝验算公式的情况，为高强钢筋在实际工程应用提供实用借鉴依据。

技术领域

本发明涉及土木工程结构设计及施工领域，具体涉及一种配置高强钢筋的混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法。

背景技术

高强度钢材应用技术已被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一，推广应用高强钢筋在混凝土结构中的应用对于有效利用自然资源、降碳减排，提高钢筋混凝土结构安全储备等具有十分重要的意义。多年来，为推广应用高强钢筋应用，有关部门采取了修订规范，开展试点工程等多种措施。然而，造成高强钢筋在我国建设行业未能得到普及的原因是多方面的，但工程界对高强钢筋的使用会导致钢筋使用应力提高、裂缝宽度开展过大、无法满足正常使用要求的担心无疑是一个重要因素。我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中规定的最大裂缝宽度按照下列公式计算：

式中，

α_cr为构件受力特征系数；

ψ为裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数；

σ_s为按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉普通钢筋应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋等效应力(MPa)；

E_s为钢筋的弹性模量(MPa)；

c_s为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)；

ρ_te为按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；

A_te为有效受拉混凝土截面面积(mm²)；

A_s为受拉区纵向普通钢筋截面面积(mm²)；

A_p为受拉区纵向预应力筋截面面积(mm²)；

d_eq为受拉高强钢筋等效直径(mm)；

n_i为受拉区第i种纵向钢筋的根数；

ν_i为受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数。

然而，由于现行规范最大裂缝宽度计算公式沿用自02版《混凝土结构设计规范》，这个规范是基于一些试验数据确定的公式系数，其所取各计算系数大多基于常规强度钢筋混凝土构件试验结果，没有进行600MPa及以上强度等级的高强钢筋的试验，缺少相关试验数据，所以，形成的公式更适用于普通钢筋，不适合高强钢筋。对比现行规范公式计算结果与高强钢筋混凝土受弯构件正常使用极限状态下的裂缝宽度试验结果可知，现行规范公式计算结果均明显偏大于试验结果，现行规范计算公式并不适用于高强钢筋混凝土受弯构件的正常使用极限状态验算。