第9章钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 根据钢筋混凝土结构物的某些工作条件以及使用要求,在钢筋混凝土结构设计中,除需 要进行承载能力极限状态计算外,还应进行正常使用极限状态(即裂缝与变形)的验算,同 时还应满足在正常使用下的耐久性的要求。 对结构构件进行变形验算和控制的目的是出于对结构的功能、非结构构件的损坏和外观 的要求。结构构件产生过大的变形会损害甚至使构件完全丧失所应负担的使用功能,如吊车 梁变形过大将使吊车轨道歪斜而影响吊车的正常运行;构件过度变形会引起非结构构件的破 坏,如建筑物中脆性隔墙(如石膏板、灰砂砖等)的开裂和损坏很多是由于支承它的构件变 形过大所致;构件出现明显下垂的挠度会使房屋的使用者产生不安全感 随着高强度混凝土及高强钢筋(丝)的应用,构件截面尺寸进一步减少,对控制钢筋混 凝土结构变形的必要性增大。我国《规范》规定受弯构件的最大挠度按荷载效应标准组合并 考虑长期作用的影响计算,其计算值不应超过(附表)规定的允许值,确定受弯构件的允许 挠度值时,应考虑结构的要求对结构构件和非结构构件的影响以及人们感觉可接受程度等方 面的问题。 对于普通钢筋混凝土构件不出现裂缝是不经济的,一般的工业与民用的建筑结构允许构 件带裂缝工作。裂缝出现对结构构件的承载力影响不显著,但会影响有些结构的使用功能, 如游泳池,裂缝的存在会直接影响其使用功能,因此要控制裂缝的出现:裂缝过宽会影响建 筑的外观,引起房屋使用者不安全感,裂缝最大宽度应有一定限值;垂直裂缝的出现虽然对 钢筋的锈蚀无显著影响,但影响了裂缝截面混凝土的碳化时间,进而影响了结构构件的耐久 性 产生裂缝的因素很多,有荷载作用、施工养护不善、温度变化、基础不均匀沉降以及钢 筋锈蚀等。例如,在大块体混凝土凝结、硬化过程中所产生的水化热将导致混凝土体内部的 温度升高,当块体内外部温差很大而形成较大的温度应力时,就会产生裂缝。当结构物外层 混凝土干缩变形受到约束,也可能产生裂缝。本章中所讨论的内容主要指由于荷载所产生裂 缝的控制问题。在使用阶段,钢筋混凝土构件往往是带裂缝工作的,特别是随着髙强度钢筋 的使用,钢筋的工作应力有较大的提高,裂缝宽度也随之按某种关系增大,对裂缝控制问题 更应给予重视 我国《规范》将配筋混凝土结构构件裂缝控制等级划分为三级。 级一一严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应的标准组合进行计算时,构件受拉边 缘混凝土不应产生拉应力 二级 般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应的标准组合计算时,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:按荷载效应准永久组合计算时,构件受拉 边缘混凝土不宜产生拉应力,当有可靠经验时可适当放松 三级一一允许出现裂缝的构件,按荷载效应的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超过其最大裂缝宽度限值。 考虑到正常使用极限状态设计属于校核验算性质,其相应目标可靠指标[值可以相对 承载力极限状态的[小些,所以采用荷载效应及结构抗力标准值进行计算,同时考虑荷载 的长期作用影响 混凝土构件的截面延性是反映截面在破坏阶段的变形能力,是抗震性能的一个重要指 标,要求混凝土构件的截面应具有一定的延性 混凝土结构在外界环境和各种因素的作用影响下,存在承载力逐渐削弱和衰减的过程 经历一定年代后,甚至不能满足设计应有的功能而“失效”。在混凝土结构设计使用年限内 需要对混凝土结构根据使用环境类别进行耐久性的设计。 36236 第 9 章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 根据钢筋混凝土结构物的某些工作条件以及使用要求，在钢筋混凝土结构设计中，除需 要进行承载能力极限状态计算外，还应进行正常使用极限状态（即裂缝与变形）的验算，同 时还应满足在正常使用下的耐久性的要求。 对结构构件进行变形验算和控制的目的是出于对结构的功能、非结构构件的损坏和外观 的要求。结构构件产生过大的变形会损害甚至使构件完全丧失所应负担的使用功能，如吊车 梁变形过大将使吊车轨道歪斜而影响吊车的正常运行；构件过度变形会引起非结构构件的破 坏，如建筑物中脆性隔墙（如石膏板、灰砂砖等）的开裂和损坏很多是由于支承它的构件变 形过大所致；构件出现明显下垂的挠度会使房屋的使用者产生不安全感。 随着高强度混凝土及高强钢筋（丝）的应用，构件截面尺寸进一步减少，对控制钢筋混 凝土结构变形的必要性增大。我国《规范》规定受弯构件的最大挠度按荷载效应标准组合并 考虑长期作用的影响计算，其计算值不应超过（附表）规定的允许值，确定受弯构件的允许 挠度值时，应考虑结构的要求对结构构件和非结构构件的影响以及人们感觉可接受程度等方 面的问题。 对于普通钢筋混凝土构件不出现裂缝是不经济的，一般的工业与民用的建筑结构允许构 件带裂缝工作。裂缝出现对结构构件的承载力影响不显著，但会影响有些结构的使用功能， 如游泳池，裂缝的存在会直接影响其使用功能，因此要控制裂缝的出现；裂缝过宽会影响建 筑的外观，引起房屋使用者不安全感，裂缝最大宽度应有一定限值；垂直裂缝的出现虽然对 钢筋的锈蚀无显著影响，但影响了裂缝截面混凝土的碳化时间，进而影响了结构构件的耐久 性。 产生裂缝的因素很多，有荷载作用、施工养护不善、温度变化、基础不均匀沉降以及钢 筋锈蚀等。例如，在大块体混凝土凝结、硬化过程中所产生的水化热将导致混凝土体内部的 温度升高，当块体内外部温差很大而形成较大的温度应力时，就会产生裂缝。当结构物外层 混凝土干缩变形受到约束，也可能产生裂缝。本章中所讨论的内容主要指由于荷载所产生裂 缝的控制问题。在使用阶段，钢筋混凝土构件往往是带裂缝工作的，特别是随着高强度钢筋 的使用，钢筋的工作应力有较大的提高，裂缝宽度也随之按某种关系增大，对裂缝控制问题 更应给予重视。 我国《规范》将配筋混凝土结构构件裂缝控制等级划分为三级。 一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合进行计算时，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，按荷载效应的标准组合计算时，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；按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉 边缘混凝土不宜产生拉应力，当有可靠经验时可适当放松。 三级——允许出现裂缝的构件，按荷载效应的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超过其最大裂缝宽度限值。 考虑到正常使用极限状态设计属于校核验算性质，其相应目标可靠指标 [] 值可以相对 承载力极限状态的 [] 小些，所以采用荷载效应及结构抗力标准值进行计算，同时考虑荷载 的长期作用影响。 混凝土构件的截面延性是反映截面在破坏阶段的变形能力，是抗震性能的一个重要指 标，要求混凝土构件的截面应具有一定的延性。 混凝土结构在外界环境和各种因素的作用影响下，存在承载力逐渐削弱和衰减的过程， 经历一定年代后，甚至不能满足设计应有的功能而“失效”。在混凝土结构设计使用年限内， 需要对混凝土结构根据使用环境类别进行耐久性的设计