短期荷载作用下RC受弯构件裂缝宽度计算

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钢筋混凝土构件是工程结构中最常用的构件之一,在其正常使用期间裂缝的出现不可避免。由于裂缝影响混凝土结构的耐久性,工程中必须控制钢筋混凝土构件的裂缝宽度。目前国内外对裂缝工作机理、裂缝宽度计算方法及裂缝影响因素等尚未取得一致的观点,本文针对钢筋混凝土受弯构件在短期荷载作用下的裂缝宽度展开研究。首先,总结了国内外各种裂缝计算理论及各规范中裂缝宽度计算公式;总结和分析了现有钢筋与混凝土粘结应力和受拉钢筋应变不均匀系数的计算方法。其次,通过引入欧洲模式规范CEB-FIP MC1990中建议的粘结滑移本构关系,建立了基于拉区相邻裂缝间满足力平衡条件的钢筋应力、混凝土应力与粘结应力的关系式,进而建立了裂缝间截面不满足平截面假定的钢筋混凝土受弯构件裂缝分析模型;针对粘结-滑移曲线随粘结应力大小变化(与外荷载大小有关)的分段特征,推导出了与位置相关的多项式形式的钢筋与混凝土粘结应力计算公式;在此基础上,建立了短期荷载下裂缝宽度计算公式及粘结应力、受拉钢筋应变不均匀系数的计算公式。再次,将本文得到的裂缝宽度计算公式及粘结应力、受拉钢筋不均匀系数计算公式与现有规范及学者提出的计算公式进行比较,讨论分析了公式的构造特点、影响因素等。最后,通过算例将本文裂缝宽度计算公式与国内现行规范中裂缝宽度公式计算结果及试验实测值进行对比,表明本文计算公式具有一定的计算精度。本文为计算钢筋混凝土受弯构件在短期荷载下的裂缝宽度提供了一种新的思路。
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