理清裂缝宽度与钢筋等级之间的关系,有助于设计时钢筋等级的优选,优先选择经济合理的钢筋等级,以达到优化工程设计,节约工程造价的目的。
一、长期荷载作用下的最大裂缝宽度:
上式中:
:构件受力特征系数,对钢筋混凝土构件有:轴心受压构件为2.7,偏心受拉构件为2.4,受弯和偏心受压构件为2.1───与钢筋等级无关
:裂缝间纵向受拉钢筋的应变不均匀系数───与钢筋等级无关
按以下公式计算:
上式中:
:混凝土轴心抗拉强度标准值───与钢筋等级无关
:按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋的配筋率。( =As/Ate ,Ate:有效受拉混凝土截面面积;当 <0.01时,取0.01;)───与钢筋等级无关
:裂缝截面处的纵向受拉钢筋的应力───与钢筋等级无关
分为以下几种情况:
1、受弯构件:
上式中:
h0:截面有效高度。
Mk:弯矩的标准组合值。
As:受拉钢筋总截面面积。
2、轴心受拉构件:
上式中:
Nk:按内力的标准组合值计算的轴向拉应力值。
3、偏心受拉构件:
上式中:
e’:轴向拉力作用点至受压或受拉较小边纵向钢筋合力点的距离。
:上部纵向钢筋合力点到截面受压边缘的距离。
4、偏心受压构件:
上式中:
e:Nk至受拉钢筋As合力点的距离。
:纵向受拉钢筋合力点至受压区合力点的距离。
c:混凝土保护层厚度───与钢筋等级无关
:纵向受拉钢筋的等效直径───与钢筋等级无关
Es:钢筋的弹性模量(钢筋弹性模量Es见下表1)───与钢筋等级有关
钢筋弹性模量Es(N/mm2) 表1
种类
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Es
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HPB235级钢筋
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2.1x105 |
HRB335级钢筋、HRB级钢筋、RRB级钢筋、热处理钢筋
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2.0x105 |
消除应力钢丝
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2.05x105 |
钢绞线
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1.95x105 |
注:必要时钢绞线可采用实测的弹性模量。
二、小结:
1、同等直径、同等截面面积的情况下,一级钢比其他类型钢筋裂缝宽度小;
2、除一级钢外,其他类型的钢筋在直径相同,截面面积相同的情况下,对裂缝宽度的影响无区别;
3、在抗裂起控制作用时(非强度起控制作用),优先选用二级钢及一级钢,可节省造价;
4、三级钢比二级钢贵约6%,考虑到三级钢比二级钢钢筋锚固长度长,故在抗裂起控制作用时,采用二级钢比采用三级钢可节约8%-10%。