受弯构件短期裂缝宽度计算

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钢筋混凝土受弯构件在正常使用中将不可避免地出现裂缝,较准确预测裂缝宽度是控制裂缝宽度、保证结构耐久性的基础。目前基于理论分析得到的裂缝宽度计算公式大都采用裂缝间截面变形满足平截面假定的假设。事实上,开裂后裂缝间截面内拉区钢筋附近混凝土将发生回缩,而钢筋与混凝土之间存在的粘结应力将阻止混凝土的回缩,从而使钢筋与混凝土间的变形不同,同时钢筋周边混凝土拉应力与粘结应力相关,拉区混凝土应力与压区混凝土应力间已不存在必然的关系。针对此特点,本文建立了裂缝间截面不满足平截面假定且能反映外荷载大小的受弯构件开裂模型。基于新模型,通过引入拉区混凝土应力为二次函数变化及粘结应力与滑移线性关系等假定,根据相邻裂缝间外荷载的大小将拉区混凝土的应力状态进行分类,从而推导出了裂缝间截面上拉区钢筋和混凝土应力的解析计算公式,以及拉区钢筋和混凝土粘结应力和受拉钢筋应变不均匀系数的计算公式,最终得到新开裂模型的荷载作用下短期裂缝宽度计算公式。文中讨论了新推导得到的裂缝宽度、拉区钢筋和混凝土粘结应力、受拉钢筋应变不均匀系数计算公式的特点,并与部分规范公式和一些学者的研究结果进行对比、分析。与裂缝宽度试验研究结果及其他公式理论分析结果比较表明,本文得出的计算公式具有一定的合理性。本文为计算钢筋混凝土受弯构件短期裂缝宽度计算提供了一种新思路。
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