[發明專利]配置高強鋼筋的混凝土受彎構件最大裂縫寬度的計算方法

在審

• 申請號: 202310356520.5
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116383593A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 魏滔鍇;黃華
• 申請（專利權）人: 安徽吾興新材料有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;E04C3/20;E04C5/06
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 魏玉嬌

本發明涉及土木工程結構設計及施工領域，具體涉及一種配置高強鋼筋的混凝土受彎構件最大裂縫寬度的計算方法：其中，αsubgt;cr/subgt;為構件受力特征系數，ψ為裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數，σsubgt;s/subgt;為按荷載準永久組合計算的鋼筋混凝土構件縱向受拉普通鋼筋應力或按標準組合計算的預應力混凝土構件縱向受拉鋼筋等效應力，Esubgt;s/subgt;為鋼筋的彈性模量，csubgt;s/subgt;為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區底邊的距離，dsubgt;eq/subgt;為受拉高強鋼筋等效直徑，ρsubgt;te/subgt;為按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率。本發明解決了配置高強鋼筋的混凝土受彎構件在設計驗算正常使用極限狀態時缺乏適用裂縫驗算公式的情況，為高強鋼筋在實際工程應用提供實用借鑒依據。

技術領域

本發明涉及土木工程結構設計及施工領域，具體涉及一種配置高強鋼筋的混凝土受彎構件最大裂縫寬度的計算方法。

背景技術

高強度鋼材應用技術已被列為重點推廣應用的建筑業10項新技術之一，推廣應用高強鋼筋在混凝土結構中的應用對于有效利用自然資源、降碳減排，提高鋼筋混凝土結構安全儲備等具有十分重要的意義。多年來，為推廣應用高強鋼筋應用，有關部門采取了修訂規范，開展試點工程等多種措施。然而，造成高強鋼筋在我國建設行業未能得到普及的原因是多方面的，但工程界對高強鋼筋的使用會導致鋼筋使用應力提高、裂縫寬度開展過大、無法滿足正常使用要求的擔心無疑是一個重要因素。我國現行《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)中規定的最大裂縫寬度按照下列公式計算：

式中，

α_cr為構件受力特征系數；

ψ為裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數；

σ_s為按荷載準永久組合計算的鋼筋混凝土構件縱向受拉普通鋼筋應力或按標準組合計算的預應力混凝土構件縱向受拉鋼筋等效應力(MPa)；

E_s為鋼筋的彈性模量(MPa)；

c_s為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區底邊的距離(mm)；

ρ_te為按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率；

A_te為有效受拉混凝土截面面積(mm²)；

A_s為受拉區縱向普通鋼筋截面面積(mm²)；

A_p為受拉區縱向預應力筋截面面積(mm²)；

d_eq為受拉高強鋼筋等效直徑(mm)；

n_i為受拉區第i種縱向鋼筋的根數；

ν_i為受拉區第i種縱向鋼筋的相對粘結特性系數。

然而，由于現行規范最大裂縫寬度計算公式沿用自02版《混凝土結構設計規范》，這個規范是基于一些試驗數據確定的公式系數，其所取各計算系數大多基于常規強度鋼筋混凝土構件試驗結果，沒有進行600MPa及以上強度等級的高強鋼筋的試驗，缺少相關試驗數據，所以，形成的公式更適用于普通鋼筋，不適合高強鋼筋。對比現行規范公式計算結果與高強鋼筋混凝土受彎構件正常使用極限狀態下的裂縫寬度試驗結果可知，現行規范公式計算結果均明顯偏大于試驗結果，現行規范計算公式并不適用于高強鋼筋混凝土受彎構件的正常使用極限狀態驗算。