裂縫寬度驗(yàn)算基礎(chǔ)知識(shí)
裂縫寬度驗(yàn)算顧名思義，是指在各種作用下對(duì)建筑物產(chǎn)生裂縫寬度的計(jì)算,。
首先還是老生常談的,，大家要熟悉一下我們的學(xué)習(xí)體系和路徑,，深入理解規(guī)范體系，才談得上“按規(guī)范執(zhí)行”。
工程概念
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[2015修訂] > 3 基本設(shè)計(jì)規(guī)定 > 3.4 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算
3.4.5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和本規(guī)范第3.5.2條規(guī)定的環(huán)境類別，按表3.4.5的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值ωlim,。
表3.4.5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)及最大裂縫寬度的限值（mm)
注：
1 對(duì)處于年平均相對(duì)濕度小于60％地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值可采用括號(hào)內(nèi)的數(shù)值,；
2 在一類環(huán)境下,，對(duì)鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗(yàn)算的吊車梁,，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.20mm,；對(duì)鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.30mm,；
3 在一類環(huán)境下,，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土屋架,、托架及雙向板體系,，應(yīng)按二級(jí)裂縫控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算；對(duì)一類環(huán)境下的預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁,、托梁,、單向板，應(yīng)按表中二a類環(huán)境的要求進(jìn)行驗(yàn)算,；在一類和二a類環(huán)境下需作疲勞驗(yàn)算的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁,，應(yīng)按裂縫控制等級(jí)不低于二級(jí)的構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算；
4 表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)和最大裂縫寬度限值僅適用于正截面的驗(yàn)算,；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的斜截面裂縫【控制】驗(yàn)算應(yīng)符合本規(guī)范第7章的有關(guān)規(guī)定,；
5 對(duì)于煙囪、筒倉和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu),，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,；
6 對(duì)于處于四、五類環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,；
7 表中的最大裂縫寬度限值為用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度,。
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[2015修訂]GB 50010-2010 > 7 正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 > 7.1 裂縫控制驗(yàn)算
7.1.2 在矩形、T形,、倒T形和I形截面的鋼筋混凝土受拉,、受彎和偏心受壓構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉和受彎構(gòu)件中，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合或準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用影響的最大裂縫寬度可按下列公式計(jì)算：
Cs—最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離(mm)（20~65mm）
ρte—按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率,；對(duì)無粘結(jié)后張構(gòu)件,，僅取縱向受拉普通鋼筋計(jì)算配筋率；ρte≤0.01,。
deq—受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑（mm）,；對(duì)無粘結(jié)后張構(gòu)件，僅為受拉區(qū)縱向受拉普通鋼筋的等效直徑（mm）,；
di—受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的公稱直徑,；對(duì)于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線束的直徑取為
，其中dp1為單根鋼絞線的公稱直徑,，n1為單束鋼絞線根數(shù),；
ni—受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數(shù)；對(duì)于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,，取為鋼絞線束數(shù),；
機(jī)理
條文說明（摘）：
(1)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋，參照歐洲混凝土橋梁規(guī)范ENV1992—2(1996)的規(guī)定,，給出了正文表7.1.2—2的鋼筋相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù),。對(duì)有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力筋di的取值，可按照di=4Ap／up求得,，其中up本應(yīng)取選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 為預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的實(shí)際接觸周長(zhǎng),；
(2)當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度較大時(shí)，雖然裂縫寬度計(jì)算值也較大,，但較大的混凝土保護(hù)層厚度對(duì)防止鋼筋銹蝕是有利的,。因此，對(duì)混凝土保護(hù)層厚度較大的構(gòu)件,，當(dāng)在外觀的要求上允許時(shí),，可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本規(guī)范表3.4.5中所規(guī)定的裂縫寬度允許值作適當(dāng)放大,。
(3)對(duì)混凝土保護(hù)層厚度較大的梁,，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果表明表層鋼筋網(wǎng)片有利于減少裂縫寬度。本條建議可對(duì)配制表層鋼筋網(wǎng)片梁的裂縫計(jì)算結(jié)果乘以折減系數(shù),，并根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果提出折減系數(shù)可取0.7,。
(4)本次修訂根據(jù)國(guó)內(nèi)多家單位科研成果,，在本規(guī)范裂縫寬度計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整ρte,、deq及σs值計(jì)算方法,，即可將原規(guī)范公式用于計(jì)算無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫寬度。
規(guī)范
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 92-2016 > 3 基本規(guī)定 > 3.1 一般規(guī)定
3.1.9 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面裂縫控制驗(yàn)算時(shí),，裂縫控制等級(jí),、荷載引起的混凝土拉應(yīng)力限值和最大裂縫寬度限值應(yīng)符合表3.1.9的規(guī)定；斜截面裂縫【控制】驗(yàn)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定,。正截面的受力裂縫控制等級(jí)可分為三級(jí),，等級(jí)劃分及要求應(yīng)符合下列規(guī)定：
表3.1.9 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)、混凝土拉應(yīng)力限值及最大裂縫寬度限值
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 50476-2008 > 3 基本規(guī)定 > 3.5 構(gòu)造規(guī)定
3.5.4 在荷載作用下配筋混凝土構(gòu)件的表面裂縫最大寬度計(jì)算值不應(yīng)超過表3.5.4中的限值,。對(duì)裂縫寬度無特殊外觀要求的,，當(dāng)保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度超過30mm時(shí)，可將厚度取為30mm計(jì)算裂縫的最大寬度,。
表3.5.4 表面裂縫計(jì)算寬度限值（mm）
注：
1 括號(hào)中的寬度適用于采用鋼絲或鋼膠線的先張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,；
2 裂縫控制等級(jí)為二級(jí)或一級(jí)時(shí)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010計(jì)算裂縫寬度,，部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件或全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)范圍》JTG D62計(jì)算裂縫寬度,。
3 有自防水要求的混凝土構(gòu)件.其橫向彎曲的表面裂縫計(jì)算寬度不應(yīng)超過0.20mm；
條文說明：
3.5.4 本條所指的裂縫為荷載造成的橫向裂縫,。不包括收縮和溫度等非荷載作用引起的裂縫,。表3.5.4中的裂縫寬度允許值，更不能作為荷載裂縫計(jì)算值與非荷載裂縫計(jì)算值兩者疊加后的控制標(biāo)準(zhǔn),?？刂品呛奢d因素引起的裂縫，應(yīng)該通過混凝土原材料的精心選擇,、合理的配比設(shè)計(jì),、良好的施工養(yǎng)護(hù)和適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施來實(shí)現(xiàn)。
表面裂縫最大寬度的計(jì)算值可根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010或現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D62的相關(guān)公式計(jì)算,，后者給出的裂縫寬度與保護(hù)層厚度無關(guān),。
3.5.4 研究表明,，按照規(guī)范 GB50010公式計(jì)算得到的最大裂縫寬度要比國(guó)內(nèi)外其他規(guī)范的計(jì)算值大得多,，而規(guī)定的裂縫寬度允許值卻偏嚴(yán)。增大混凝土保護(hù)層厚度雖然會(huì)加大構(gòu)件裂縫寬度的計(jì)算值,，但實(shí)際上對(duì)保護(hù)鋼筋減輕銹蝕十分有利,，所以在JTGD62中，不考慮保護(hù)層厚度對(duì)裂縫寬度計(jì)算值的影響,。
此外,，不能為了減少裂縫計(jì)算寬度而在厚度較大的混凝土保護(hù)層內(nèi)加設(shè)沒有防銹措施的鋼筋網(wǎng),，因?yàn)殇摻罹W(wǎng)的首先銹蝕會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)片外側(cè)混凝土的剝落，減少內(nèi)側(cè)箍筋和主筋應(yīng)有的保護(hù)層厚度,，對(duì)構(gòu)件的耐久性造成更為有害的后果,。荷載與收縮引起的橫向裂縫本質(zhì)上屬于正常裂縫，如果影響建筑物的外觀要求或防水功能可適當(dāng)填補(bǔ),。
公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 > 6 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 > 6.4 裂縫寬度驗(yàn)算
6.4.3 矩形,、T形和I形截面鋼筋混凝土構(gòu)件及B類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度Wfk可按下列公式計(jì)算：
公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范 JTG/T B07-01-2006 > 4 設(shè)計(jì)要求 > 4.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造和裂縫寬度限制
4.3.10 混凝土表面裂縫的計(jì)算寬度,，不宜超過表4.3.10所示的允許值,。
注：有自防水要求的混凝土橫向彎曲裂縫，表面裂縫的寬度不宜超過0.25mm,。
公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范 JTG/T B07-01-2006 > 4 設(shè)計(jì)要求
條文說明：
4.3.10 室內(nèi)與野外試驗(yàn)均表明,，混凝土表面的宏觀裂縫寬度只要不是過大(0.4mm以內(nèi))，對(duì)鋼筋碳化銹蝕不會(huì)發(fā)生明顯影響,，只是裂縫截面上的鋼筋發(fā)生局部銹蝕的時(shí)間會(huì)提前,，但是這種局部銹蝕會(huì)較快停止，一直要等到保護(hù)層下的混凝土碳化和鋼筋去鈍后,，才會(huì)一起進(jìn)入鋼筋銹蝕的穩(wěn)定發(fā)展期,。但預(yù)應(yīng)力鋼筋因能發(fā)生應(yīng)力腐蝕，鋼筋在氯鹽環(huán)境下易發(fā)生局部坑蝕,，一般認(rèn)為應(yīng)該較為嚴(yán)格地限制表面宏觀裂縫的寬度,。
增加保護(hù)層厚度，在同樣荷載作用下的構(gòu)件表面裂縫寬度將增大,，但就防止裂縫截面上的鋼筋發(fā)生銹蝕而言仍然有很大的好處,。因此，不能因?yàn)楸砻媪芽p寬度有所增加而限制增加保護(hù)層厚度,。
水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 5057-2009 > 10 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 > 10.3 非桿件體系結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算
10.3.3 對(duì)特別重要的或需控制內(nèi)部裂縫的非桿件體系結(jié)構(gòu),，宜采用鋼筋混凝土非線性有限元法直接計(jì)算裂縫寬度與裂縫延伸范圍。裂縫寬度限值按5.3.2采用,。
對(duì)未能直接由鋼筋混凝土非線性有限元方法計(jì)算得到裂縫寬度時(shí),，也可由鋼筋混凝土非線性有限元方法計(jì)算出鋼筋單元應(yīng)力，按下列原則處理：
1 表面裂縫可通過限制表面第一層受拉鋼筋的單元應(yīng)力來控制裂縫寬度,，在標(biāo)準(zhǔn)組合作用下的表面第一層受拉鋼筋單元應(yīng)力σsks宜符合下列規(guī)定：
式中：
σsks——在標(biāo)準(zhǔn)組合作用下,，由鋼筋混凝土有限元計(jì)算得到的第一層受拉鋼筋的鋼筋單元應(yīng)力；
σsps——非桿件體系結(jié)構(gòu)表面裂縫受拉鋼筋單元應(yīng)力限值,，σsps宜根據(jù)裂縫寬度及保護(hù)層厚度的大小選?。毫芽p寬度控制在0.1mm～0.3mm情況下，保護(hù)層厚度為50mm時(shí),，σsps不宜超過110N/mm2～160N/mm2,；保護(hù)層厚度為100mm時(shí),，σsps不宜超過80N/mm2～140N/mm2；對(duì)四類環(huán)境和裂縫寬度要求小的取小值,，對(duì)一類環(huán)境和裂縫寬度要求大的取大值,，五類環(huán)境應(yīng)作專門研究。
2 內(nèi)部裂縫可通過鋼筋網(wǎng)來控制裂縫寬度,。在標(biāo)準(zhǔn)組合下,，鋼筋網(wǎng)的受拉鋼筋的單元應(yīng)力不宜超過120N/mm2。鋼筋間距不宜超過200mm,，鋼筋網(wǎng)間距不宜超過1000mm,。
條文說明：
水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 5057-2009 > 10 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 > 10.3 非桿件體系結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算
10.3.3 對(duì)非桿件體系大體積混凝土結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土有限元法直接計(jì)算裂縫寬度與裂縫延伸范圍是最為理想的,。但目前由于硬件與軟件的限制,，只有平面問題可直接計(jì)算出裂縫分布與寬度，計(jì)算結(jié)果和實(shí)際符合較好,，而空間問題難以得到理想的結(jié)果,，因而宜采用以鋼筋單元應(yīng)力來控制裂縫寬度的方法。
地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50157-2013 > 11 地下結(jié)構(gòu) > 11.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
11.6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格控制基坑開挖和隧道施工引起的地面沉降量,，對(duì)由于土體位移可能引起的周圍建,、構(gòu)筑物和地下管線產(chǎn)生的危害應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，依據(jù)不同建筑物按有關(guān)規(guī)范,、規(guī)程的要求或通過計(jì)算確定其允許產(chǎn)生的沉降量和次應(yīng)力,，并提出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)措施,。地面變形允許數(shù)值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀評(píng)估結(jié)果,，對(duì)照類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定；
2 地下結(jié)構(gòu)應(yīng)按施工階段和正常使用階段分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算,。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)對(duì)使用階段進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算,；偶然荷載參與組合時(shí),，不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度；
3 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大計(jì)算裂縫寬度允許值應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型,、使用要求,、所處環(huán)境和防水措施等因素確定；
4 處于一般環(huán)境中的結(jié)構(gòu),，按荷載準(zhǔn)永久組合并計(jì)及長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí),，構(gòu)件的最大計(jì)算裂縫寬度允許值，可按表11.6.1中的數(shù)值進(jìn)行控制,；處于凍融環(huán)境或侵蝕環(huán)境等不利條件下的結(jié)構(gòu),，其最大計(jì)算裂縫寬度允許值應(yīng)根據(jù)具體情況另行確定。
注：
1 當(dāng)設(shè)計(jì)采用的最大裂縫寬度的計(jì)算式中保護(hù)層的實(shí)際厚度超過30mm時(shí),，可將保護(hù)層厚度的計(jì)算值取為30mm,；
2 厚度不小于300mm的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可不計(jì)干濕交替作用；
3 洞內(nèi)潮濕環(huán)境指環(huán)境相對(duì)濕度為45％～80％,。
條文說明：
11.6.1 第3款 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大計(jì)算裂縫寬度允許值,。
1 新版《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010放寬了裂縫計(jì)算的要求，對(duì)三級(jí)裂縫控制要求的鋼筋混凝土構(gòu)件(即允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件),，采用荷載的準(zhǔn)永久組合替代了上一版規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)組合來計(jì)算裂縫寬度,，并調(diào)整了受彎、偏心受壓構(gòu)件受力特征系數(shù)的取值(由2.1調(diào)整為1.9),。
2 表11.6.1是根據(jù)耐久性要求提出的,，考慮到地鐵地下結(jié)構(gòu)基本均設(shè)置有利于保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)的防水層，且結(jié)構(gòu)的厚度也比較大,，因此本規(guī)范對(duì)于干濕交替條件下的裂縫寬度進(jìn)行了有條件放寬,，即：厚度不小于300mm的結(jié)構(gòu)可不考慮干濕交替作用，最小裂縫寬度可按照洞內(nèi)干燥環(huán)境或洞內(nèi)潮濕環(huán)境條件下裂縫寬度0.3mm控制,。
當(dāng)有外觀要求時(shí),，最大計(jì)算裂縫寬度允許值不應(yīng)大于0.2mm。
3 當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度較大時(shí),，雖然裂縫寬度的計(jì)算值也較大,，但從總體上看，較大的混凝土保護(hù)層厚度對(duì)防止鋼筋銹蝕是有利的,，故本規(guī)范規(guī)定,，當(dāng)設(shè)計(jì)采用的最大裂縫寬度計(jì)算式中保護(hù)層的實(shí)際厚度超過30mm時(shí)，可將保護(hù)層厚度的計(jì)算值取為30mm,。
總結(jié)
1,、裂縫寬度計(jì)算值，僅僅限于受彎,，其他不包括,。計(jì)算中細(xì)節(jié)跟工程類型有關(guān)。
2,、【裂縫最大寬度限定值】,，根據(jù)環(huán)境和工程類別有變化，但僅僅限于受彎計(jì)算結(jié)果相比,。
3,、裂縫有表面裂縫和內(nèi)部裂縫；
4,、思考：圓形截面(樁)如何計(jì)算裂縫寬度,？
