预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计

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1、邵长军：预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计123预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计邵长军(山东科技大学土木建筑学院。济南青岛266510)【摘要】预应力混凝土具有建造跨度大、自重轻、结构寿命长、节约钢筋等优点。与此同时，在荷载作用下，预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构一样，都不可避免的会出现裂缝，影响结构的耐久性和结构性能。文中根据混凝土裂缝产生的原因提出了控制预应力混凝土结构裂缝的措施，以及在预应力混凝土结构抗裂设计中所采用的设计方法并提出了相关的计算公式。【关键词】预应力混凝土结构；裂缝控制；

2、设计建议【中图分类号】TU755【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)10—0123—031预应力混凝土结构裂缝的形成原因力未达到设计值时引起拉应力而导致的裂缝。预应力结构构件几何尺寸厚大，例如预应力大梁2裂缝对预应力混凝土结构的危害截面宽度一般在400—600mm，梁高多在1000mm以2．1结构承载力下降上，预应力结构不仅具有跨越能力大、受力性能好、耐裂缝的产生和发展，即使没有破坏混凝土结构和久性高、轻巧美观等特点，而且较为经济、节材、和节钢筋，但削弱了局部构件截面的有效高度

3、，裂缝的产生能。现在已被应用到各个领域，但已建成的预应力混导致结构的实际承载力要比理论计算得到的承载力凝土结构工程中都或多或少地产生了裂缝，影响了结小，结构的实际承载力的降低不能充分发挥结构性能。构的耐久性和结构性能，结构产生裂缝的原因主要归2．2冻蚀影响纳有以下几个方面：水分通过裂缝进入到混凝土结构中，当气温在0。1．1预应力构件设计截面尺寸不合理引起的裂缝以下时，渗入混凝土中的水分结冰膨胀，从内部破坏混截面尺寸较大的混凝土构件在硬化过程中，由于凝土的微观结构，引起原有裂缝的进一步扩展，特别当截面

4、尺寸设计不当引起较大的拉应力，从而引起两种冻融现象比较频繁时，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，裂缝，失水干缩形成的裂缝及温度变化引起的收缩裂裂缝宽度将逐渐加宽，强度降低。缝，此外混凝土内部产生的水化热导致构件温度升高，2．3钢筋腐蚀影响引起内部混凝土膨胀变形而产生裂缝。在一般环境下，预应力钢筋的腐蚀通常由两种作1．2施工过程中支撑体系不当产生的裂缝用引起，一种是碳化作用，另一种是氯离子的侵蚀，这由于混凝土硬化前预应力结构跨度较大，构件截两种作用都破坏了受力筋的钝化膜，通过两种作用的面尺寸大，施工荷载也大

5、，造成支撑体系的承载力不腐蚀的机理可知诱发受力筋腐蚀应同时具备以下三足，脚手支架沉降形成裂缝；采用早拆模板施工方法个条件：①受力筋表面钝化膜的破坏；②适宜的湿度时，混凝土强度标准值达到设计强度的115％，但采用(RH=60％～85％)；③充足氧气的供应。因此混凝土建立预应力，拆模后产生裂缝。同时，由于保留的支撑在产生裂缝的同时，为受力筋的腐蚀提供了有利的条承载力不足也会产生裂缝，此类裂缝在跨中垂直梁底，件，钢筋的受力面积比实际计算受力面积要小，随着裂下宽上窄，呈正截面受弯裂缝，两端为斜向受剪裂缝。缝

6、的开展逐渐减小了钢筋和混凝土的粘结力。1．3混凝土材料本身引起的收缩裂缝2．4其它方面混凝土是一种混合材料，由水泥、石、砂、水所组裂缝的产生引起混凝土的脱落，导致混凝土性能成，各材料的物理化学性质不同，在混凝土硬化过程中得不到充分的发挥，降低混凝土的抗疲劳、抗渗能力和掺杂了气体和水，因此混凝土在开始时便具有微观裂结构的耐久性。同时结构或构件产生的表面裂纹对于缝和微孔。现阶段工程多采用商品混凝土，水灰比比使用阶段并没有太大的危害，但影响美观让人们在视较小，导致塌落度大，产生收缩裂缝的几率增大。觉上不能

7、接受，产生的负面作用也是需要考虑的。1．4预应力张拉工艺不当产生的裂缝3预应力混凝土结构裂缝控制措施由于预应力钢筋锚固区局部受压过大，在梁端非目前我国对于预应力混凝土裂缝控制等级划分预应力区内产生拉剪裂缝，同时此处将会引起沿钢筋如表1。在结构设计时，要严格遵守规范对裂缝宽度方向的纵向裂缝。施工过程中对预应力钢筋施加的应的要求，同时要考虑混凝土与周围环境条件的关系，重124低温建筑技术2010年第】O期(总第148期)视普通钢筋对控制裂缝的影响，纵向预应力钢筋对裂计算裂缝宽度，并校核裂缝宽度；②通过计

8、算预应力混缝的作用，正确考虑结构与荷载的状态关系，这些都对凝土梁受拉边缘的名义拉应力的大小，间接控制裂缝裂缝控制有很大影响，应予以重视。的宽度；③控制消压后受拉钢筋的应力或应变增多；④采用索梁分载法对裂缝控制验算进行简化。设计人员表1裂缝控制等级划分可以参考这四种裂缝控制方法进行预应力混凝土结构的抗裂设计。4．1规范法我国规范GB50010—2002是按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响给出的最大裂缝宽度计算公式：一[1]oJ,⋯=acr~b(1．9e+0．08)3