混凝土结构设计的常见问题：裂缝宽度控制验算

【规范规定】

《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）

7.1.1 钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：

1.一级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：

σ_ck-σ_pc≤0 （3-3）

2.二级裂缝控制等级构件，在荷载标准组合下，受拉边缘应力应符合下列规定：

σ_ck-σ_pc≤f_tk （3-4）

3.三级裂缝控制等级时，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算。最大裂缝宽度应符合下列规定：

w_max≤w_min （3-5）

对环境类别为二a类的预应力混凝土构件，在荷载准永久组合下，受拉边缘应力尚应符合下列规定：

σ_cq-σ_pc≤f_tk （3-6）

式中 σ_ck、σ_cq——荷载标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法应力；(www.xing528.com)

σ_pc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力，按本规范公式（10.1.6-1）和公式（10.1.6-4）计算；

f_tk——混凝土轴心抗拉强度标准值；

w_max——按荷载的标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，按本规范第7.1.2条计算；

w_min——最大裂缝宽度限值，按本规范第3.4.5条采用。

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）

12.3.13 按正常使用极限状态验算桩基沉降时，荷载效应应采用准永久组合；验算桩基的横向变位、抗裂、裂缝宽度时，根据使用要求和裂缝控制等级分别采用荷载的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响。

【解析】

GB 50010《混凝土结构设计规范》规定的裂缝控制验算，是对线形构件的，单向板按线形构件作近似计算，但现浇楼板实际支承情况没有真正的单向板，裂缝计算结果是不真实的。

双向楼板是属于面构件，配筋计算不论按弹性方法还是塑性方法，跨中和支座以最大弯矩点进行确定钢筋截面面积，并通跨布筋。裂缝计算也以最大弯矩点确定裂缝宽度是不真实的。因此，双向板的裂缝如何计算，目前没有确切方法，而按线形构件计算裂缝宽度也无理论依据，实际工程的双向板可以不验算裂缝。

在一般情况下，混凝土的大多数裂缝都在施工阶段或者在工程正式交付使用前发生，对工期较长的大型工程尤其如此。这些裂缝主要是混凝土硬化前的塑性沉降裂缝和硬化后早期发生的温度、收缩、干缩裂缝。这当然与施工时的原材料选择不当、混凝土级配不合理、配比中的用水量过多、振捣养护不当等有关，但显然也与设计有关。设计者不能以为已按计算公式验算了裂缝宽度，并已满足w_max≤w_lim的条件，所有裂缝问题就都已经解决。设计者应该根据具体条件，认真考虑分缝或分层浇筑的位置，以减少温度或收缩变形的约束；认真选择混凝土的强度等级及材料性能，防止因水泥用量过多导致温度和收缩变形增大；认真研究在关键部位布置足够的温度钢筋和构造钢筋等。