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2017-05-08

根据EN 1992-1-1中厚结构构件的中心约束最小配筋的确定

裂缝宽度 w 定义为构件面上裂缝的宽度,因为随着距离构件表面的距离增加,裂缝宽度减小。 裂缝宽度的允许大小取决于环境条件、结构构件的功能以及钢筋[1]的腐蚀敏感性。

早期约束产生裂缝的原因

在裂缝形成中一个重要的作用就是所谓的早期约束,其中最重要的约束是水化热的形成、混凝土的收缩和建筑物的地面运动产生的温度变化。 尤其是对于钢筋混凝土结构构件,早期混凝土的裂缝通常在剥离后的几天内出现。 在厚壁情况下,水化热的形成也会导致内应力的发展,这是由截面上的温差产生的,并导致壁面的壳体裂缝。

保存三天以内的混凝土称为新拌混凝土。 在这个时间之后,根据水泥类型、环境温度和水灰比,年轻的混凝土的水化程度达到了 60% 到 90%。 年轻混凝土具有以下特性:

  • 产生强烈的热量,从而与周围环境进行热交换,
  • 由于热量的产生,体积变化很大,
  • 由于逐渐水化,力学性能发生了快速变化。

在水化热形成过程中,尤其是在钢筋混凝土结构构件中会产生内应力,从而在截面的边缘区域产生压应力和拉应力。 基于在没有采取相应措施的情况下存在的差异,该应力条件导致了大裂缝的形成。

对策

通常,通过采用先进的混凝土技术措施或适当的养护,或设置伸缩缝,可以最大程度地减少或减缓约束应力的形成。 因为不可能完全避免裂缝的形成,所以必须通过合适的配筋来限制和分布裂缝。

计算最小配筋

为了确保限制裂缝宽度,有必要创建最小配筋来控制裂缝宽度。 下面将按照 DIN EN 1992-1-1 计算的最小配筋面积与使用 RF-CONCRETE Surfaces 的结果进行比较。

初始值:
壁厚: h = 100 厘米
混凝土保护层: cnom = 40 mm 对于环境作用等级 XC4
混凝土 C30/37
钢筋: B 500 S (A)
容许裂缝宽度: wk = 0.2 mm
所选钢筋直径: ds = 14 mm


值:
kc = 1.0 (纯拉力)
k = 0.65 ∙ 0.8 = 0.52 (调整内应力)
fct,eff = 0.5 ∙ fctm = 1.45 N/mm²
act = h/2 ∙ b = 5000 cm²/m

σs由极限直径 ds * 定义,如下所示:


20.2 mm ≤ 28.0 mm
值:
d = h - (cnom + ds/2) = 95,3 cm
hcr = h = 100 cm

对于较厚的结构构件,可以在考虑有效边缘区域 Ac,eff的情况下进行最小配筋的计算,这种情况下不应再创建钢筋,因为它是在之前的计算[3]中确定的。


值:
k = 0.52
fct,eff = 0.5 ∙ fctm = 1.45 N/mm²
ac,eff = hc,eff ∙ b = 19.4 cm ∙ 100 cm/m [根据图 7.1d)DE]
act = h/2 ∙ b = 5000 cm²/m
fyk = 500 N/mm²
σs由极限直径 ds * 定义,如下所示:


链接
参考
  1. Avak, Ralf. Stahlbetonbau in Beispielen, DIN 1045 und Europäische Normung – Teil 2: Konstruktion-Platten-Treppen-Fundamente. Werner Verlag, Düsseldorf, 1992.
  2. Rostásy, F. S ; Henning, W.: Zwang und Rissbildung in Wänden auf Fundamenten. DAfStb-Heft 407. Berlin: Beuth, 1990
  3. Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1‑1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1992‑1‑1:2004 + AC:2010
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