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关于普通钢筋混凝土结构设计中梁裂缝控制验算探讨 　　摘要本文简要介绍了新颁布的新版《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中梁裂缝验算与旧版规范GB50010-2002的异同，分析了与最大裂缝宽度相关的主要因素，对常见裂缝验算问题进行了探讨，对设计提出了相应建议。 　　关键词普通钢筋混凝土 梁裂缝控制设计 　　一． 概述 　　设计实践中，普通钢筋混凝土梁在竖向荷载作用下的裂缝控制验算（以下简称梁裂缝验算），一直令结构设计人员比较困惑，采用一体化结构软件设计时，很多梁按照裂缝控制计算的配筋比按照承载力计算的配筋结果大，尤其采用高强度钢筋时，就更加明显。在新版《混凝土结构设计规范》中，对最大裂缝宽度验算公式进行了修订，在相同条件下较旧版规范计算值有所减小，而在实际应用中，设计人员应该深刻理解并正确运用梁裂缝验算公式，在计算中采用合理的设计参数和计算假定。 　　二．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中梁裂缝验算的主要改进 　　新版规范最大裂缝宽度验算公式：ωmax=αcrΨσs（1.9Cs+0.08deq/ρte）/Es 　　可以看出，公式形式与旧版规范基本一致，而主要改进之处有： 　　（1） 构件受力特征系数αcr取值，对普通钢筋砼受弯构件由2.1改为1.9。 　　（2） 纵向受拉钢筋的应力由荷载效应的标准组合σsk改为按准永久组合σs。 　　现对300X600、300X700两种截面的梁分别按两个规范版本进行了验算，在其它条件一致（砼C30、钢筋HRB400、保护层厚度25mm、等弯矩时实配钢筋相同）的情况下，得到弯矩设计值与裂缝宽度关系的曲线如图示。可以看出，按新版规范计算的最大裂缝宽度有所减小。 　　 　　 　　新版规范与旧版规范相比较，裂缝控制验算公式调整虽然不大，但有所改进，对解决工程设计中的相关困惑起到了积极作用。 　　三． 与最大裂缝宽度计算值相关的主要因素 　　影响梁受弯裂缝的因素很复杂，按照新版规范，与最大裂缝宽度计算值相关的主要因素有以下几方面。 　　1、 截面尺寸。通过M-Wmax拟合曲线分析（略），截面宽度或高度越大，最大裂缝宽度计算值越大。 　　2、 钢筋直径。在满足承载力的前提下，实配钢筋???径越小，最大裂缝宽度计算值越小。以梁b*h=300X600为例（砼C30，钢筋HRB400，M=335KN.m），当实配钢筋分别为4Ф25和5Ф22时，最大裂缝宽度计算值分别为0.314mm和0.303mm。 　　3、 配筋率。通过M-Wmax拟合曲线可以看出，梁配筋率较小和较大时最大裂缝宽度较小，在某一适中配筋率时达到最大。 　　4、 受拉翼缘。当存在受拉翼缘时，由于截面尺寸效应，最大裂缝宽度比不考虑受拉翼缘时要大，但是一般受拉翼缘都配有钢筋，不考虑此钢筋的作用也是不合理的，但如何考虑是需要研究的课题，以梁b*h=300X600、受拉翼缘bf*hf=2000X100为例（砼C30，钢筋HRB400，M=335KN.m，承载力计算配筋1945mm2，实配4Ф25，受拉翼缘内配筋Ф8@200），分几种模式计算比较如下： 　　 　　由此可以看出，如何考虑翼缘及其钢筋的作用对裂缝宽度计算值有较大影响。 　　5、钢筋的砼保护层厚度。仍然以上面梁为例，保护层厚度分别为25mm、30mm时，Wmax分别为0.314mm、0.340mm。 　　四．梁裂缝控制验算存在的问题 　　梁裂缝控制的规定已沿用较长时间，基本被工程研究界认同，虽然不断改进，仍然存在一些疑点。目前，工程界大力推广高强度钢筋，但是以裂缝要求最低的一类环境为例，采用目前主流的400MPa级钢筋，从以上算例可以看出，实际工程中有较多情况需要增加配筋量来满足最大裂缝宽度0.3mm的要求，而且越是经济配筋率时，裂缝宽度越大。由于裂缝宽度计算值与钢筋强度无关，那么对500MPa级的钢筋，如果需要裂缝控制，就难以推广，如果使用了，不但没有降低钢材消耗，业主也白白增加投资。 　　影响梁受力裂缝的因素中，除规范公式反应出来的以上因素外，还有纵筋的间距、钢筋骨架的作用、受压区翼缘的作用等，新版规范对于梁类受弯构件的裂缝控制仍然偏于保守。 　　五．对工程设计中裂缝控制的几点意见和建议 　　1、设计中裂缝控制验算的重点部位。 　　（1）对裂缝要求严格的部位。主要指环境类别为二、三类的梁，当最大裂缝宽度限值为0.2mm时，一般均需要加大配筋，降低钢筋应力，以来满足裂缝控制要求。 　　（2）采用高强钢筋的梁。最大裂缝宽度计算值受钢筋应力的影响，而与钢筋的强度无关，当采用高强钢筋时，按承载力计算的钢筋应力较高，裂缝宽度计算值也较大。当最大裂缝宽度限值为0.3mm，采用HRB335钢筋，按照承载力配筋一般均能