池邦云， 高明贊

(1.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院, 上海 200092; 2. 寧波工程學(xué)院 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究所, 浙江 寧波 315016；3. 瑞安市交通工程設(shè)計(jì)管理室, 浙江 瑞安 325200)

鋼筋銹蝕是引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的主要原因之一。鋼筋開(kāi)始銹蝕并達(dá)到一定程度后會(huì)使保護(hù)鋼筋免于銹蝕或延緩銹蝕的混凝土保護(hù)層開(kāi)裂和剝落,引起鋼筋和混凝土之間的握裹力和鋼筋抗拉強(qiáng)度降低,致使結(jié)構(gòu)承載力降低。

混凝土開(kāi)裂后外環(huán)境中腐蝕介質(zhì)的侵入是引起混凝土內(nèi)部鋼筋提前銹蝕的原因之一，而引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的原因有很多，最常見(jiàn)的裂縫有荷載裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、腐蝕裂縫和沉降裂縫等[1]。為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的耐久性，避免或延緩鋼筋銹蝕，各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中都對(duì)結(jié)構(gòu)正常使用荷載作用下允許出現(xiàn)的最大裂縫寬度作了限制。如JTG D62-2004《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》中根據(jù)構(gòu)件所處環(huán)境的不同對(duì)裂縫寬度提出不同的限值，Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下的鋼筋混凝土為0.20 mm，Ⅲ類和Ⅳ類環(huán)境下的鋼筋混凝土為0.15 mm，Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下的鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土為0.10 mm[2]；新西蘭規(guī)范對(duì)干燥環(huán)境下的允許裂縫為0.4 mm；美國(guó)ACI 224委員會(huì)規(guī)定干燥空氣為0.4 mm，潮濕空氣或土中為0.3 mm等[3]。

雖然，混凝土開(kāi)裂會(huì)加速和提早使混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕，僅從裂縫對(duì)鋼筋銹蝕方面考慮，限制結(jié)構(gòu)裂縫寬度對(duì)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是有利的。但是，許多學(xué)者通過(guò)研究認(rèn)為，設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)結(jié)構(gòu)的橫向荷載裂縫寬度限制要求過(guò)于嚴(yán)格，不是過(guò)大的結(jié)構(gòu)荷載裂縫對(duì)耐久性的影響不大[4～7]。同時(shí)，從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕狀況的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，橫向裂縫引起的鋼筋銹蝕程度要比縱向裂縫引起的輕得多。

1 荷載裂縫產(chǎn)生的機(jī)理及理論

對(duì)于一般的受彎或受拉鋼筋混凝土構(gòu)件，在荷載作用下，構(gòu)件的一側(cè)受拉另一側(cè)受壓，或全截面受拉，由于混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多(約為1/10)，當(dāng)受拉區(qū)混凝土受到的主拉應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度或主拉應(yīng)變大于其極限拉伸應(yīng)變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土被拉開(kāi)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫理論主要有4種，即粘結(jié)滑移理論、無(wú)滑移理論、綜合理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論。

1.1 粘結(jié)滑移理論

粘結(jié)滑移理論是R.Saligar在鋼筋混凝土單軸拉伸試驗(yàn)和分析的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，認(rèn)為裂縫的開(kāi)展是由于鋼筋與混凝土之間變形不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)相對(duì)滑移而產(chǎn)生的。裂縫寬度等于裂縫間距范圍內(nèi)鋼筋和混凝土的變形差。裂縫的間距取決于鋼筋與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力的大小與分布。粘結(jié)應(yīng)力越大，混凝土拉應(yīng)力沿構(gòu)件縱向從零增大到其極限抗拉強(qiáng)度所需的粘結(jié)傳遞長(zhǎng)度會(huì)越短，裂縫的間距也就越短，裂縫寬度越小。該理論的裂縫計(jì)算寬度公式為[8]：

Lcr,m=k1+k2d/ρet

(1)

ωcr,m=ψ(σs/Es)Lcr,m

(2)

式中：Lcr,m為平均裂縫間距；ωcr,m為平均裂縫寬度；d為鋼筋直徑；ρet為混凝土有效受拉面積上的鋼筋配筋率；σs為鋼筋應(yīng)力；Es為鋼筋彈性模量；ψ、k1、k2為系數(shù)和常數(shù)。按粘結(jié)滑移理論計(jì)算，裂縫寬度與鋼筋直徑成正比，與混凝土有效受拉面積上的鋼筋配筋率成反比[8, 9]。

1.2 無(wú)滑移理論

無(wú)滑移理論是G.D.Base等人通過(guò)樹(shù)脂灌入受載后開(kāi)裂的混凝土裂縫中和單根鋼筋配筋的單軸拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果得出的。該理論認(rèn)為,在通常允許的裂縫寬度范圍內(nèi),鋼筋變形均勻，可緩和混凝土的應(yīng)力集中，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力并不破壞，相對(duì)滑移很小可以忽略不計(jì)，鋼筋表面處裂縫寬度要比構(gòu)件表面裂縫寬度小得多，裂縫寬度隨著離鋼筋距離的增大而增大。該理論的裂縫計(jì)算寬度公式為[8]:

Lcr,m=2t

(3)

ωcr,max=4tεsm

(4)

式中：Lcr,m為平均裂縫間距；ωcr,max為最大裂縫寬度；t為裂縫發(fā)生點(diǎn)到最近鋼筋中心的距離；εsm為平均應(yīng)變。按無(wú)滑移理論計(jì)算，裂縫寬度與受拉區(qū)混凝土表面至最近鋼筋中心的距離成正比。

1.3 綜合理論

綜合理論是粘結(jié)滑移理論和無(wú)滑移理論的綜合，它既考慮了混凝土保護(hù)層對(duì)裂縫寬度的影響，也考慮了鋼筋和混凝土之間可能出現(xiàn)的滑移。該理論被日本學(xué)者Y.Goto通過(guò)試驗(yàn)給予證明。該理論的裂縫計(jì)算寬度公式為[8]:

Lcr,m=αcr(2.7c+0.1d/ρet)γ

(5)

ωcr,m=αcrψ(σs/Es)(2.7c+0.1d/ρet)γ

(6)

式中：Lcr,m為平均裂縫間距；ωcr,max為最大裂縫寬度；c為混凝土保護(hù)層厚度；γ為鋼筋表面特征系數(shù)。按該理論計(jì)算，裂縫寬度隨混凝土保護(hù)層和鋼筋直徑的增大而增大，隨配筋率的增大而減小。

1.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論

通過(guò)研究分析，影響裂縫寬度的主要因素有鋼筋應(yīng)力、鋼筋直徑、配筋率、混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋外形、荷載作用性質(zhì)和構(gòu)件受力性質(zhì)等。其中，裂縫寬度隨混凝土保護(hù)層和鋼筋直徑的增大而增大，隨配筋率增大而減小。

2 現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)裂縫寬度的計(jì)算

我國(guó)現(xiàn)行的GB 50010- 2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、JTG D62-2004《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》、JTJ 267-98《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、TB 10002.3-2005《鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》和SL191-2008《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中均要求對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)受拉區(qū)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。但以上規(guī)范采用的裂縫計(jì)算理論有所差異，規(guī)范GB 50010-2010、JTJ 267-98和SL191-2008采用的是綜合理論，規(guī)范JTG D62-2004和TB 10002.3-2005采用的是數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論。

規(guī)范GB 50010-2010中對(duì)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)件在荷載長(zhǎng)期作用下的最大裂縫寬度按下式[10]計(jì)算：

(7)

式中：αcr為構(gòu)件受力特征系數(shù)；ψ為裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù);σs為受拉區(qū)縱向鋼筋應(yīng)力;Es為鋼筋的彈性模量;cs為受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度;deq為受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑;ρte為有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋的配筋率。

規(guī)范JTG D62-2004中對(duì)矩形、T形和I形截面的鋼筋混凝土構(gòu)件及B類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的最大裂縫寬度按下式[2]計(jì)算：

(8)

式中：C1為鋼筋表面形狀系數(shù);C2為作用長(zhǎng)期效應(yīng)影響系數(shù);C3為與構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù)；σss為鋼筋應(yīng)力;d為縱向受拉區(qū)鋼筋直徑；ρ為縱向受拉鋼筋的配筋率。

規(guī)范JTJ 267-98中對(duì)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)件的最大裂縫寬度按下式[11]計(jì)算：

(9)

式中：α1為構(gòu)件受力性質(zhì)系數(shù);α2為鋼筋表面形狀系數(shù);α3為荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響系數(shù)；σs1為鋼筋應(yīng)力。

規(guī)范TB 10002.3-2005中對(duì)矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件最大裂縫寬度按下式[12]計(jì)算：

(10)

式中：K1為鋼筋表面形狀系數(shù);K2為荷載特征影響系數(shù);r為中性軸至受拉邊緣的距離和中性軸至受拉鋼筋重心的距離之比;μz為縱向受拉鋼筋的有效配筋率。

規(guī)范SL191-2008中對(duì)矩形、T形和I形截面的受拉、受彎和偏心受壓鋼筋混凝土構(gòu)件而言, 最大裂縫寬度按下式[13]計(jì)算：

(11)

式中：α為綜合系數(shù);c為受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度, 當(dāng)c>65時(shí), 取c=65;ρte為縱向受拉鋼筋的有效配筋率。

3 裂縫理論下結(jié)構(gòu)耐久性分析

正常情況下，鋼筋在混凝土的包裹下處于高堿性的環(huán)境中，鋼筋表面會(huì)形成一層鈍化膜(γ-Fe2O3)使鋼筋免于銹蝕。當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫到達(dá)鋼筋表面并達(dá)到一定寬度后，外界腐蝕介質(zhì)會(huì)沿著裂縫侵入到鋼筋表面，破壞鋼筋表面的鈍化膜，使得裂縫處的鋼筋最先由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)入活化狀態(tài)，在有水分和氧氣的條件下，鋼筋就開(kāi)始腐蝕[14]。

我國(guó)現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范以及國(guó)外的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(如美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)ACI318規(guī)范、歐洲Eurocode 2、德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN1045-1等)中關(guān)于結(jié)構(gòu)的裂縫寬度計(jì)算絕大部分都采用的是綜合理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論。在綜合理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論下，某一具體結(jié)構(gòu)(作用荷載和結(jié)構(gòu)尺寸等已知)的裂縫寬度主要是由受拉鋼筋決定的，其影響因素有鋼筋的彈性模量Es、鋼筋直徑d、有效配筋率ρ、鋼筋應(yīng)力σs、鋼筋表面形狀和鋼筋離混凝土表面的距離(即混凝土保護(hù)層厚度c)。裂縫寬度隨鋼筋的直徑d、鋼筋應(yīng)力σs和混凝土保護(hù)層厚度c的增大而增大，隨鋼筋的彈性模量Es和有效配筋率ρ的增大而減小，使用帶肋鋼筋比光圓鋼筋裂縫寬度要小。結(jié)構(gòu)裂縫寬度隨鋼筋直徑d和鋼筋截面面積As的變化曲線見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 混凝土裂縫寬度隨鋼筋直徑的變化曲線

圖2 混凝土裂縫寬度隨鋼筋截面面積的變化曲線

3.1 鋼筋材料的選擇和配筋

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫寬度影響因素的分析，不難發(fā)現(xiàn)，受拉區(qū)鋼筋材料的選擇和配筋是最為關(guān)鍵的。對(duì)于某一具體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力值(彎矩或軸向力)是已知的，設(shè)計(jì)人員一般選擇HRB335或HRB400鋼筋作為縱向受拉主筋，主筋選定后彈性模量Es被確定。當(dāng)根據(jù)內(nèi)力值計(jì)算受拉鋼筋截面面積As后，鋼筋的有效配筋率ρ、鋼筋應(yīng)力σs和鋼筋的直徑d也就隨之被確定了。而鋼筋的有效配筋率ρ和應(yīng)力σs是根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況由鋼筋的截面面積As確定的，為了滿足結(jié)構(gòu)裂縫寬度的要求，受拉區(qū)所配的鋼筋數(shù)量(截面面積As)一般要增加30%～70%左右。

依據(jù)以上結(jié)論，可以通過(guò)選取直徑d較小、彈性模量Es較大的鋼筋作為縱向受拉主筋來(lái)減小結(jié)構(gòu)裂縫寬度。但是，在相同的腐蝕環(huán)境中，小直徑鋼筋的截面損失量要比大直徑鋼筋的大[7]，結(jié)構(gòu)承載力下降速度更快。故通過(guò)降低鋼筋的直徑來(lái)控制裂縫寬度是不合適的。

此外，控制結(jié)構(gòu)的裂縫寬度還將不利于高強(qiáng)度鋼筋的應(yīng)用。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)普遍在普通混凝土結(jié)構(gòu)中使用高強(qiáng)度鋼筋，其強(qiáng)度要高出我國(guó)約100 MPa, 高強(qiáng)度鋼筋的使用有利于減輕施工強(qiáng)度, 降低配筋密度, 提高混凝土的施工質(zhì)量和減少結(jié)構(gòu)用鋼量, 其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著[7]。但使用高強(qiáng)度鋼筋后，由于鋼筋的抗拉強(qiáng)度有所提高(鋼筋應(yīng)力σs增大)，勢(shì)必會(huì)減小受拉鋼筋的截面面積As，而且高強(qiáng)度鋼筋的彈性模量Es比普通鋼筋要略小，若仍按我國(guó)現(xiàn)行的裂縫寬度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，將無(wú)法滿足要求，勢(shì)必還得增大鋼筋面積As來(lái)滿足裂縫寬度要求，那么使用高強(qiáng)度鋼筋就失去了意義。故有必要消除現(xiàn)行規(guī)范在荷載裂縫控制上的過(guò)分要求，掃除高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的障礙。

3.2 混凝土的保護(hù)層厚度

無(wú)論是綜合理論還是數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，結(jié)構(gòu)裂縫寬度都隨混凝土保護(hù)層厚度的增大而增大，其變化曲線見(jiàn)圖3(根據(jù)規(guī)范GB 50010-2010的計(jì)算結(jié)果)。為了控制結(jié)構(gòu)的裂縫寬度，許多設(shè)計(jì)人員忌用較厚的混凝土保護(hù)層。但是，設(shè)計(jì)規(guī)范提出的裂縫寬度計(jì)算公式一般是基于裂縫理論和試驗(yàn)得到的，試驗(yàn)中通常只能觀察和測(cè)量到構(gòu)件表面或沿鋼筋水平位置側(cè)表面上的表觀裂縫寬度。在裂縫綜合理論下，構(gòu)件表面的裂縫寬度的確是隨混凝土保護(hù)層厚度c的增大而增大的，但鋼筋位置處的裂縫寬度卻基本不變(圖4)，而直接影響鋼筋銹蝕速率的正是該位置處的裂縫寬度。

圖3 混凝土裂縫寬度隨保護(hù)層厚度的變化曲線

圖4 受拉區(qū)混凝土裂縫

圖5中為兩個(gè)保護(hù)層厚度不同的構(gòu)件(其他條件相同)，其保護(hù)層厚度分別為c1和c2，c1大于c2，則在荷載作用下其鋼筋位置處的橫向裂縫寬度值ω1等于ω2，同理，距鋼筋c2位置處的裂縫寬度值ω3等于ω4，ω5則大于ω1、ω3，即滿足保護(hù)層厚度越大其構(gòu)件表面的裂縫寬度也就越大。雖然兩構(gòu)件在c2范圍內(nèi)裂縫寬度值是相等的，但是，從鋼筋的腐蝕速率考慮，保護(hù)層厚度為c1的更有利于結(jié)構(gòu)的耐久性。文獻(xiàn)[4]的研究結(jié)果表明，適當(dāng)增大混凝土保護(hù)層厚度可以延長(zhǎng)外環(huán)境中的二氧化碳、氯離子和氧氣等腐蝕介質(zhì)以滲透和擴(kuò)散等方式通過(guò)混凝土的保護(hù)層進(jìn)入到鋼筋表面并達(dá)到引起鋼筋銹蝕的臨界濃度的時(shí)間，以及降低鋼筋的銹蝕速率和延長(zhǎng)保護(hù)層開(kāi)裂時(shí)間，對(duì)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性非常有利。同時(shí)，文獻(xiàn)[3]研究認(rèn)為，混凝土的保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)早期的塑性沉降裂縫有影響，當(dāng)保護(hù)層過(guò)薄時(shí)，塑性沉降裂縫會(huì)伸入鋼筋表面并沿著鋼筋通長(zhǎng)發(fā)展，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響很大。

圖5 不同保護(hù)層厚度下結(jié)構(gòu)裂縫

保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)的表觀裂縫寬度影響較大，而對(duì)鋼筋位置處的裂縫寬度影響卻很小，我國(guó)現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)針對(duì)裂縫寬度計(jì)算中的混凝土保護(hù)層厚度作出了合理的取值。GB/T 50476-2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中，裂縫控制等級(jí)為二級(jí)或一級(jí)時(shí)，按規(guī)范GB 50010-2002(現(xiàn)行規(guī)范為GB 50010-2010，其裂縫計(jì)算寬度公式相同)計(jì)算裂縫寬度，對(duì)裂縫寬度無(wú)特殊外觀要求的，當(dāng)混凝土保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度超過(guò)30 mm時(shí)，可將厚度取為30 mm計(jì)算裂縫的最大寬度。而規(guī)范JTG D62-2004和規(guī)范TB 10002.3-2005則不考慮保護(hù)層對(duì)裂縫寬度的影響。

3.3 橫向裂縫寬度

由于結(jié)構(gòu)的裂縫會(huì)加快鋼筋銹蝕，為提高結(jié)構(gòu)的耐久性，各規(guī)范根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)的不同對(duì)混凝土構(gòu)件表面的最大裂縫計(jì)算寬度提出了控制要求，規(guī)范GB 50010-2010、JTG D62-2004、JTG/T B07-01-2006[15]和規(guī)范GB/T 50476-2008的要求見(jiàn)表1～表4，其中規(guī)范JTG D62-2004對(duì)普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度要求較嚴(yán)格，且劃分等級(jí)較少。

表 1 規(guī)范GB 50010-2010中最大裂縫寬度限值

表2 規(guī)范JTG D62-2004中最大裂縫寬度限值

表3 規(guī)范JTG/T B07-01-2006中裂縫寬度允許值

表4 規(guī)范GB/T 50476-2008中裂縫計(jì)算寬度限值

雖然結(jié)構(gòu)的裂縫寬度會(huì)影響其耐久性，但是，根據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究[16, 17]，對(duì)于不超過(guò)0.2 mm的裂寬，氯離子等腐蝕介質(zhì)沿裂縫途徑的擴(kuò)散受水泥基體自愈作用的限制，鋼筋銹蝕的長(zhǎng)期發(fā)展基本不受橫向裂縫寬度大小與分布的影響。對(duì)于不過(guò)分超過(guò)自愈閾值的裂寬，在氧化物的填充效應(yīng)的作用下，對(duì)鋼筋銹蝕的影響也是有限的。裂縫自愈合的機(jī)理[3]是硬化水泥漿體中的氫氧化鈣與周圍空氣或水分中的二氧化碳結(jié)合生成碳酸鈣，碳酸鈣與氫氧化鈣結(jié)晶沉淀并積聚于裂縫內(nèi)，這些結(jié)晶相互交織，產(chǎn)生力學(xué)粘結(jié)效應(yīng)，同時(shí)在相鄰結(jié)晶、結(jié)晶與水泥漿體、結(jié)晶骨料表面之間還有化學(xué)粘結(jié)作用，結(jié)果使裂縫得到密封。

此外，文獻(xiàn)[14]通過(guò)試驗(yàn)表明，在氯鹽和碳化侵蝕下，裂縫寬度從0.07 mm增大到0.85 mm(增大了12.1倍)，鋼筋的銹蝕速率僅提高了約2倍。文獻(xiàn)[18]認(rèn)為，裂縫對(duì)鋼筋的銹蝕影響并不大，因?yàn)榱芽p的產(chǎn)生僅使裂縫位置處鋼筋提早開(kāi)始銹蝕，銹蝕速度將取決于陰、陽(yáng)極間的電阻及陰極處的供氧程度，而氧氣的供給是通過(guò)未開(kāi)裂處混凝土的保護(hù)層滲入的，腐蝕速率取決于鋼筋的保護(hù)層質(zhì)量和厚度。

由此可見(jiàn)，不是過(guò)大寬度的橫向裂縫對(duì)其結(jié)構(gòu)耐久性的影響較小，而我國(guó)相關(guān)規(guī)范中控制的最大裂縫寬度大多指的是混凝土表面的表觀裂縫寬度，若按綜合理論考慮其鋼筋位置的裂縫寬度要小得多，規(guī)范對(duì)裂縫寬度限制仍偏嚴(yán)格。而對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性影響較大的是結(jié)構(gòu)早期的收縮裂縫(縱向裂縫)，它會(huì)造成鋼筋大范圍的迅速銹蝕。

4 結(jié) 語(yǔ)

荷載作用引起的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橫向裂縫理論有粘結(jié)滑移理論、無(wú)滑移理論、綜合理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，大部分設(shè)計(jì)規(guī)范中采用了綜合理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論。

依據(jù)裂縫理論和現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，影響結(jié)構(gòu)表觀橫向荷載裂縫寬度的主要因素有受拉區(qū)鋼筋的品種、直徑、截面面積和混凝土的保護(hù)層厚度，裂縫寬度隨鋼筋直徑和保護(hù)層厚度的增大而增大，隨鋼筋總截面面積的增大而減小。但是，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性起主要影響的是鋼筋位置處的裂縫寬度，保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋位置處的裂縫寬度影響很小，適當(dāng)增大保護(hù)層厚度對(duì)提高結(jié)構(gòu)的耐久性是十分有利的，設(shè)計(jì)人員不應(yīng)過(guò)分控制結(jié)構(gòu)表觀的裂縫寬度值而忌用較厚的保護(hù)層。

根據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果顯示，寬度較小的裂縫具有一定的自愈合能力，不是過(guò)大寬度的橫向裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響較小。部分規(guī)范對(duì)裂縫寬度的控制要求偏高，同時(shí)不利于高強(qiáng)度鋼筋的應(yīng)用，有必要消除現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范在荷載裂縫寬度上的過(guò)分要求，掃除高強(qiáng)度鋼筋的應(yīng)用障礙。通過(guò)對(duì)混凝土原材料的選擇、合理的配合比和適當(dāng)?shù)氖┕ゐB(yǎng)護(hù)進(jìn)行控制收縮裂縫等縱縫，將更有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

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