裂缝宽度的控制计算方法

蜗壳外围混凝土结构为非杆件体系结构，不宜按构件进行裂缝宽度验算。根据DL/T 5057—2009《水工混凝土结构设计规范》要求，宜按耐久性要求进行裂缝控制，裂缝宽度及裂缝延伸范围，宜采用钢筋混凝土非线性有限元法直接计算，裂缝宽度限值根据环境类别确定；对于未能直接由钢筋混凝土非线性有限元方法计算得到裂缝宽度时，也可由钢筋混凝土有限元方法计算出钢筋单元应力，按下列原则处理：

表面裂缝可通过限制表面第一层受拉钢筋的单元应力来控制裂缝宽度，在标准组合作用下的表面第一层受拉钢筋单元应力σsks宜符合下列规定：

式中：σsks为在标准组合作用下，由钢筋混凝土有限元计算得到的第一层受拉钢筋的钢筋单元应力；σsps为非杆件体系结构表面裂缝受拉钢筋单元应力限值，宜根据裂缝宽度及保护层厚度的大小选取，裂缝宽度控制在0.1～0.3mm情况下，保护层厚度为100mm时，σsps不宜超过80～140N/mm2，对四类环境和裂缝宽度要求小的取小值，对一类环境和裂缝宽度要求大的取大值。(www.zuozong.com)

在钢筋混凝土结构非线性有限元计算中，可以由裂缝处单元两端的位移直接求出裂缝宽度，但单元两端的位移差与网格划分密度相关，且应该考虑钢筋与混凝土之间的黏结滑移。但在三维计算中，受计算规模的限制，网格划分往往不够精细，且没有考虑钢筋与混凝土之间的滑移问题，由位移求出的裂缝宽度不够准确，因此在本章的研究中，通过限制钢筋应力间接控制裂缝宽度。蜗壳外围混凝土结构处于二类环境，裂缝宽度应限制在0.3mm以内，所以取大值，钢筋应力按140N/mm2（约140MPa）控制，即钢筋应力小于140MPa时，即认为裂缝宽度满足要求。