6.4 塔筒裂缝宽度验算

6.4.2  验算混凝土和预应力混凝土塔筒裂缝宽度时，应按eok≤rco和eok＞rco两种偏心情况计算截面混凝土压应力和钢筋拉应力。此时轴向力和截面圆心的偏心距eok应分别按下列规定计算：

    1  轴向力对截面圆心的偏心距eok：

      1)当截面上无孔洞或有两个大小相等且对称的孔洞时：

      2)当截面上有孔且大小不相等或不对称时：

式中：N_k、M_k、M_ak——荷载标准值(包括风荷载)作用下的截面轴向力(N)、弯矩(N·m)和附加弯矩(N·m)；

          a——截面形心轴至圆心轴的距离(m)，可按本标准附录F计算；

          N_pe——有效预应力，预应力钢筋对构件产生的轴向力(N)。

    2  截面核心距rco可按本标准附录F进行计算。

6.4.3  当e_ok≤r_co(图6.4.3)且塔筒计算截面无孔洞时，应按下列规定确定背风面和迎风面混凝土压应力；当塔筒计算截面有孔洞时，可按本标准附录G进行计算。

图6.4.3  水平截面在标准荷载作用下的计算

    1  背风面混凝土的压应力σ＇_c。应按下式计算：

    2  迎风面混凝土的压应力σ_c应按下式计算：

式中：A₀——塔筒水平截面的换算截面面积，A₀＝2πrt(1＋ω_hs＋ω_hp)；t为筒壁厚度；

          ω_hs、ω_hp——塔筒水平截面的特征系数，取ω_hs＝2.5ρ_saE_s，ω_hp＝2.5ρ_paE_p；aE_s、aE_p为钢筋、预应力钢筋和混凝土弹性模量之比；aE_s＝E_s/E_c，aE_p＝E_p/E_c；ρ_s、ρ_p为纵向普通钢筋和预应力钢筋的配筋率。

6.4.4  当e_ok＞r_co(图6.4.4)且塔筒计算截面无孔洞时，应按下列规定确定背风面混凝土压应力和迎风面纵向钢筋和预应力钢筋的拉应力；当塔筒计算截面有孔洞时，可按本标准附录G进行计算。

图6.4.4  水平截面在标准荷载作用下的计算

    1  背风面混凝土的压应力σ＇c应按下式计算：

式中：A——塔筒水平截面面积。

    2  迎风面纵向钢筋和预应力钢筋的拉应力σs和σp应按下列公式计算：

    3  截面受压区半角φ可按下式计算：

6.4.5  混凝土塔筒在荷载标准值和温度共同作用下产生的最大水平裂缝宽度ω_max(mm)可按下列公式计算：

式中：σ_sk——在标准荷载和温度共同作用下的纵向钢筋拉应力或预应力钢筋等效应力；

          σ_s——在荷载标准组合值作用下的纵向钢筋拉应力(N/mm²)或预应力钢筋的等效应力，可按本标准第6.4.4条计算；

          a_T——混凝土线膨胀系数，取1×10^-5/℃；

          △t——筒壁内外温差(℃)；

          a_cr——构件受力特征系数，按表6.4.5-1采用；

          ψ——裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，当ψ＜0.2时取0.2，当ψ＞1.0时取1.0，对直接承受重复荷载的构件，呻ψ＝1；

          f_tk——混凝土抗拉强度标准值(N/mm²)；

         ρ_te——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；对无黏结后张构件，仅取纵向受拉普通钢筋计算配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρ_te＜0.01时，取ρ_te＝0.01；

         C_s——最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm)，当C_s＜20时，取C_s＝20；当C_s＞65时，取C_s＝65；

         A_te——有效受拉混凝土截面面积(mm²)；

         A_s——受拉区纵向非预应力钢筋截面面积(mm²)；

         A_p——受拉区纵向预应力钢筋截面面积(mm²)；

         d_eq——受拉区纵向钢筋的等效直径(mm)；

        d_i——受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm)；

        n_i——受拉区第i种纵向钢筋的根数；

        v_i——受拉区第i种纵向钢筋的相对黏结特性系数，按表6.4.5-2采用。

表6.4.5-1  构件受力特征系数

表6.4.5-2  钢筋的相对黏结特性系数

注：1  对环氧树脂涂层带肋钢筋，其相对黏结特性系数应按表中系数的80％取用；

       2  当e_ok≤r_co时，不需验算水平裂缝宽度。

6.4.6  混凝土塔筒由于内外温差所产生的最大竖向裂缝宽度ω_max可按本标准第6.4.5条的公式进行计算，但σ_sk应按下列公式计算：

σ_sk＝E_s△ta_T(1－ξ)          (6.4.6-1)

式中：ξ——受压区相对高度；

          ω_v——塔筒竖向截面的特征系数；

          aE——钢筋和混凝土的弹性模量比，aE＝E_s/E_c。