式中:
随所采用的钢筋与混凝土的标号而变化。
4 系数C1与C2的确定
在式(4)中留下了2个待定系数C1与C2,对于不同标号的混凝土试件的试验结果证明,C1X
几乎接近一个不变的常数,其值仅随钢筋表面特征而异,通过试验资料分析,得出下列结果。

通过一系列试验资料的分析可以看出,虽然裂缝间距ιT本身存在着很大的分散性,但还是可以找到一定的规律,有一明晰的趋向。对于裂缝间距最小极限而言,约为3cm,因此,在式(4)中,可取C2=3cm。
将所获得的结果代人式(4),则可得出下列计算钢筋混凝土构件裂缝间距的实用公式。
式中; 为钢筋周长的总和。
上述公式经过验证,当钢筋应力大于150MPa,所计算得的裂缝间距理论值与实验结果之间的误差,绝大部分都在±1O% 的范围内。由此可见,按式(8)或式(9)计算钢筋混凝土构件的裂缝间距具有足够的精确性。
当求得裂缝间距的理论之后,就可利用式(7)来计算裂缝宽度。采用不同的混凝土收缩率作为计算依据,其范围自(O~O.3)×10-3。据此数值,按照式(7)进行
计算,结果表明,裂缝宽度理论值与实验值之间的误差,绝大部分在±5%~8%,这说明式(7)可以建议在实际工作中采用。
根据比较,按本文所建议的公式计算钢筋混凝土构件的裂缝间距与宽度,与实际情况更接近。
5 裂缝间距与裂缝宽度的分散性
由式(8)或(9)以及式(7)所求的裂缝间距和裂缝宽度值只能认为是理论上的平均值。而事实上由于多种因素的影响,第一批出现裂缝位置的偶然性,在极大程度上影响着以后裂缝的出现。例如假定在2条第一批出现裂缝的中点,混凝土
的应力几乎接近混凝土的平均抗拉强度极限,则由于混凝土材料的非均匀质性,这时就有以下两种可能:其一是混凝土中的应力已达到该中点界面的抗拉强度极限,这时在该点将出现新的裂缝,裂缝的间距也就较原有的间距减小了一半;但也有可能混凝土中的应力尚未到达该中点截面的混凝土抗拉强度极限,这样就不致出现新的裂缝,而裂缝间距仍保持着原有的数值,由此可见,即使不考虑影响裂缝的其他因素,裂缝最大间距也将为其最小间距的2倍、平均间距的1.5倍。如果加上其他因素的影响,裂缝间距的分散性则还要大。
统计结果表明,裂缝间距频率曲线接近于高斯曲线,最大值为其平均值的1.5~2.0倍,变异系数在25%~5O%之间。虽然影响裂缝间距的因素很多,但还是有可能通过对试验结果进行数理统计分析,找出平均裂缝间距与最大裂缝间距的分散性系数k ,从而利用下式来计算最大裂缝间距:

由实验资料的统计分析得出,对于钢筋混凝土结构,受拉区混凝土裂缝间距的分散性系数取k1 =1.8是较为适宜的。
裂缝宽度的分散性除了受到裂缝间距的影响外,还与裂缝分批出现这一因素有关。试验表明,当2条原有裂缝之间出现新裂缝后,原有裂缝的宽度并不因新裂缝的出现而有所减小,它依旧随着外荷的增加而继续发展,致使作用的荷载愈大(钢筋应力愈大),裂缝宽度的分散性也就愈大。
由试件试验所得的裂缝宽度可以看出,裂缝宽度的分散性较之裂缝间距的分散性大,且随钢筋的应力不同而有所不同,对于一般钢筋混凝土构件而言,考虑到常用荷载作用下的钢筋应力值,最大裂缝宽度与平均裂缝宽度之间的分散性系数可取k2=2.5,于是最大裂缝宽度即可按下式求得:

6 结论
裂缝计算的主要目的在于控制结构在工作状态的裂缝宽度,不因开展过大引起结构的侵蚀性破坏。试验结果表明:具有一定厚度的保护层的钢筋混凝土结构,当混凝土裂缝开展的宽度不超过0.3mm时,虽在大气循环作用下,混凝土内的钢筋也不至于遭受侵蚀,故对一般钢筋混凝土结构(所处环境无侵蚀性介质)而言,这样的裂缝是允许存在的。
本文通过钢筋混凝土构件裂缝形成理论的分析,以及试验结果验证,得出了计算裂缝间距与裂缝宽度的半经验式。采用这些公式计算钢筋混凝土中心受压或偏心受挠构件,均获得极为满意的结果,所建议的公式形式较为简单,适合于实际工作采用。
在计算公式中,采用了钢筋有效影响面积来代替一般概念中的混凝土受拉面积。钢筋有效影响面积的工作特性,遵循中心受拉构件的规律性。因此,无论是偏心受压或受挠构件,其裂缝的计算都可采用垂直于钢筋的有效影响面积来考虑,计算公式也得以统一。