知識資料鋼筋混凝土結構(三)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或(7)彎剪扭共同作用下的受扭構件承載力計算7.6.11在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形、I形和箱形截面的彎剪扭構件,可按下列規(guī)定舉行承載力計算:1當V≤0.35ftbh0或V≤0.875ftbh0/(λ+1)時,可僅按受彎構件的正截面受彎承載力和純扭構件的受扭承載力分離舉行計算;2當T≤0.175ftWt或T≤0.175αhftWt時,可僅按受彎構件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分離舉行計算。7.6.12矩形、T形、I形和箱形截面彎剪扭構件,其縱向鋼筋截面面積應分離按受彎構件的正截面受彎承載力和剪扭構件的受扭承載力計算決定,并應配置在相應的位置;箍筋截面面積應分離按剪扭構件的受剪承載力和受扭承載力計算決定,并應配置在相應的位置。5.受沖切構件不配置箍筋或彎起鋼筋的板受沖切承載力計算如下,當元預應力時,σpc.m為零。7.7.1在局部荷載或擴散反力作用下不配置箍筋或彎起鋼筋的板,其受沖切承載力應符合下列規(guī)定(圖7.7.1):F≤(0.7βhft十0.15σpc.m)ηumh0(7.7.1-1)公式(7.7.1-1)中的系數(shù)η,應按下列兩個公式計算,并取其中較小值:η1=0.4十η2=0.5+(7.7.1-3)7.7.3在局部荷載或擴散反力作用下,當受沖切承載力不滿意本規(guī)范第7.7.1條的要求且板厚受到限制時,可配置箍筋或彎起鋼筋。此時,受沖切截面應符合下列條件:Fl(7.7.3-1)配置箍筋或彎起鋼筋的板,其受沖切承載力應符合下列規(guī)定:1當配置箍筋時Fl≤(0.35ft十0.15σpc.m)+0.8fyvAsvu(7.7.3-2)2當配置彎起鋼筋時Fl≤(0.35ft十0.15σpc.m)+0.8fyAsbusina(7.7.3-3)式中Asvu——與呈450沖切破壞錐體斜截面相交的所有箍筋截面面積;Asbu一一與呈450沖切破壞錐體斜截面相交的所有彎起鋼筋截面面積;α一一彎起鋼筋與板底面的夾角。板中配置的抗沖切箍筋或彎起鋼筋,應符合本規(guī)范第10.1.10條的構造規(guī)定。對配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應按本規(guī)范第7.7.1條的要求舉行受沖切承載力計算,此時,Um應取配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外0.5h0處的最不利周長。板中配置抗沖切箍筋或彎起鋼筋,應符合下列構造要求。10.1.10混凝土板中配置抗沖切箍筋或彎起鋼筋時,應符合下列構造要求:1板的厚度不應小于150mm;2按計算所需的箍筋及相應的架立鋼筋應配置在與450沖切破壞錐面相交的范圍內,且從擴散荷載作用面或柱截面邊緣向外的分布長度不應小于1.5h0;箍筋應做成封閉式,直徑不應小于6mm,間距不應大于h0/3;3按計算所需彎起鋼筋的彎起角度可按照板的厚度在30°～45°之間選取;彎起鋼筋的傾斜段應與沖切破壞錐面相交,其交點應在擴散荷載作用面或柱截面邊緣以外(1/2－2/3)h的范圍內。彎起鋼筋直徑不宜小于12mm,且每一方向不宜少于3根。矩形截面柱的階形基礎,在柱與基礎交接處,以及基礎變階處的抗沖切承載力計算參閱《規(guī)范》7.7.4條。6.局部受壓構件7.9.2在疲勞驗算中,荷載應取用標準值;對吊車荷載應乘以動力系數(shù),吊車荷載的動力系數(shù)應按現(xiàn)行國家標準《建造結構荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取用。對跨度不大于12m的吊車梁,可取用一臺最大吊車荷載。7.9.3鋼筋混凝土受彎構件疲勞驗算時,應計算下列部位的應力:1正截面受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應力和縱向受拉鋼筋的應力幅;2截面中和軸處混凝土的剪應力和箍筋的應力幅。注:縱向受壓鋼筋可不舉行疲勞驗算。7.9.4鋼筋混凝土受彎構件正截面的疲勞應力應符合下列要求:(7.9.4-1)(7.9.4-2)式中疲勞驗算時截面受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土壓應力,按本規(guī)范公式(7.9.5-1)計算;一一疲勞驗算時截面受拉區(qū)第i層縱向鋼筋的應力幅,按本規(guī)范公式(7.9.5-2)計算;一一一混凝土軸心抗壓疲勞強度設計值,按本規(guī)范第4.1.6條決定;一鋼筋的疲勞應力幅限值,按本規(guī)范表4.2.5-1采用。注:當縱向受拉鋼筋為同一鋼種時,可僅驗算最外層鋼筋的應力幅。7.9.7鋼筋混凝土受彎構件斜截面的疲勞驗算及剪力的分配應符合下列規(guī)定:1截面中和軸處的剪應力,當符合下列條件時:(7.9.7-1)該區(qū)段的剪力所有由混凝土承受,此時,箍筋可按構造要求配置。式中τf一一截面中和軸處的剪應力,按本規(guī)范第7.9.8條計算;一一混凝土軸心抗拉疲勞強度設計值,按本規(guī)范第4.1.6條決定。2截面中和軸處的剪應力不符合公式(7.9.7-1)的區(qū)段,其剪力應由箍筋和混凝土共同承受。此時,箍筋的應力幅應符合下列規(guī)定:≤(7.9.7-2)式中一一箍筋的應力幅,按本規(guī)范公式(7.9.9-1)計算;一一箍筋的疲勞應力幅限值,按本規(guī)范表4.2.5-1中的采用。需作疲勞驗算的鋼筋混凝土梁的配筋構造要求如下。10.2.17對鋼筋混凝土薄腹梁或需作疲勞驗算的鋼筋混凝土梁,應在下部二分之一梁高的腹板內沿兩側配置直徑為8～14mm、間距為100～150mm的縱向構造鋼筋,并應按下密上疏的方式布置。在上部二分之一梁高的腹板內,縱向構造鋼筋可按本規(guī)范第10.2.16條(普通混凝土梁)的規(guī)定配置。三、解題指導,本節(jié)計算公式繁多,復習時關鍵是理解計算公式的基本假定條件、計算的力學模型、基本原理、參數(shù)取值規(guī)定、適用條件等;注重控制各類構件的構造要求。本節(jié)構造知識有:鋼筋錨固長度;鋼筋銜接梁中鋼筋(縱向受力鋼筋、箍筋)的配筋、錨固構造要求;柱中鋼筋(縱向鋼筋、箍筋)的構造要求:受扭構件的配筋構造要求;板的配筋構造要求;需驗算疲勞的梁的配筋構造要求等。各類構件的計算,首先是保證構件截面滿意規(guī)定條件,第二,構件的縱向受力鋼筋,及箍筋的配筋率(配箍率)應滿意最大配筋率、最小配筋率的要求。材料的強度設計值、標準值在《基礎考試于冊》上會提供?！纠?】某根鋼筋混凝土簡支梁其支座邊剪力為300kN,其截面尺寸為250X500(h0=465mm),混凝土為C25,對其斜截面受剪承載力計算,該梁腹筋配置是()。A.按構造配置腹筋B.截面尺寸太小C.按計算配置腹筋D.無法決定【解】截面尺寸復核(見本節(jié)7.5.1條):hw/b=h0/b=＝1.86<4,則:V=300kN<0.25βcfcbho=0.25×1×11.9×250×465=345.84kN截面尺寸滿意,故B項不對;.0.7ftbh0=0.7×1.27×250×465=113.35kN<V=300kN所以按計算配置腹筋,故選C項【例2】受扭縱筋、箍筋的配筋強度比ζ在0.6～1.7之間時,構件破壞時()。A.均布縱筋、箍筋部分屈服B.均布縱筋、箍筋均屈服C.僅箍筋屈服D.不對稱縱筋、箍筋均屈服【解】受扭計算公式的適用條件:ζ在0.6～1.7之間取值,此時均布縱向鋼筋與箍筋在構件破壞時同時達到屈服,故選B項。[例3]某矩形截面梁（II級安全級別，二類環(huán)境條件），截面尺寸為b×h＝250×400mm，混凝土為C25，鋼筋為II級。承受彎矩設計值M＝190kN.m，已配有4Φ25（）的受壓鋼筋，試配置截面鋼筋（fc＝12.5N/mm2,fy=310N/mm2,c=35,a=70,ρmin=0.15%,ξb=0.544,γd=1.2）解：II級鋼筋：fy==310N/mm2,γd=1.2a=70mm,h0=h-a=330mm,mmas=ξ=1-=1-=0.181<ξb=0.544x=ξh0=60mm<2mmAs==2603mm2>ρminbh0=124mm2例4：某柱截面尺寸b×h＝400×600mm（II級安全級別，二類環(huán)境條件），a==40mm,柱計算高度l0＝6.5m。混凝土強度等級為C20，鋼筋采用II級鋼筋，設計荷載作用下所產生的軸向力設計值N＝470kN，軸向力的偏心距e0＝610mm，按對稱配筋計算鋼筋截面面積。（fc＝10N/mm2,fy=310N/mm2,ρmin=0.2%,ξb=0.544,η＝1.08,γd=1.2）解：II級鋼筋：fy==310N/mm2,γd=1.2l0/h=6500/600=10.83>8,需考慮縱向彎曲的影響，η＝1.08,e0＝610mm>h/30=20mm,取e0＝610mmξ＝＝0.252<ξb=0.544按大偏心受壓構件計算e＝ηe0+h/2-a=658.8+300-40=918.8mmx=ξh0=141>2=80mmAs==1502mm2>ρminbh0=448mm2第三節(jié)正常使用極限狀態(tài)驗算一、《考試大綱》的規(guī)定抗裂、裂縫、撓度二、重點內容1.裂縫寬度的驗算(1)裂縫控制等級與最大裂縫寬度限值3.3.3結構構件正截面的裂縫控制等級分為二級。裂縫控制等級的劃分應符合下列規(guī)定:一級——鄭重要求不浮上裂縫的構件,按荷載效應標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土不應產生拉應力;二級——普通要求不浮上裂縫的構件,按荷載效應標準組合計算時,構件受拉邊緣混凝土拉應力不應大于混凝土軸心抗拉強度標準值;按荷載效應準永遠組合計算時,構件受拉邊緣混凝土不宜產生拉應力,當有可靠經驗時可適當放松;三級一一允許浮上裂縫的構件,按荷載效應標準組合并考慮持久作用影響計算時,構件的最大裂縫寬度不應超過表3.3.4規(guī)定的最大裂縫寬度限值。3.3.4結構構件應按照結構類別和本規(guī)范表3.4.1規(guī)定的環(huán)境類別,按表3.3.4的規(guī)定選用不同的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值Wlim。結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值表3.3.4環(huán)境類別鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構裂縫控制等級Wlim(mm)裂縫控制等級Wlim(mm)一三0．3（0.4）三0.2二三0.2二————三三0.2一————可見,鋼筋混凝土結構的裂縫控制等級為三級,普通是帶裂縫工作的,需驗算最大裂縫寬度值。(2)最大裂縫寬度的驗算按照軸心受拉構件實驗分析,鋼筋和混凝土的應力是隨著裂縫位置而變化,呈波浪形起伏。《規(guī)范》所規(guī)定的裂縫開展寬度是指受拉鋼筋重心處構件側表面上混凝土的裂縫寬度,比混凝土表面的裂縫寬度小些。8.1.2在矩形、T形、倒T形和I形截面的鋼筋混凝土受拉、受彎和偏心受壓構件及預應力混凝土軸心受拉和受彎構件中,按荷載效應的標準組合并考慮持久作用影響的最大裂縫寬度(mm)可按下列公式計算:(8.1.2-1)(8.1.2-2)(8.1.2-3)(8.1.2-4)式中αcr一一構件受力特征系數(shù),按表8.1.2~1采用;——裂縫間縱向受拉鋼筋應變不勻稱系數(shù):當<0.2時,取=0.勾當>1時,取=1;對直接承受重復荷載的構件,取=1;σsk一一按荷載效應的標準組合計算的鋼筋混凝土構件縱向受拉鋼筋的應力或預應力混凝土構件縱向受拉鋼筋的等效應力,按本規(guī)范第8.1.3條計算;Es——鋼筋彈性模量,按本規(guī)范表4.2.4采用;C一一最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離(mm):當c<20時,取c=20;當c>65時,取c=65;ρte——按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率;在最大裂縫寬度計算中,當ρte<0.01時,取ρte=0.01;Ate——有效受拉混凝土截面面積:對軸心受拉構件,取構件截面面積;對受彎、偏心受壓和偏心受拉構件,取Ate=0.5bh+(bf-b)hf,此處,bf、hf為受拉翼緣的寬度、高度;As——受拉區(qū)縱向非預應力鋼筋截面面積;Ap——受拉區(qū)縱向預應力鋼筋截面面積;deq——受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑(mm);di一一受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的公稱直徑(mm);n2一一受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數(shù);ν2一一哥受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的相對粘結特性系數(shù),按表8.1.2-2采用。注:1對承受吊車荷載但不需作疲勞驗算的受彎構件,可將計算求得的最大裂縫寬度乘以系數(shù)0.85;2對eo/ho≤0.55的偏心受壓構件,可不驗算裂縫寬度。構件受力特征系數(shù)表8.1.2-1類型鋼筋混凝土構件預應力混凝土構件受彎、偏心受壓2.11.7偏心受拉2.4—軸心受拉2.72.2鋼筋的相對粘結特性系數(shù)表8.1.2-2鋼筋類別非預應力鋼筋先張法預應力鋼筋后張法預應力鋼筋光面鋼筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋螺旋肋刻痕鋼絲鋼絞線帶肋鋼筋鋼絞線光面鋼絲vi0.71.01.00.80.60.80.50.4注:對環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋,其相對粘結特性系數(shù)應按表中系數(shù)的0.8倍取用。8.1.3在荷載效應的標準組合下,鋼筋混凝土構件受拉區(qū)縱向鋼筋的應力或預應力混凝土構件受拉區(qū)縱向鋼筋的等效應力可按下列公式計算:1鋼筋混凝土構件受拉區(qū)縱向鋼筋的應力1)軸心受拉構件(8.1.3-1)2)偏心受拉構件(8.1.3-2)3)受彎構件(8.1.3-3)4)偏心受壓構件(8.1.3-4).(8.1.3-5)(8.1.3-6)(8.1.3-7)(8.1.3-8)式中As——受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積:對軸心受拉構件,取所有縱向鋼筋截面面不知對偏心受拉構件,取受拉較大邊的縱向鋼筋截面面積;對受彎、偏心受壓構件,取受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積;e一一軸向拉力作用點至受壓區(qū)或受拉較小邊縱向鋼筋合力點的距離;e一一軸向壓力作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離;z一一縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離,且不大于0.87ho;ηs——使用階段的軸向壓力偏心距增大系數(shù),當lo/h≤14時,ηs=1.0;ys一一截面重心至縱向受拉鋼筋合力點的距離;γ'r一→受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值;、——-受壓區(qū)翼緣的寬度、高度;在公式(8.1.3-7)中,當h'f>0.2ho時,取h'f=0.2ho;Nk、Mk——按荷載效應的標準組合計算的軸向力值、彎矩值。2.變形驗算按照適筋梁的Mf關系曲線,在梁裂縫浮上后,即第二階段,因為混凝土的塑性發(fā)展,彈性模量降低,同時受拉區(qū)混凝土開裂,梁的慣性矩發(fā)生了質的變化,剛度下降,故在Mf曲線中f比M增長得快。在正常使用情況下,梁受力狀態(tài)普通同于上述第二階段,因此,要驗算鋼筋混凝土受彎構件的撓度,關鍵是決定第二階段中截面彎曲剛度B。同時,在持久荷載作用下,構件的剛度將有所降低,《規(guī)范》采用了撓度增大影響系數(shù)。來考慮荷載持久作用的影響。在決定梁段剛度時采用了最小剛度原則,詳細規(guī)定如下。8.2.1鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件在正常使用極限狀態(tài)下的撓度,可根據(jù)構件的剛度用結構力學主意計算。在等截面構件中,可假定各同號彎矩區(qū)段內的剛度相等,并取用該區(qū)段內最大彎矩處的剛度。當計算跨度內的支座截面剛度不大于跨中截面剛度的兩倍或不小于跨中截面剛度的二分之一時,該跨也可按等剛度構件舉行計算,其構件剛度可取跨中最大彎矩截面的剛度。受彎構件的撓度應按荷載效應標準組合并考慮荷載持久作用影響的剛度B舉行計算,所求得的撓度計算值不應超過本規(guī)范表3.3.2規(guī)定的限值。(1)受彎構件的剛度B的計算8.2.2矩形、T形、倒T形和I形截面受彎構件的剛度B,可按下列公式計算:（8.2.2)式中Mk——按荷載效應的標準組合計算的彎矩,取計算區(qū)段內的最大彎矩值;Mq一一按荷載效應的準永遠組合計算的彎矩,取計算區(qū)段內的最大彎矩值;Bs一一荷載效應的標準組合作用下受彎構件的短期剛度,按本規(guī)范第8.2.3條的公式計算;θ一一考慮荷載持久作用對撓度增大的影響系數(shù),按本規(guī)范第8.2.5條取用。8.2.3在荷載效應的標準組合作用下,受彎構件的短期剛度Bs可按下列公式計算:1鋼筋混凝土受彎構件(8.2.3-1)式中——裂縫間縱向受拉鋼筋應變不勻稱系數(shù),按本規(guī)范第8.1.2條決定;αE一一鋼筋彈'性模量與混凝土彈'性模量的比值:αE=Es/Ecρ一一縱向受拉鋼筋配筋率:對鋼筋混凝土受彎構件,取ρ=As/(bho);對預應力混凝土受彎構件,取p