《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)之正常使用極限狀態(tài)驗算
1 一級 —— 嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件
在荷載的短期效應組合下應符合下列規(guī)定:
2 二級 —— 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件
在荷載的短期效應組合下應符合下列規(guī)定:
在荷載效應的準永久組合下宜符合下列規(guī)定:
3 三級 —— 允許出現(xiàn)裂縫的構件
按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度,應符合下列規(guī)定:
式中:σck、σcq —— 荷載效應的標準組合、準永久組合下抗裂驗算邊緣的混凝土法向應力;
σpc —— 扣除全部預應力損失后在抗裂驗算邊緣混凝土的預壓應力,按本規(guī)范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)計算;
ftk —— 混凝土軸心抗拉強度標準值,按本規(guī)范表 4.1.3 采用;
ωmax —— 按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度,按本規(guī)范第8.1.2 條計算;
ω1im —— 最大裂縫寬度限值,按本規(guī)范第 3.3.4 條采用。
ψ —— 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù):當 ψ<0.2 時,取 ψ=0.2;當 ψ>1 時,取 ψ=1;對直接承受重復荷載的構件,取 ψ=1;
σsk —— 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 —— 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 —— 受拉區(qū)第 i 種縱向鋼筋的公稱直徑(mm);
ni —— 受拉區(qū)第 i 種縱向鋼筋的根數(shù);
υi —— 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。
2 對 e0/h0≤0.55 的偏心受壓構件,可不驗算裂縫寬度。
類型 |
αcr | |
鋼筋混凝土構件 |
預應力混凝土構件 | |
受彎、偏心受壓 |
2.1 |
1.7 |
偏心受拉 |
2.4 |
- |
軸心受拉 |
2.7 |
2.2 |
表 8.1.2-2 鋼筋的相對粘結特性系數(shù)
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 |
螺旋肋鋼絲 |
刻痕鋼絲、鋼絞線 |
帶肋鋼筋 |
鋼絞線 |
光面鋼絲 | |
υi |
0.7 |
1.0 |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.5 |
0.4 |
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。
1 鋼筋混凝土構件受拉區(qū)縱向鋼筋的應力
e —— 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 —— 軸向壓力作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離;
z —— 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 0.87h0;
ηs —— 使用階段的軸向壓力偏心距增大系數(shù),當 l0/h≤14 時,取 ηs=1.0;
ys —— 截面重心至縱向受拉鋼筋合力點的距離;
γf —— 受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值;
bf、hf —— 受壓區(qū)翼緣的寬度、高度;在公式(8.1.3-7)中,當 hf>0.2h0 時,取 hf=0.2h0;
Nk、Mk —— 按荷載效應的標準組合計算的軸向力值、彎矩值。
2 預應力混凝土構件受拉區(qū)縱向鋼筋的等效應力
1)軸心受拉構件
z —— 受拉區(qū)縱向非預應力鋼筋和預應力鋼筋合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離,按公式(8.1.3-5)計算,其中 e 按公式(8.1.3-11)計算;
ep —— 混凝土法向預應力等于零時全部縱向預應力和非預應力鋼筋的合力Np0的作用點至受拉區(qū)縱向預應力和非預應力鋼筋合力點的距離;
M2 —— 后張法預應力混凝土超靜定結構構件中的次彎矩,按本規(guī)范第 6.1.7 條的規(guī)定確定。
注:在公式(8.1.3-10)、(8.1.3-11)中,當 M2 與 Mk 的作用方向相同時,取加號;當 M2 與 Mk 的作用方向相反時,取減號。
1 軸心受拉構件
A0 —— 構件換算截面面積;
W0 —— 構件換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩。
1 混凝土主拉應力
對嚴格要求和一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件,均應符合下列規(guī)定:
此時,應選擇跨度內不利位置的截面,對該截面的換算截面重心處和截面寬度劇烈改變處進行驗算。
σy —— 由集中荷載標準值Fk產(chǎn)生的混凝土豎向壓應力;
τ —— 由剪力值 Vk 和預應力彎起鋼筋的預加力在計算纖維處產(chǎn)生的混凝土剪應力;當計算截面上作用有扭矩作用時,尚應計入扭矩引起的剪應力;對后張法預應力混凝土超靜定結構構件,在計算剪應力時,尚應計入預加力引起的次剪力;
σpc —— 扣除全部預應力損失后,在計算纖維處由預加力產(chǎn)生的混凝土法向應力,按本規(guī)范公式(6.1.5-1)或(6.1.5-4)計算;
y0 —— 換算截面重心至計算纖維處的距離;
I0 —— —換算截面慣性矩;
Vk —— 按荷載效應的標準組合計算的剪力值;
S0 —— 計算纖維以上部分的換算截面面積對構件換算截面重心的面積矩;
σpe —— 預應力彎起鋼筋的有效預應力;
Apb —— 計算截面上同一彎起平面內的預應力彎起鋼筋的截面面積;
αp —— 計算截面上預應力彎起鋼筋的切線與構件縱向軸線的夾角。
τF —— 集中荷載標準值 Fk 作用截面上的剪應力;
Vlk、Vrk —— 集中荷載標準值 Fk 作用點左側、右側截面上的剪力標準值。
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進行計算,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長期作用影響的剛度B進行計算,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。
Mq —— 按荷載效應的準永久組合計算的彎矩,取計算區(qū)段內的最大彎矩值;
Bs —— 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 —— 考慮荷載長期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。
1 鋼筋混凝土受彎構件
αE —— 鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值:αE=Es/Ec;
ρ —— 縱向受拉鋼筋配筋率:對鋼筋混凝土受彎構件,取 ρ=As/(bh0);對預應力混凝土受彎構件,取 ρ=(Ap+As)/(bh0);
I0 —— 換算截面慣性矩;
γf —— 受拉翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值;
bf、hf —— 受拉區(qū)翼緣的寬度、高度;
Kcr —— 預應力混凝土受彎構件正截面的開裂彎矩 Mcr 與彎矩 Mk 的比值,當 kcr>1.0 時,取 kcr=1.0;
σpc —— 扣除全部預應力損失后,由預加力在抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓應力;
γ —— 混凝土構件的截面抵抗矩塑性影響系數(shù),按本規(guī)范第 8.2.4 條確定。
h —— 截面高度(mm):當 h<400 時,取 h=400;當 h>1600 時,取 h=1600;對圓形、環(huán)形截面,取 h=2r,此處,r 為圓形截面半徑或環(huán)形截面的外環(huán)半徑。
項次 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | ||
截面形狀 |
矩形截面 |
翼緣位于受壓區(qū)的T形截面 |
對稱I形截面或箱形截面 |
翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面 |
圓形和環(huán)形截面 | ||
bf/b≤2、hf/h為任意值 |
bf/b>2、hf/h<0.2 |
bf/b≤2、hf/h為任意值 |
bf/b>2、hf/h<0.2 | ||||
γm |
1.55 |
1.50 |
1.45 |
1.35 |
1.50 |
1.40 |
1.6-0.24r1/r |
注:1 對 bf>bf 的I形截面,可按項次 2 與項次 3 之間的數(shù)值采用;對 bf<B<bf 的I形截面,可按項次 3 與項次 4 之間的數(shù)值采用;
2 對于箱形截面,b 系指各肋寬度的總和;
3 r1 為環(huán)形截面的內環(huán)半徑,對圓形截面取 r1 為零。
1 鋼筋混凝土受彎構件
當 ρ=0 時,取 θ=2.0;當 ρ=ρ 時,取 θ=1.6;當 ρ 為中間數(shù)值時,θ 按線性內插法取用。此處,ρ=As/(bh0),ρ=As/(bh0)。
對翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面,θ 應增加 20%。
2 預應力混凝土受彎構件,取 θ=2.0。
2 對恒載較小的構件,應考慮反拱過大對使用的不利影響。
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監(jiān)督:0571-85871667
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