一级建筑师:钢筋混凝土结构的基本计算原则

来源:网络发布时间:2014-10-23

  钢筋混凝土结构的基本计算原则;

  钢筋混凝土结构的基本计算原则,是国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2001)在《混凝土结构设计规范》中的具体化。仍然是通过两种极限状态的计算来保证结构的可靠性。

  1.计算时,按受力特点分为下列几种基本构件:

  (1)受弯构件,例如梁、板等。构件截面内力有弯矩M和剪力V;

  (2)受压构件,例如墙、柱、屋架压杆等。构件截面内力一般有压力N、弯矩M和剪力V。当压力作用线与构件截面重心线重合时,为轴心受压构件,其弯矩和剪力均为零。当压力作用线与构件截面重心线不重合时,则为偏心受压构件;

  (3)受拉构件,也包括轴心受拉构件和偏心受拉构件。例如屋架的拉杆可视作轴心受拉构件;

  (4)受扭构件,例如框架结构中的边梁、阳台梁等。实际中,纯扭构件极少见,通常为复合受扭构件,即扭矩与其他内力共同作用。

  2.对上述基本构件,两种极限状态的计算内容是公式(a)和(b)的实现。

  (1)承载能力极限状态

  (2)正常使用极限状态

  钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态的验算内容,包括裂缝控制验算和受弯构件挠度验算两方面。

  裂缝控制验算应按构件所处环境类别(下表)和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 ,按规定进行构件截面受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算。

  注:①表中四类和五类环境的具体条件及相应的混凝土结构的耐久性要求应符合有关标准的规定;

  ②严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建筑热工设计规程》JGJ 24的规定。

  结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。

  一级----严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;

  二级----一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合计算时,构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值;按荷载效应准永久组合计算时,构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力,当有可靠经验时可适当放松;

  三级----允许出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响计算时,构件的最大裂缝宽度 不应超过下表规定的最大裂缝宽度限值。

  注:①表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件;当采用其他类别的钢丝或钢筋时,其裂缝控制要求可按专门标准确定;

  ②对处于年平均相对湿度小于60%的地区的受弯构件,其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值;

  ③在一类环境下,对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm;

  ④在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板,应按二级裂缝控制等级进行验算;在一类和二类环境下,对需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁,应按一级裂缝控制等级进行验算;

  ⑤表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合规范的要求;

  ⑥对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;

  ⑦对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;

  ⑧表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。

  预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比,具有较高的抗裂能力,其裂缝控制等级可以为一级、二级或三级;钢筋混凝土结构的裂缝控制等级一般为三级。

  受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算,其计算值f不应超过下表规定的挠度限值 。

  注:①表中 为构件的计算跨度;

  ②表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件;

  ③如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值;对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值;

  ④计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度 按实际悬臂长度的2倍取用。

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