2-3 混凝土结构计算.doc
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1、2-3 混凝土结构计算混凝土结构计算2-3-1 混凝土结构基本计算规定混凝土结构基本计算规定1结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求。分别进行下列计算和验算:(1)承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括失稳)计算,必要时应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算;处于地震区的结构,尚应进行结构构件抗震的承载力验算;(2)疲劳:直接承受吊车的构件,应进行疲劳强度验算;但直接承受安装或检修用吊车的构件,根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算;(3)变形:对使用上需控制变形值的结构构件,应进行变形验算;(4)抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算;对使用上允
2、许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算;对叠合式受弯构件,尚应进行纵向钢筋拉应力验算。2结构构件的承载力(包括失稳)计算和倾覆、滑移及漂浮验算,均应采用荷载设计值;疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算均应采用相应的荷载代表值;直接承受吊车的结构构件,在计算承载力及验算疲劳、抗裂时,应考虑吊车荷载的动力系数。预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。预制构件吊装的验算,应将构件自重乘以动力系数,动力系数可取 1.5,但根据构件吊装时受力情况,可适当增减。对现浇结构,必要时应进行施工阶段的验算。3根据建筑结构破坏后果的严重程度,建筑结构划分为三个安全等级(表2-37) 。建筑结构的安
3、全等级 表 2-37安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同,对其中部分结构构件和安全等级,可根据其重要程度适当调整,但不得低于三级。4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,其计算值不应超过表 2-38 的限值。受弯构件的挠度限值 表 2-38项次构件类型挠度限制1吊车梁:手动吊车 电动吊车l0/500 l0/6002屋盖、楼盖及楼梯构件: 当 l07m 时 当 7l09m 时 当 l09m 时l0/200(l0/250) l0/250(l0/300)
4、l0/300(l0/400)注:1如果构件制作时预先起拱,而且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值。预应力混凝土构件尚可减去预加应力所产生的反拱值。2表中括号中的数值,适用于使用上对挠度有较高要求的构件。3计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度 l0按实际悬臂长度的 2 倍取用。4表中 l0为构件的计算跨度。5结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限制见表 2-39。结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 表 2-39钢筋混凝土结构预应力混凝土结构环境类别裂缝控制等级wlim(mm)裂缝控制等级wlim(mm)一三0.3(0.4)三0
5、.2二三0.2二-三三0.2一-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、钢纹线及热 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%地区一类环境下的受弯构件,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
6、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混凝土结构设计规范 (GB 50010-2002)第 8 章的要求; 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。6混凝土结构的耐久性根据环境类别和设计使用年限进行设计。在一、二、三类环境中,设计使用年限为 50 年的结构混凝土
7、应符合表 2-40 的规定。结构混凝土耐久性的基本要求 表 2-40环境类别最大水灰比最小水泥用 量(kg/m3)最低混凝土 强度等级最大氯离子 含量(%)最大碱含量 (kg/m3)一0.65225C201.0不限制a0.60250C250.33.0二b0.55275C300.23.0三0.50300C300.13.0注:1氯离子含量指其占水泥用量的百分率; 2预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为 0.06%,最小水泥用量为 300kg/m3;最低 混凝土强度等级应按表中规定提高两个等级; 3当混凝土中加入活性掺合料或能提高耐久性的外加剂时,可适当降低最小水泥用量;4当有可靠工程经验时,处于一
8、、二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级;5当使用非碱活性骨料时,对混凝土的碱含量可不作限制; 6素混凝土构件的最小水泥用量,不应少于表中数值减 25kg/m3。2-3-2 混凝土结构计算用表混凝土结构计算用表1混凝土强度标准值(表混凝土强度标准值(表 2-41)混凝土强度标准值(N/mm2) 表 2-41混凝土强度等级强度 种类C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80轴心抗压 fck10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2轴心抗拉 ftk1.271.541.782.012
9、.202.392.512.642.742.852.932.993.053.112混凝土强度设计值(表混凝土强度设计值(表 2-42)混凝土强度设计值(N/mm2) 表 2-42混凝土强度等级强度 种类C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80轴心抗压 fc7.29.611.914.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9轴心抗拉 ft0.911.101.271.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22注:1计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时,如截面长边或直径小
10、于300mm,则表中混凝土强度设计值应乘以系数 0.8;当构件质量(如混凝土成型、截面和轴线尺寸等)确有保证时,可不受此限制;2离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。3混凝土受压或受拉的弹性模量混凝土受压或受拉的弹性模量 Ec(表(表 2-43)混凝土弹性模量(104N/mm2) 表 2-43混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ec2.202.552.803.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.804混凝土疲劳变形模量混凝土疲劳变形模量Ecf(表(表 2-44)混凝土疲劳变形模量(104
11、N/mm2) 表 2-44混凝土强度等级C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80 Ecf1.11.21.31.41.51.551.61.651.71.751.81.851.95钢筋强度标准值钢筋强度标准值热轧钢筋强度标准值(表 2-45)系根据屈服强度确定,用 fyk表示。普通钢筋强度标准值(N/mm2) 表 2-45种类符号d(mm)fykHPB235(Q235)820235HRB335(20MnSi)650335HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi )650400热轧 钢筋RRB400(K20MnSi)R840400注:1热轧钢
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