施工阶段应力验算，钢筋应力需验算的注意事项

钢筋混凝土梁在施工阶段，特别是梁的运输、安装过程中，梁的支承条件、受力图式会发生变化。如图7-2b 所示简支梁的吊装，吊点的位置并不在梁设计的支座截面，当吊点位置a 较大时，将会在吊点截面处引起较大负弯矩。又如图7-2c 所示，采用“钓鱼法”架设简支梁，在安装施工中，其受力简图不再是简支体系。因此，要求进行施工阶段的应力计算，即短暂状态正截面和斜截面的应力验算。

进行施工阶段验算，施工荷载除有特别规定外均采用标准值，当有组合时不考虑荷载组合系数。构件在吊装时，构件重力应乘以动力系数1.2 或0.85（构件吊装时，若构件内产生的惯性力对验算截面不利，则重力动力系数取1.2；若惯性力对验算截面有利，则重力动力系数取0.85），并可视构件具体情况适当增减。当用吊机（吊车）行驶于桥梁进行安装时，应对已安装的构件进行验算，吊机（车）应乘以1.15 的荷载系数，但当由吊机（车）产生的效应设计值小于按持久状况承载能力极限状态计算的荷载效应设计值时，则可不必验算。

图7-2　施工阶段受力图

1.正截面应力验算

对于钢筋混凝土受弯构件施工阶段的应力计算，可按受弯构件第Ⅱ工作阶段受力图式进行。受弯构件正截面应力应符合下列条件：

（1）受压区混凝土边缘的压应力。

（2）受拉钢筋的应力。

式中 —— 由临时的施工荷载标准值产生的弯矩值；

x—— 换算截面的受压区高度，按换算截面受压区和受拉区对中性轴面积矩相等的原则求得；

Icr—— 开裂截面换算截面的惯性矩，根据已求得的受压区高度x，按开裂换算截面对中性轴惯性矩之和求得；

—— 按短暂状况计算时受拉区第i 层钢筋的应力；

hoi—— 受压区边缘至受拉区第i 层钢筋截面重心的距离；

—— 施工阶段相应于混凝土立方体抗压强度 fc′u的混凝土轴心抗压强度标准值；

fsk—— 普通钢筋抗拉强度标准值。

对于钢筋的应力计算，一般仅需验算最外排受拉钢筋的应力。

2.斜截面应力验算

受弯构件除由弯矩产生的法向应力外，同时还伴随着剪力产生的剪应力，由于法向应力和剪应力的叠加，在梁内产生了斜方向的主应力，即主拉应力或主压应力。当主拉应力超过混凝土抗拉强度极限值时，构件就会出现斜裂缝。

力学分析及实验证明，在钢筋混凝土梁中性轴处及整个受拉区主拉应力达到最大值，主拉应力在数值上等于主压应力，且等于最大剪应力，其方向与梁轴线呈45°角。即有

《设计规范》规定，钢筋混凝土受弯构件按照短暂状况设计斜截面应力验算，就是计算中性轴处的主拉应力（剪应力），并满足公式（7-4）。(www.xing528.com)

式中 —— 由施工荷载标准值产生的剪力值；

b—— 矩形截面宽度、T 形或Ⅰ形截面的腹板宽度；

z0—— 受压区合力点至受拉钢筋合力点的距离，按受压区应力图形为三角形计算确定；

—— 施工阶段混凝土轴心抗拉强度标准值。

钢筋混凝土受弯构件中性轴处的主拉应力，若符合式（7-5）的条件：

则该区段的主拉应力全部由混凝土承受，此时，抗剪钢筋按构造要求配置。

中性轴处的主拉应力不符合式（7-5）的区段，则主拉应力（剪应力）全部由箍筋和弯起钢筋承受。箍筋、弯起钢筋可按剪应力图配置（图7-3），并按式（7-6）和式（7-7）计算：

图7-3　钢筋混凝土受弯构件剪应力沿梁长方向的分布图

（1）箍筋。

（2）弯起钢筋。

式中 —— 由箍筋承受的主拉应力（剪应力）值；

n—— 同一截面内箍筋的肢数；

—— 短暂状况时钢筋应力的限值，取＝0.75 fsk；

Asv1—— 一肢箍筋的截面面积；

sv—— 箍筋的间距；

Asb—— 弯起钢筋的总截面面积；

Ω —— 相应于由弯起钢筋承受的剪应力图的面积。