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11.8.1使用阶段钢筋混凝土结构抗裂度验算

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.斜截面抗裂度验算预应力混凝土构件在使用阶段的斜截面抗裂度验算,实质上是根据裂缝控制等级的不同要求对截面上混凝土主拉应力进行验算,同时考虑到主压应力过大,会导致梁腹压坏及斜截面抗裂能力降低,因而也需对主压应力进行验算。

11.8.1使用阶段钢筋混凝土结构抗裂度验算

1.正截面抗裂度验算

使用阶段不允许出现裂缝的应力构件,根据其裂缝控制等级的不同要求,应分别按下列条件进行正截面抗裂度验算:

(1)严格要求不出现裂缝的构件(裂缝控制等级为一级)

在荷载标准组合下应符合下列规定:

σck-σpc≤0 (11-157)

(2)一般要求不出现裂缝的构件(裂缝控制等级为二级)

在荷载标准组合下应符合下列规定:

σck-σpcftk (11-158)

式中 σck——荷载标准组合下抗裂验算截面下边缘的混凝土的法向应力,σck=Mk/W0。其中Mk为由荷载标准组合计算的弯矩值,W0为换算截面对受拉边缘的弹性抵抗矩;

σpc——扣除全部预应力损失后在验算截面下边缘混凝土的预压应力,对于先、后张法构件,可分别按式(11-97)、式(11-129)计算;

ftk——混凝土的轴心抗拉强度标准值。

对受弯和大偏心受压的预应力混凝土构件,其受拉区在施工阶段出现裂缝的区段,会降低使用阶段正截面的抗裂能力。因此,在验算时,式(11-157)和式(11-158)中的σpc应乘以系数0.9。

2.斜截面抗裂度验算

预应力混凝土构件在使用阶段的斜截面抗裂度验算,实质上是根据裂缝控制等级的不同要求对截面上混凝土主拉应力进行验算,同时考虑到主压应力过大,会导致梁腹压坏及斜截面抗裂能力降低,因而也需对主压应力进行验算。

(1)混凝土主拉应力

对严格要求不出现裂缝的构件(裂缝控制等级为一级)

σtp≤0.85ftk (11-159)

对一般要求不出现裂缝的构件(裂缝控制等级为二级)

σtp≤0.95ftk (11-160)

(2)混凝土主压应力(www.xing528.com)

对严格要求和一般要求不出现裂缝的构件(裂缝控制等级为一、二级)

σcp≤0.6fck (11-161)

式中 σtpσcp——在荷载标准组合下混凝土的主拉应力和主压应力。

由于斜裂缝出现以前,构件基本上还处于弹性工作阶段,故可用材料力学公式计算主拉应力和主压应力,即

式中 σx——由预加力和弯矩值Mk(由荷载标准组合计算的弯矩)在计算纤维处产生的混凝土法向应力;

σy——由集中荷载(如吊车梁集中力等)标准值Fk产生的混凝土竖向压应力。对预应力吊车梁,在Fk作用点两侧各0.6h长度范围内,由集中荷载标准值Fk产生的混凝土竖向压应力可按文献[4]确定;

τ——由剪力Vk和弯起预应力筋的预加力在计算纤维处产生的混凝土剪应力(如有扭矩作用,尚应计入扭矩引起的剪应力);对超静定后张法预应力混凝土结构构件,在计算剪应力时,尚应计入预加力引起的次剪力;对预应力混凝土吊车梁,在集中荷载Fk作用点两侧各0.6h的长度范围内,由集中荷载标准值Fk产生的混凝土剪应力,可按文献[4]确定;

σpc——扣除全部预应力损失后,在计算纤维处由预加力产生的混凝土法向应力。对先、后张法构件分别按式(11-97)、式(11-129)计算;

σpe——弯起预应力筋的有效预应力;

Vk——按荷载标准组合计算的剪力值;

S0——计算纤维以上部分的换算截面面积对构件换算截面重心的面积矩。

y0——换算截面重心至计算纤维处的距离;

I0——换算截面惯性矩

Apb——计算截面上同一弯起平面内的弯起预应力筋的截面面积;

αp——计算截面上弯起预应力筋的切线与构件纵向轴线的夹角。

式(11-162)、式(11-163)中,σxσyσpcMky0/I0当为拉应力时,取正号;当为压应力时,取负号。

验算斜截面抗裂时,应选择跨度内不利位置的截面,即MV都比较大的截面或外形有突变的截面(如工字形截面腹板厚度变化处);沿截面高度则选取截面宽度突变处(如工字形截面上、下翼缘与腹板交界处)和换算截面重心处进行验算。

对先张法预应力混凝土构件,在验算构件端部预应力传递长度ltr范围内的正截面及斜截面抗裂时,也应考虑预应力筋在其预应力传递长度ltr范围内实际预应力值的降低。在计算Np0时,要用降低后的实际预应力值。

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