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钢筋混凝土梁裂缝计算的研究分析

2013/8/28 中国图纸交易网 MaiTu.CC 【字体:

关键字:结构动态 砌体结构 框剪结构 剪力墙结构 框架结构

摘要:有良多人在设计混凝土梁的时辰都健忘了验算梁的裂痕和挠度,当然这必然是弊端的设计编制,因为某些环境下梁很可能不知足正常利用的要乞降经久性的需求。

钢筋混凝土梁裂缝计算的研究分析

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    第一个标题问题是:钢筋混凝土梁甚么时辰是强度节制,甚么时辰是裂痕节制呢?
    一般环境下,颠末抗震设计的嵌固层以上的布局(7度以上),其框架梁多属于强度节制,裂痕大年夜都可以知足设计要求,因为地动感化比较大年夜,地动组合需要的强度配筋已比正常利用状况下的配筋大年夜了,当然地动产生的内力与竖向感化产生的内力之间的比例关系,是决定身分,而其实不是说考虑了地动感化就必然能知足裂痕要求。可是对次梁,地下室等布局的梁构件,因为尺度组合比非抗震设计组合的内力不会小良多,是以一般对非抗震设计的构件而言,正常利用状况的设计对梁的配筋起节建造用,当然这个结论也不尽对,具体阐发以下个标题问题。
    第二个标题问题是:裂痕计较首要与哪些身分有关系?
    1.受拉钢筋的应力程度,受拉钢筋的应力与裂痕宽度线性相干,是以节制受拉钢筋在尺度组合下的应力程度是节制裂痕宽度的关头身分,国外如ACI,EC等多节制受拉钢筋的应力程度在0.6fy摆布,因为我国的荷载分项系数较小,是以受拉钢筋的应力程度比国外稍大年夜,对HRB400三级钢,摆布的直径,正常呵护层下的梁而言,应力程度首要在0.6-0.8区间不等,而这个应力程度将跟着钢筋直径,呵护层,配筋率,混凝土等第等身分的改变而改变。
    2.受拉钢筋配筋率,配筋率是决定钢筋应力有效操纵程度的关头身分,是以也是裂痕计较的关头身分之一,统计混凝土规范的计较公式表白,配筋率越大年夜,钢筋应力有效操纵的程度越高,裂痕也越等闲节制,这里好象存在一个悖论,好比在前提前提不异的环境下,一根400X800的梁裂痕计较不知足要求,而换成350X800裂痕计较却知足要求了,就是因为后者配筋率大年夜了一些,是以钢筋应力程度要求响应放松了的原因,从本质上说这是混凝土规范裂痕宽度验算公式的“特点”,可是从另外一方面来看,“死扣”规范有时辰却可以用于优化构件尺寸。
    3.呵护层厚度,呵护层厚度对裂痕宽度的计较也很敏感,混凝土规范要求呵护层厚度的计较区间为,呵护层越大年夜裂痕计较宽度也越大年夜,是以要求钢筋有效操纵的应力程度也减小(更严)。
    4.钢筋直径,一般环境下小直径钢筋对节制裂痕宽度有益,好比用直径的钢筋做设计,比直径钢筋做设计,在裂痕宽度节制的环境下,直径钢筋的计较面积要大年夜良多。
    5.混凝土强度等第,进步混凝土强度等第对减小裂痕宽度的供献很小,一般不保举。
    6.设计组合之间的关系,即尺度组合与根基组合的比值,一般只考虑恒活的环境下,尺度组合的内力约为根基组合的0.75-0.8,处于平均值0.77周围的环境较多,按照这个比例连络钢筋应力的力臂计较值不合和钢筋应力操纵程度,可以估算裂痕宽度设计的钢筋用量和强度设计钢筋用量之间的关系,这对遵循强度计较配筋,用裂痕节制来去核和调剂配筋量的设计编制十分有效,掌控这个比例关系,可节俭大年夜量钢筋调剂时候。
    7. 内力调幅系数,操纵内力调幅系数,可以减小梁端的配筋,增加跨中的配筋,建议可以采取调幅后的根基组合内力进行强度设计,可是最好不要采取调幅后的尺度组合内力进行裂痕宽度验算,这是因为在尺度组合内力下梁端并未达到极限承载力还可以继续加载,是以裂痕还会继续成长。HiStruct注:因为PKPM中采取主梁编制成立的次梁,STAWE默觉得非调幅梁,是以,可以在特别构件指定里点窜它的属性进行调幅。假定采取PKPM次梁安插的编制,则主动生成的持续次梁就默觉得调幅梁,不需要再次指定。PKPM的裂痕计较其实不考虑尺度组合内力的调幅。
    8.力臂系数,因为强度设计时辰的力臂系数是实际计较出来的,而钢筋应力的力臂系数,倒是统计以后给定的0.87,明显对具体的梁构件而言,其实不会老是0.87,一般改变幅度可达0.8-0.95,是以对尺度组合下钢筋应力而言,可能计较偏大年夜或偏小,遵循规范解读的介绍,力臂系数一般可参考规范取值,但也不限制采取更准确的系数。
    第三个标题问题是:裂痕验算所采取的尺度组合是不是包含地动荷载和风荷载?
    一般裂痕计较不考虑抗震设计的尺度组合,可是HiStruct建议考虑风荷载介入组合,当然风荷载的准永久系数为0,而裂痕计较倒是考虑了持久感化,可是因为风作为一种频遇荷载仍是很有需要节制正常利用下的要求,好比裂痕,好比舒适度等。
    第四个标题问题是:裂痕节制是不是是只产生在大年夜跨度或荷载很大年夜的梁上?
    谜底是不是定的,裂痕节制可以产生在各类跨度和各类荷载前提的梁上,而挠度要求则确切一般产生在大年夜跨度和受力很大年夜的梁上。一般环境下,对非抗震设计或地动力较小的布局,采取HRB400,此中受力不大年夜的梁和通俗梁的钢筋超配较多时,或因为采取平法暗示支座处钢筋采取邻跨更大年夜的配筋拉通时,和按照强度配筋设计,配筋率较大年夜(>1.5%以上)时,遵循混凝土规范的裂痕宽度计较公式,这些配筋通常为可以知足裂痕限值要求的,除此以外均为正常利用节制。而对HRB335,强度节制的环境还要更多一些。
    第五个标题问题是:框架梁支座处的裂痕可以不考虑吗?
    框架梁支座的裂痕可以不考虑,从梁内力的角度考虑,因为一般计较梁端弯矩可以取到柱边,弯矩可折减15%乃至更多,并且梁端的配筋率比较大年夜,受拉钢筋的有效操纵应力程度也高,好比可达0.7以上,是以在忽视其他身分的前提下,一般强度计较的配筋是可以知足裂痕计较要求的。另外一方面从“强柱弱梁”的角度看,支座钢筋因为弊端的裂痕计较假定而导致的用量增加,将加重“强梁弱柱”粉碎的可能性。
    第六个标题问题是:混凝土梁端可以做铰接吗?若何设计
    实际上在设计中常常会需要将梁端设铰,然后采取跨中钢筋的25%放在支座上部作为负弯矩钢筋用,如许做是可以的,只要在道理上知足超静定布局的上(下)限制理,一般不会有安然上的标题问题,关于混凝土布局的内力自我调度标题问题,见本空间内的文章"布局的智慧".可是需要出格指出的,此时设计的梁端钢筋还需要按照其承载能力验算响应的裂痕宽度,知足正常利用状况的设计要求,此时应若何措置,留给各位思虑.

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