4、最大裂缝宽度计算公式
长期荷载影响系数?l,裂缝宽度特征系数? Wmax??cr? ?cr
最大裂缝宽度:wmax?skEslcr
??l???c
??cr??skEs(1.9c?0.08deq?te)
?cr:构件受力特征系数;c:混凝土保护层厚度;deq:deq??nidi2/?nividi,vi为第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数。
四、延性、适用性和耐久性
1、影响截面延性系数的主要因素:
(1)纵向受拉钢筋配筋率增大,延性系数减小(2)受压钢筋配箍率增大,延性系数增大(3)混凝土极限压应变增大,则延性系数提高(4)混凝土强度等级提高,而钢筋屈服强度适当降低,也可使延性系数有所提高。
1.混凝土结构耐久性:指设计使用年限内,在正常维护下,必须保持适合于使用,而不需要进行维修加固。 2. 影响因素:(1)混凝土的碳化:环境因素(CO2的浓度)和材料本身的性质(水泥用量、水灰比、混凝土保护层厚度、混凝土表面覆盖层);(2)钢筋的锈蚀:含氧水分、密实度、水灰比、氯离子、混凝土保护层厚度。
第十一章 楼盖
一.楼盖类型
1.楼盖按结构分类:单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖、双重井式楼盖、无梁楼盖。 按预应力情况分类:钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。 按施工方法分类:现浇楼盖、装配式楼盖和装配整体式楼盖。
2.概念:单向板:只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板;双向板:在两个方向弯曲,且不能忽略任一方向弯曲的板。(长边比短边)l2/l1≤2的为双向板,(长边比短边)2 3.单向板肋梁楼盖的结构平面布置:一般取决于建筑功能要求,在结构上应力求简单、整齐、经济适用。柱网尽量布置成长方形或正方形。 次梁的间距决定了板的跨度,一般板的跨度为1.7~2.7m,次梁跨度为4~7m,主梁跨度为5~8m。 二、单向板肋梁楼盖的计算 楼盖结构当前常用的内力分析方法有 设计方法 1、线弹性设计方法―――――――――――――弹性设计法 2、考虑塑性内力重分布的分析方法――――――弹塑性设计法 3、塑性极限分析方法――――――――――――塑性设计法 影响内力重分布的因素:(1)塑性铰的转动能力(2)斜截面承载力(3)正常使用条件 应力重分布在静定结构和超静定结构中都可能发生。“内力重分布” 只会在超静定结构中发生且内力不符合结构力学的规律。 1、单向连续梁板弹性设计方法 1.弹性理论的计算:指在进行梁(板)结构的内力分析时,假定梁(板)为理想的弹性体,按工程力学中的一般方法进行计算。 2.计算简图:对于跨数超过五跨的多跨连续梁、板,按五跨来计算其内力;当梁、板跨数少于五跨时,按实际跨数计算。(梁、板的计算跨度指在计算弯矩时所采用的跨间长度,其值应按支座处板、梁的实际可能的转动情况确定,即与支承长度及构件本身刚度有关) 3.荷载:传递路线:板→次梁→主梁→柱(墙垛)→基础。 对于板从整个板面上沿板短跨方向取出1m宽板带作为计算单元,该板带可简化为一支承在次梁上承受均布荷载的多跨连续板;次梁则为支承在主梁上承受楼板传来均布线荷载的多跨连续梁;主梁则为支承在柱(或墙)上承受由次梁传来集中荷载的多跨连续梁一般主梁自重所占比例不大,可将其折算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。 4.活荷载最不利布置的原则(*) (1)求某跨跨中截面最大正弯矩时,应在本跨内布置活荷载,然后隔跨布置; (2)求某跨跨中截面最小正弯矩(或最大负弯矩)时,本跨不布置活载,而在相邻跨布置活荷载,然后隔跨布置; (3)求某一支座截面最大负弯矩时,应在该支座左、右两跨布置活荷载,然后隔跨布置; (4)求某支座左、右边的最大剪力时,活荷载布置与求该支座截面最大负弯矩时的布置相同。 5.内力包络图:由最外轮廓所围得内力图。(目的:用来进行截面选择及钢筋布置) 6.折算荷载:为了考虑支座抵抗转动的有利影响,一般采用增大恒荷载和相应减小活荷载的办法来处理。 当板或梁支承在砖墙上时,则荷载不得进行折算。主梁按连续梁计算时,一般柱的刚度较小,柱对梁的约束作用小,故对主梁荷载不进行 9 折算。 2、单向连续梁板塑性设计方法 1.塑性铰:弯矩与曲率曲线上接近水平的延长段说明了在M增加极少的情况下,截面相对转角剧增,截面产生很大的转动,好像出现一个铰一样。 塑性铰与理想铰的不同:①理想铰不承受任何弯矩,而塑性铰处则承受弯矩,其值等于该截面的受弯承载力;②理想铰可沿任意方向转动,塑性铰只能绕弯矩作用方向转动;③理想铰的转动是任意的,塑性铰只有一定限度的转动;④理想铰集中于一点,塑性铰则是有一定长度的。 2.弯矩调幅法:把连续梁、板按弹性理论算得的弯矩值和剪力值进行适当的调整,通常对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整,然后按调整后的内力进行截面设计。 设计原则:①弯矩调幅后引起结构内力图形和正常使用状态变化,应进行验算,或有构造措施加以保证;②受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级热轧钢筋,混凝土强度等级宜在C20~C45范围;截面的相对受压区高度?应满足0.1???0.35。 弯矩调幅法的计算步骤:①用线弹性方法计算,并确定荷载最不利布置下的结构控制截面的弯矩最大值Mc;②采用调幅系数?降低各支座截面弯矩,设计值M?(1??)Me;③结构的跨中截面弯矩值应取弹性分析;④调幅后,支座和跨中截面的弯矩值均应不小于 M0的 1/3;⑤各控制截面的剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。 三、构造要求 1、板 (1)计算特点:板的计算宽度取1m,一般可按考虑塑性内力重分布的调幅法进行内力计算。 对四周与梁整体连接的单向板,其中间跨的跨中截面及中间支座,计算所得的弯矩可减少20%,其他截面则不予减少。 (2)构造要求:板的厚度,一般屋面≥(50~60)mm,一般楼面≥60mm,工业房屋楼面≥80mm;板厚不小于板跨的1/40(连续板)、1/35(简支板)、1/12(悬臂板) 分布钢筋的作用:抵抗混凝土收缩和温度变化所引起的内力;浇捣混凝土时,固定受力钢筋的位置;将板上作用的局部荷载分散在较大的宽度上,以使更多的受力钢筋参与工作;对四边支承的单向板,可承受在计算中没有考虑的长跨方向上实际存在的弯矩。 在板与主梁相接处的板面上部配置附加钢筋。 2、次梁 (1)计算特点:次梁按考虑塑性内力重分布的调幅法进行内力计算。由于次梁和板整体现浇在一起,板可以作为次梁的翼缘,故承受正弯矩的跨中截面,板处于梁的受压区,次梁按T形截面考虑,其翼缘计算宽度bf′;承受负弯矩的支座截面,T形翼缘位于受拉区,按宽度等于梁宽b的矩形截面计算。 (2)构造要求:高跨比h/l=1/18~1/12,宽高比b/h=1/2~1/3,一般不必进行使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。受力钢筋的弯起和截断,原则上按弯矩包络图确定。 3、主梁 (1)计算特点:计算时,不考虑次梁的连续性,为了简化计算,可将主梁的自重折算成集中荷载计算;跨中承受正弯矩的截面按T形截面计算,支座处承受负弯矩的截面则按矩形截面计算;主梁内力计算可按弹性理论方法进行。在主梁支座处,次梁与主梁支座负弯矩钢筋相互交叉,通常次梁负弯矩钢筋放在主梁负弯矩钢筋上面。 (2)构造要求:高跨比h/l=1/14~1/8,宽高比b/h=1/2~1/3,一般不必进行使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。受力钢筋的弯起和截断,通过在弯矩包络图上作抵抗弯矩图来确定。 为了防止斜裂缝引起的局部破坏,应在主梁承受次梁传来的集中力处设置附加横向钢筋(箍筋或吊筋),将上述的集中荷载有效地传递到主梁的上部受压区域。附加横向钢筋应布置在长度为s=2h1+3b的范围内,第一道附加箍筋离次梁边50mm,吊筋下部尺寸为次梁的宽度加100mm即可。 10 四.双向板内力计算方法 1、单块双向板弹性内力计算方法 2、多跨连续双向板 假定:支承梁的抗弯刚度很大,其垂直变形可以忽略不计;支承梁的抗扭刚度很小,板可以绕梁转动;同一方向的相邻最小跨度与最大跨度之比大于0.75. 跨中最大弯矩的计算:棋盘式的布置方式 3、双向板双向板的配筋构造 考虑板内拱作用,对弯矩进行折减 ① 连续板中间区格的跨中及中间支座截面,折减系数为0.8; ②边区格的跨中及自楼板边缘算起的第二支座截面,当l b/l <1.5时,折减系数为0.8 ;当1.5≤l b/l <2.0时,折减系数为0.9。l b为区格沿楼板边缘方向的跨度,l 为区格垂直于楼板边缘方向的跨度。 ③角区格的各截面不折减。 一、现浇梁式楼梯 (一)组成与传力途径 现浇梁式楼梯 传力途径 11