钢筋混凝土结构

出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第782页（8884字）

(一)钢筋混凝土结构有关规定

1．受弯构件的允许挠度(表17－56)

表17－56 受弯构件的允许挠度

注：①如果构件制作时顶先起拱，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悬臂构件的允许挠度值，按表中相应数值乘2取用。

2．钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数α_。t和最大裂缝宽度允许值，应根据工作条件和钢筋种类按表17－57采用。

表17－57 裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值

注：①裂缝控制等级：一级——严格要求不出现裂缝的构件，在荷载长期效应组合作用下，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力；二级——一般要求不出现裂缝的构件，在荷载长期效应组合作用下，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力，而在荷载短期效应组合作用下，构件受拉边缘混凝土允许产生拉应力，但拉应力不应超过a_rf_tK。此处α为混凝土拉应力限制系数，r为受拉区混凝土塑性影响系数，f_tK为混凝土抗拉强度标准值；三级——允许出现裂缝的构件，在荷载短期效应组合作用下并考虑荷载长期效应组合影响的最大裂缝宽度计算值不应超过允许值。

②属于露天或室内高湿度环境一栏的构件，系指直接受雨淋的构件、无围护结构的房屋中经常受雨淋的构件或经常受蒸气或凝结水作用的室内构件(如浴室等)，以及与土直接接触的构件。

③对处于年平均相对湿度小于60%地区，且可变荷载标准值与恒载标准值之比大于0．5的构件，其最大裂缝宽度允许值可采用括弧内数字。

④对承受二台及二台以上的相同吨位，且起重量不大于50t的中级工作制吊车的预应力混凝土等高度吊车梁，当采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋时，可根据使用要求，选用允许出现裂缝的预应力混凝土构件，其正截面的最大裂缝宽度允许值采用0．1mm。

⑤采用冷拉Ⅱ，Ⅲ、Ⅳ级钢筋的承受重级工作制吊车的预应力混凝土吊车梁，当处于露天或室内高湿度环境，其裂缝控制等级不变，取a_ct=0．3。

⑥烟囱、用以贮存松散体的筒仓及处于液体压力下的构件，其裂缝控制要求应符合现行专门规范的有关规定。

⑦表中预应力混凝土结构构件的混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值，仅适用于正截面的验算，斜截面的验算条件应符合其他的规定。

8．预应力钢筋的张拉控制应力值σ_con不宜超过表17－58中的张拉控制应力允许值(σ_con)的数值

表17－58 张拉控制应力允许值(σ_con)

注：1．f_puK、f_pyK钢筋强度标准值。

2．在下列情况下，表中数值允许提高0．05f_puK或0．05f_pyK。

①为了提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋。

②为了部分抵消由于应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差因素产生的预应力损失。

③碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉低碳钢丝的张拉控制应为值σ_con不应小于0．4f_ρuK；冷拉钢筋的张拉控制应力值σ_con不应小于0．5f_ρyK。

4．混凝土的强度等级及其强度标准值(表17－59)

表17－59 混凝土强度标准值(N／mm²)

5．混凝土强度等级及其强度设计值(表17－60)。

表17－60 混凝土强度设计值(N／mm³)

注：①计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时，如截面的长边或直径小于300mm，则表中数值应乘以系数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。注①与注②不同时考虑。

②离心混凝土的强度设计值应按专门规定取用。

6．混凝土受压或受拉时弹性模量和混凝土疲劳变形模量(表17－61)

表17－61 混凝土弹性模量和疲劳变形模量(kN／mm²)

7．钢筋强度标准值(表17－62)

表17－62 钢筋强度标准值(N／mm²)

8．钢丝的强度标准值(表17－63)

表17－63 钢丝强度标准值(N／mm²)

注：碳素钢丝系指国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB5223－85)中的矫直回火钢丝。

9．受拉受压钢筋的强度设计值(表17－64)

表17－64 钢筋强度设计值(N／mm²)

注：①在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于310N／mm²时，仍应按310N／mm²取用；其他构件的钢筋抗拉强度设计值大于340N／mm²时，仍应按340N／mm²取用；对直径大于12mm的Ⅰ级钢筋，如经冷拉，不得利用冷拉后的强度。

②当钢筋混凝土结构的凝混土强度等级为C10时，光面钢筋的强度设计值应按190N／mm²取用，变形钢筋(包括月牙纹钢筋和螺纹钢筋)的强度设计值应按230N／mm²采用。

③构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋根据其受力情况采用各自的强度设计值。

10．钢丝的强度设计值(表17－65)

表17－65 钢丝强度设计值(N／mm²)

注：①冷拔低碳钢丝用作预应力钢筋时，应按表17－63规定的钢丝强度标准值逐盘进行检验，其强度设计值按甲级采用；乙级冷拔低碳钢丝仅要求分批检验，主要用做焊接骨架、焊接网、架立筋、箍筋和构造钢筋。

②当碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线的标准强度不符合表17－63的规定时，其强度设计值应另行换算。

11．钢筋的弹性模量(表17－66)

表17－66 钢筋的弹性模量(N／mm²)

12．钢筋的疲劳强度设计值(表17－67)

表17－67 钢筋的疲劳强度设计值(N／mm²)

(二)钢筋混凝土结构计算公式

1．钢筋混凝土结构强度计算公式(表17－68)

表17－68 钢筋混凝土结构强度计算公式

注：表中符号

M－弯矩设计值；

f_cm－混凝土弯曲抗压强度设计值

f′_y－受压钢筋设计强度；

A_s、A′_s－受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；

A_p、A′_p－受拉区及受压区纵向预应力钢筋的截面面积；

σ′_p－受压区预应力钢筋的应力；

h₀－截面的有效高度；

b－矩形截面宽度或T形截面的腹板宽度；

a_s、a′_p－受压区纵向非预应力钢筋合力点及受压区纵向预应力钢筋合力点至受压区边缘的距离；

a′－受压钢筋合力点至受压区边缘的距离；

h′_f－T形截面受压区的翼缘高度；

b′_f－T形截面受压的翼缘计算宽度；

a_s、a_ρ－受拉区纵向非预应力钢筋及受拉区预应力钢筋至受拉边缘的距离；

f_v、f_ρy－非预应力钢筋、预应力钢筋的设计强度；

N－轴向力设计值；

φ－钢筋混凝土构件的稳定系数；

f_c－混凝土轴心抗压强度设计值；

4－构件截面面积；

Ac_or－构件的核心截面面积；

f_yK－间接钢筋抗拉强度设计值；

4_sso－螺旋式或焊接式间接钢筋的换算截面面积；

e－轴向力作用点至非预应力受拉钢筋和预应力受拉钢筋合力点之间的距离；

η－考虑挠曲影响的轴向力偏心距增大系数；

e_i－初始偏心距；

e_o－轴向力对截面重心的偏心距；

e_a－附加偏心距，当e0≥0．3h0时，取e_a=0；

a_s、σ_ρ－受拉边或受压较小边的非预应力及预应力钢筋的应力；

ξ－ξ=x／h_o，x为混凝土受压区高度；

N_w－沿截面腹部均匀配置的纵向钢筋所承担的轴向力；

M_u－沿截面腹部均匀配置的纵向钢筋内力对A_s重心的力矩；

l_o－柱的计算长度；

h－截面高度；

ξ₁－偏心受压构件的截面曲率修正系数；

ξ₂－考虑构件长细比对截面曲率的影响系数；

N_u0－构件的截面轴心受压承载力设计值；

N_ux、N_uy－分别为轴向力作用于x轴及y轴，考虑相应的计算偏心距后 按全部纵向钢筋计算的偏心受压承载力设计值；

M_u－按轴向力N作用下的弯距平面计算的正截面受弯承截力设计值；

V－剪力设计值

V_as－构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；

V_p－预应力混凝土受弯构件由于施加预应力所提高的构件受剪承载力设计值；

A_sv－配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积或受剪承载力所需的箍筋截面面积；

f_yv－箍筋的抗拉强度设计值；

N_so－计算截面上的混凝土法向预应力为零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；

A_sb，A_ρb－同一弯起平面内非预应力弯起钢筋及预应力弯起钢筋的截面面积；

a_s、a_p－斜截面上非预应力弯起钢筋及预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角；

M_s－斜截面受压区末端的弯矩设计值；

V_sρ－构件截面上受拉边倾斜的非预应力和预应力纵向受拉钢筋合力的设计值在垂直方向的投影；

Z_{sv同一截面内箍筋的合力至斜截而受压区合力点的离距；}

Z↓（sb、Z_pb－同一弯起平面内非预应力弯起钢筋及预应力弯起钢筋的合力点至斜截面受压区合点力的距离；

Z－斜截面受拉区始端处纵向受拉钢筋合力的水平分力至斜截面受压区合力点的距离；

β－斜截面受拉区始端处纵向受拉钢筋的倾角。在局部承压计算中则为混凝土局部承压强度提高系数；

λ－偏心受拉构件计算截面的剪跨比；

T－扭矩设计值；

f_t－混凝土轴心抗拉强度设计值；

W_t－受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩；

ξ－受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比；

f_vρ－箍筋的抗拉强度设计值；

4_sti－受扭计算中沿截面周边所配置箍筋的单肢截面面积；

s－箍筋的间距；

A₀－构件的换算截面面积；

T_w－腹板所承受的设计扭矩；

T′_f、T_f－受压翼缘、受拉翼缘所承受的扭矩设计值；

β_t－剪扭构件混凝土受扭承截力降低系数；

A_sum－与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积；

W′_sf、W′_tf－受压区翼缘、受拉区翼缘矩形截面受扭塑性抵抗矩；

F_b－局部荷载设计值或集中反力设计值；

u_m－距荷载或集中反力作用面积周边h₀／2处的周长；

A_sbu－与呈45^°冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积；

α－弯起钢筋与板底面的夹角；

b_m－冲切破坏锥体斜截面的上边长b_t与下边长b_b的平均值；

P_s－在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的土的反力；

A_is－考虑冲切荷载时取用的多边形面积；

A_in－混凝土局部受压净面积；

A_i－混凝土局部受压面积；

A_b－局部受压时的计算底面积；

ρ_v－间接钢筋的体积配筋率；

β_cor－配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数。

2．抗裂度、裂缝宽度验算公式(表17－69)

表17－69 抗裂度、裂缝宽度验算公式

注：表中符号

σ₀、σ_io－分别为荷载的短期效应组合及长期效应组合下抗裂度验算边缘的混凝土法向应力；

σ_po－扣除全部预应力损失后，在抗裂边缘混凝土的预压应力；

α_ci－混凝土拉应力限制系数；

r－受拉区混凝土塑性影响系数；

f_tx－混凝土的抗拉强度标准值；

σ_tρ、σ_cρ－混凝土主拉应力、主压应力；

σ_x－由预应力和标准弯矩M_K在计算纤维处产生的混凝土法向应力；

σ_y－由集中荷载标准值产生的混凝土竖向压应力；

τ－由标准剪力VK和预应上弯起钢筋在计算纤维处产生的混凝土剪应力；

α_σr－与构件受力特征有关的系数；

v－与纵向受拉钢筋表面特征有关的系数；

ψ－裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数；

d－钢筋直径，当用不同直径的钢筋时，改用换算直径；

c－最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(以mm计)；

p_ot－按有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；

σ_s－按荷载的短期效应组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向钢筋的等效应力；

E_s－钢筋弹性模量。