混凝土结构斜截面承载力计算
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混凝土梁斜截面承载力标准一、前言混凝土梁是建筑中常用的结构构件,其承载力是衡量其性能优劣的重要指标之一。
混凝土梁的承载力与其截面形状、尺寸、材料强度等因素密切相关。
本文旨在提供一份全面的混凝土梁斜截面承载力标准,以供工程设计和施工中参考。
二、混凝土梁斜截面承载力计算1. 混凝土梁截面形状混凝土梁的截面形状分为矩形、T型、L型、梯形等多种形式。
在混凝土梁斜截面承载力计算中,一般采用矩形截面进行分析和计算。
2. 混凝土梁截面尺寸混凝土梁的截面尺寸包括截面高度h和截面宽度b。
在混凝土梁斜截面承载力计算中,应根据实际工程需求确定截面尺寸。
3. 混凝土强度混凝土的强度取决于混凝土的配合比、材料品质等因素。
在混凝土梁斜截面承载力计算中,应按照设计要求确定混凝土的强度等级。
4. 钢筋强度钢筋的强度取决于钢筋的材质、直径等因素。
在混凝土梁斜截面承载力计算中,应按照设计要求确定钢筋的强度等级。
5. 混凝土梁截面受力状态混凝土梁截面受力状态包括受弯状态和受剪状态。
在混凝土梁斜截面承载力计算中,应根据截面受力状态进行分析。
6. 混凝土梁斜截面承载力公式混凝土梁斜截面承载力公式如下:N=0.85fcAb+AsfyM=0.85fcAbx+Asfy(xs-0.5h)V=0.85fcAbe+Asfy(xs-0.5h)其中,N为轴向承载力;M为弯矩承载力;V为剪力承载力;fc为混凝土的轴向抗压强度;Ab为混凝土梁截面的面积;As为钢筋面积;fy为钢筋的抗拉强度;x为混凝土梁截面受压区离截面底部的距离;s 为钢筋中心距。
7. 混凝土梁斜截面承载力的限制在混凝土梁斜截面承载力的计算中,应注意以下限制:(1)混凝土的抗压强度不应超过设计要求;(2)混凝土梁截面的受压区高度不应小于1/6的截面高度;(3)钢筋的强度不应超过设计要求;(4)混凝土梁截面的受拉区应满足钢筋的受拉强度要求;(5)混凝土梁截面的受剪区应满足剪切强度要求。
三、混凝土梁斜截面承载力标准根据混凝土梁斜截面承载力计算公式和限制条件,可以得出混凝土梁斜截面承载力的标准,具体如下:1. 轴向承载力混凝土梁斜截面的轴向承载力应满足以下条件:N≤0.85fcAb+Asfy其中,fc为混凝土的轴向抗压强度;Ab为混凝土梁截面的面积;As 为钢筋面积;fy为钢筋的抗拉强度。
混凝土结构斜截面承载力计算1、矩形、T形和I形截面受弯构件的受剪截面应符合下列条件:当h w/b≤4时V≤0.25βc f c bh0(6.3.1-1)当h w/b≥6时V≤0.2βc f c bh0(6.3.1-2)当4<h w /b<6时,按线性内插法确定。
式中:V——构件斜截面上的最大剪力设计值;βc——混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不超过C50时,βc取1.0;当混凝土强度等级为C80时,βc取0.8;其间按线性内插法确定;b——矩形截面的宽度,T形截面或I形截面的腹板宽度;h0——截面的有效高度;h w——截面的腹板高度:矩形截面,取有效高度;T形截面,取有效高度减去翼缘高度;I形截面,取腹板净高。
注:1 对T形或I形截面的简支受弯构件,当有实践经验时,公式(6.3.1-1)中的系数可改用0.3;2 对受拉边倾斜的构件,当有实践经验时,其受剪截面的控制条件可适当放宽。
2、计算斜截面受剪承载力时,剪力设计值的计算截面应按下列规定采用:1支座边缘处的截面(图6.3.2a、b截面1-1);2受拉区弯起钢筋弯起点处的截面(图6.3.2a截面2-2、3-3);3箍筋截面面积或间距改变处的截面(图6.3.2b截面4-4);4截面尺寸改变处的截面。
注:1 受拉边倾斜的受弯构件,尚应包括梁的高度开始变化处、集中荷载作用处和其他不利的截面;2 箍筋的间距以及弯起钢筋前一排(对支座而言)的弯起点至后一排的弯终点的距离,应符合本规范第9.2.8条和第9.2.9条的构造要求。
3、不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:式中:βh——截面高度影响系数:当h0小于800mm时,取800mm;当h0大于2000mm时,取2000mm。
4、当仅配置箍筋时,矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定:式中:V cs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;V P——由预加力所提高的构件受剪承载力设计值;αcv——斜截面混凝土受剪承载力系数,对于一般受弯构件取0.7;对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75%以上的情况)的独立梁,取αcv为,λ为计算截面的剪跨比,可取λ等于α/h0,当λ小于1.5时,取1.5,当λ大于3时,取3,α取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离;A sv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,即nA svl,此处,n为在同一个截面内箍筋的肢数,A svl为单肢箍筋的截面面积;s——沿构件长度方向的箍筋间距;f yv——箍筋的抗拉强度设计值,按本规范第4.2.3条的规定采用;N p0——计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力,按本规范第10.1.13条计算;当N p0大于0.3f c A0时,取0.3f c A0,此处,A0为构件的换算截面面积。
混凝土结构斜截面承载力计算混凝土结构斜截面承载力计算是用于确定混凝土结构在受力状态下的极限承载力。
在进行斜截面承载力计算时,需要考虑混凝土的抗压强度、受拉强度、剪切强度以及抗弯强度等参数,同时还需要考虑构件的几何形状、荷载形式以及受力方式等因素。
1.确定构件形状和截面尺寸:首先需要根据具体的工程要求确定构件的几何形状和截面尺寸,包括构件的高度、宽度、厚度等参数。
2.确定荷载形式和荷载大小:根据工程设计要求和实际情况确定施加在混凝土结构上的荷载形式,如均布荷载、集中荷载、风荷载、地震荷载等,并确定荷载的大小。
3.分析斜截面受力:根据构件的受力方式,分析斜截面承受的内力情况,如受压、受拉、受剪、受弯等。
根据受力情况,可以确定构件在斜截面上的受力大小和受力方向。
4.计算受压区工作材料的承载力:根据混凝土的抗压强度和受压区工作材料的尺寸,可以计算出受压区工作材料的承载力。
一般情况下,混凝土的抗压强度可以通过试验获得。
5.计算受拉区工作材料的承载力:根据混凝土的受拉强度和受拉区工作材料的尺寸,可以计算出受拉区工作材料的承载力。
混凝土的受拉强度一般较低,实际计算中常常假设受拉区的承载力为零。
6.计算剪应力的承载力:根据混凝土的剪切强度和剪切区的尺寸,可以计算出剪应力的承载力。
剪切强度一般通过试验获得。
7.计算弯矩和弯曲应力的承载力:根据混凝土的抗弯强度和截面形状的尺寸,可以计算出弯矩和弯曲应力的承载力。
8.检查承载力是否满足要求:将以上计算结果进行综合比较,检查斜截面的承载力是否满足设计要求。
如果不满足要求,则需要重新调整构件的截面尺寸或者采取其他强化措施。
需要注意的是,斜截面承载力计算是一个复杂的过程,需要详细的力学分析和结构设计经验。
在实际工程中,一般会借助计算机软件进行数值分析和仿真,来确定斜截面的承载力。
混凝土梁斜截面受剪承载力计算技术规程一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的构件,其承载能力对于整个建筑结构的稳定性和安全性至关重要。
在混凝土梁的设计过程中,对于其受剪承载力的计算是必不可少的一步。
本文将介绍混凝土梁斜截面受剪承载力计算的技术规程,以帮助工程师们更好地理解和掌握这一计算方法。
二、概述混凝土梁斜截面受剪承载力计算是基于混凝土材料和钢筋材料的力学性质进行的,其基本原理是根据梁的受剪承载力公式,计算出梁的抗剪承载力,并对其进行验算。
在计算过程中,需要考虑混凝土的强度、钢筋的强度、受力状态和截面形态等因素。
三、计算公式(一)混凝土梁受剪承载力公式混凝土梁的受剪承载力公式为:V=Rv×bw×d其中,V为混凝土梁的受剪承载力,Rv为抗剪承载力系数,bw为梁的宽度,d为梁的有效深度。
(二)抗剪承载力系数Rv的计算公式抗剪承载力系数Rv的计算公式为:Rv=αv×(1-ρ/ρmax)×fcd其中,αv为系数,其取值根据混凝土强度等级和钢筋配筋率确定;ρ为混凝土梁中纵向钢筋截面积的总和,ρmax为混凝土梁中纵向钢筋的最大配筋率;fcd为混凝土的抗压强度。
(三)混凝土抗压强度fcd的计算公式混凝土抗压强度fcd的计算公式为:fcd=fck/γc其中,fck为混凝土的标准抗压强度,γc为混凝土的安全系数。
(四)混凝土梁的有效深度d的计算公式混凝土梁的有效深度d的计算公式为:d=h-αs-αc/2其中,h为混凝土梁的高度,αs为纵向钢筋直径的总和,αc为混凝土保护层厚度。
四、计算步骤(一)确定混凝土梁截面形态、钢筋布置和配筋率。
(二)根据混凝土强度等级和配筋率计算出抗剪承载力系数Rv。
(三)根据混凝土强度等级计算出混凝土抗压强度fcd。
(四)根据钢筋直径和数量计算出纵向钢筋直径的总和αs。
(五)根据混凝土保护层厚度计算出αc。
(六)根据混凝土梁的高度h、纵向钢筋直径的总和αs和混凝土保护层厚度αc计算出混凝土梁的有效深度d。
混凝土结构斜截面承载力计算1.矩形、T形和I形截面受弯构件的受剪截面应符合下列条件:当hw∕b≤4时V≤O.25βc f c bh o(63.1-1)当hw∕b≥6时V≤O.2βc fcbho(6.3.1-2)当4<hw/b<6时,按线性内插法确定。
式中:V——构件斜截面上的最大剪力设计值;βc——混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不超过C50时,氏取1.0;当混凝土强度等级为C80时,氏取0.8;其间按线性内插法确定;b——矩形截面的宽度,T形截面或I形截面的腹板宽度;ho一截面的有效高度;h w一截面的腹板高度:矩形截面,取有效高度;T形截面,取有效高度减去翼缘高度;I形截面,取腹板净高。
注:1对T形或I形截面的简支受弯构件,当有实践经验时,公式(63.1-1)中的系数可改用03;2对受拉边倾斜的构件,当有实践经验时,其受剪截面的控制条件可适当放宽。
2、计算斜截面受剪承载力时,剪力设计值的计算截面应按下列规定采用:1支座边缘处的截面(图6.3.2a、b截面1-1);2受拉区弯起钢筋弯起点处的截面(图6.3.2a截面2-2、3-3);图6.3・2斜截面受剪承载力剪力设计值的计算截面M支座边缘处的斜截面;2-2、3T受拉区弯起钢筋弯起点的斜截面;4・4艇筋截面面积或间距改变处的斜截面3箍筋截面面积或间距改变处的截面(图6.3.2b截面4-4);4截面尺寸改变处的截面。
注:1受拉边倾斜的受弯构件,尚应包括梁的高度开始变化处、集中荷载作用处和其他不利的截面;2箍筋的间距以及弯起钢筋前一排(对支座而言)的弯起点至后一排的弯终点的距离,应符合本规范第9.2.8条和第9.2.9条的构造要求。
3、不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:V≤0.7j⅛∕l6⅛0(6.3.3-1)A=(警)" (6.3.3-2)式中:βh——截面高度影响系数:当ho小于800mm时,取800mm;当h0大于2000mm时,取2000mm o4、当仅配置箍筋时,矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定:V≤v w÷vμ(6.3.4-1)Ya=a cv∕t6⅛0÷∕yv生儿(6.3.4-2)Vμ=0.05N p0(6.3.4-3)式中:Vcs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;V P-由预加力所提高的构件受剪承载力设计值;Okv—斜截面混凝土受剪承载力系数,对于一般受弯构件取0.7;对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的1.75剪力值占总剪力的75%以上的情况)的独立梁,取C(CV为λ+l,人为计算截面的剪跨比,可取入等于Who,当人小于1.5时,取1.5,当人大于3时,取3,α取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离;Asv—配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,即∩Asv∣,此处,n为在同一个截面内箍筋的肢数,ASVl为单肢箍筋的截面面积;s——沿构件长度方向的箍筋间距;fyv——箍筋的抗拉强度设计值,按本规范第4.2.3条的规定采用;Npo—计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力,按本规范第10∙L13条计算;当NPO大于O.3fcAo时,取O.3fcAo,此处,Ao为构件的换算截面面积。
注:1对预加力NPo引起的截面弯矩与外弯矩方向相同的情况,以及预应力混凝土连续梁和允许出现裂缝的预应力混凝土简支梁,均应取VP为0;2先张法预应力混凝土构件,在计算预加力Npo时,应按本规范第7.1.9条的规定考虑预应力筋传递长度的影响。
5、当配置箍筋和弯起钢筋时,矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定:V≤V cs+V P+0.8f y A s bsinαs+0.8f py ApbSinαp(6.3.5)式中:V——配置弯起钢筋处的剪力设计值,按本规范第6.3.6条的规定取用; V P-由预加力所提高的构件受剪承载力设计值,按本规范公式(63.4-3)计算,但计算预加力NPo时不考虑弯起预应力筋的作用;Asb.A pb——分别为同一平面内的弯起普通钢筋、弯起预应力筋的截面面积;as、a p分别为斜截面上弯起普通钢筋、弯起预应力筋的切线与构件纵轴线的夹角。
6、计算弯起钢筋时,截面剪力设计值可按下列规定取用(图6.3.2a):1计算第一排(对支座而言)弯起钢筋时,取支座边缘处的剪力值;2计算以后的每一排弯起钢筋时,取前一排(对支座而言)弯起钢筋弯起点处的剪力值。
7、矩形、T形和I形截面的一般受弯构件,当符合下式要求时,可不进行斜截面的受剪承载力计算,其箍筋的构造要求应符合本规范第9.2.9条的有关规定。
V≤αcv f t bho+O.O5Npo(6.3.7)式中:a cv—截面混凝土受剪承载力系数,按本规范第6.3.4条的规定采用。
8、受拉边倾斜的矩形、T形和I形截面受弯构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定(图6.3.8):图6.3.8受拉边倾斜的受弯构件的斜截面受剪承载力计算V≤Va+Vφ+0.8y y A sb sin% (6.3∙8-1) V_M—0・8(∑y√A,z iw+EfyA讪Nsb)R%- N+ctanS ‘anp(6.3.8-2)式中:M——构件斜截面受压区末端的弯矩设计值;Vcs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值,按本规范公式(6.3.4-2)计算,其中ho取斜截面受拉区始端的垂直截面有效高度;Vsp——构件截面上受拉边倾斜的纵向非预应力和预应力受拉钢筋的合力设计值在垂直方向的投影:对钢筋混凝土受弯构件,其值不应大于fyAsSinβ;对预应力混凝土受弯构件,其值不应大于(f py Ap+f y As)sinβ,且不应小于。
PeAPSinβ;Zsv—同一截面内箍筋的合力至斜截面受压区合力点的距离;Zsb——同一弯起平面内的弯起普通钢筋的合力至斜截面受压区合力点的距离;Z一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,可近似取为0.9h。
;β一斜截面受拉区始端处倾斜的纵向受拉钢筋的倾角;C一斜截面的水平投影长度,可近似取为h0o注:在梁截面高度开始变化处,斜截面的受剪承载力应按等截面高度梁和变截面高度梁的有关公式分别计算,并应按不利者配置箍筋和弯起钢筋。
9、受弯构件斜截面的受弯承载力应符合下列规定(图6.3.9):M≤(fyAs÷fpyAp)Z÷'fyAsbZsb+^fpyApbZpb÷WfyVASVZSV(6.3.9-l)此时,斜截面的水平投影长度C可按下列条件确定:V=∑f y Asbsinαs+∑f py Apbsina p+EfyVASV(63.9-2)式中:V一斜截面受压区末端的剪力设计值;Z——纵向受拉普通钢筋和预应力筋的合力点至受压区合力点的距离,可近似取为O.9h o;Zsb.Zpb——分别为同一弯起平面内的弯起普通钢筋、弯起预应力筋的合力点至斜截面受压区合力点的距离;Zsv-同一斜截面上箍筋的合力点至斜截面受压区合力点的距离。
在计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的斜截面受弯承载力时,公式中的f Py应按下列规定确定:锚固区内的纵向预应力筋抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零,在锚固终点处应取为fpy,在两点之间可按线性内插法确定。
此时, 纵向预应力筋的锚固长度Ia应按本规范第8.3.1条确定。
图6.3.9受弯构件斜截面受弯承载力计算10、受弯构件中配置的纵向钢筋和箍筋,当符合本规范第8.3.1条〜第83.5条、第9.2.2条〜第9.2.4条、第9.2.7条~第9.2.9条规定的构造要求时,可不进行构件斜截面的受弯承载力计算。
11、矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受压构件和偏心受拉构件,其受剪截面应符合本规范第63.1条的规定。
12、矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受压构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:V≤-⅞∕t6Λ0+∕yv&/?o+0.07N (6.3.12)A+1 5式中:人——偏心受压构件计算截面的剪跨比,取为M/(Vh0);N——与剪力设计值V相应的轴向压力设计值,当大于0.3fcA时,取O.3fcA,此处,A为构件的截面面积。
计算截面的剪跨比人应按下列规定取用:1对框架结构中的框架柱,当其反弯点在层高范围内时,可取为Hn/(2h0)0当人小于1时,取1;当人大于3时,取3。
此处,M为计算截面上与剪力设计值V相应的弯矩设计值,Hn为柱净高。
2其他偏心受压构件,当承受均布荷载时,取1.5;当承受符合本规范第6.3.4条所述的集中荷载时,取为α∕ho,且当人小于1.5时取1.5,当人大于3时取3o13、矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受压构件,当符合下列要求时,可不进行斜截面受剪承载力计算,其箍筋构造要求应符合本规范第9.3.2条的规定。
V≤+0.07N(6.3.13)式中:剪跨比入和轴向压力设计值N应按本规范第6.3.12条确定。
14、矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:・V≤T A°-0∙2N(6・3,14)式中:N-■与剪力设计值V相应的轴向拉力设计值;λ——计算截面的剪跨比,按本规范第6.3.12条确定。
当公式(6.3.14)右边的计算值小于/*&心时,应取等S于A-^υ,且A%。
值不应小于O.36∕t Mo.15、圆形截面钢筋混凝土受弯构件和偏心受压、受拉构件,其截面限制条件和斜截面受剪承载力可按本规范第63.1条〜第6.3.14条计算,但上述条文公式中的截面宽度b和截面有效高度ho应分别以1.76r和1.6「代替,此处,r为圆形截面的半径。
计算所得的箍筋截面面积应作为圆形箍筋的截面面积。
16、矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,其受剪截面应符合下列要求:V X≤0.25P c∕c AΛ0cosθ(6.3.16-1)V y≤0.25BCfChboSin8(6.3∙16-2) 式中:匕——工轴方向的剪力设计值,对应的截面有效高度为截面宽度为6;V y——y轴方向的剪力设计值,对应的截面有效高度为与,截面宽度为看0——斜向剪力设计值V的作用方向与1轴的夹角,。
=arctan(V y∕V x)β17、矩形截面双向受剪的钢筋混凝土框架柱,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:(6. 3. 17-1)(6. 3.17-2)Z轴、y轴方向的斜截面受剪承载力设计值V"、U Uy 应按下列公式计算:v<α==P^Λ6⅛O+∕Λ勺心+0.07N (6.3.17-3)V uy=⅛-∕,Λ60+∕r.^60+0.07N(6.3.17-4)SAy十1式中工八人——分别为框架柱工轴、y轴方向的计算剪跨比,按本规范第6.3.12条的规定确定;A tVX、A.一—分别为配置在同一截面内平行于z轴、)轴的箍筋各肢截面面积的总和;N——与斜向剪力设计值V相应的轴向压力设计值,当N大于0・3。