钢筋混凝土受弯构件受压区高度的限定条件

钢筋混凝土受弯构件受压区高度的限定条件 钢筋混凝土受弯构件受压区高度的限定条 件 祟崇豢崇豢 崇 崇豢崇豢睾睾来豢带苷带杀豢豢半豢豢带豢豢豢豢豢带来豢崇豢崇豢崇豢崇豢崇豢崇豢崇豢 钢筋混凝土受弯构件受压区高度的限定条件 兰重芏 (西安公路交通太学建筑与环境工程系西安710064) 丁LL3,.7 摘要:艰据(混凝土结构规范>(GBJ1o89)对钢筋极限拉应变的限值和平截面假定.推导出 量弯构件极限状态F截面受压匪最小高度.此作为新的限定蒹件将对正截面强度计算方1击和结果产生一 定的影响.算倒表明,在工程设计l中考虑这一限定蒹件是很有必要的 关键词:受弯构件量拉钢筋极限拉应变置压区高度限定条件 —— 词{喂胡 THEC0NFININGCOND?oNSF0RCOMPRESSION 加NEOFFLEXURALRCMEMBERS G1JunqingLeiZ… DeptofArehit+tumtandEnvi~nmentalEngin~ring,XJ丑nHi曲wayUtdversityXian710{364) Abstract:Acc.rdmgtotheult~testrainreinforcementin玎npre篱i.nspecifiedintheeun+ntcode(【s呵n CodeofconcrneStructure}(GBJ1O一89)andBemoutli'sprinciple.the?D山asforthesmaltestdepthof ?mprl?zoneftexuralRCmembersatlimitedstRteaderived.Itwillgiverisetoacertaininfluenceon boththec~dcdLationofLdtimatestrengthofsuchm锄rsandtheeo~pmading~ultstotakethis剐new conf#dngconditionNumericalexamplesshowthatitisrealnessacotathisconfiningcottditio ninto consideration Keywords:ftexuml?reinforcementinteflonuLtimatetemioastraindepthofec~apreasion confiningoonditlon 在钢筋混凝土受弯构件正截面强度计算中,对 于常用的矩形,T形截面,规范GBJ10—89对截面受 压区高度给出了两个限定条件,即:(1)?bh.以 保证受拉钢筋达到屈服强度^,避免超筋梁;(2)? 图1单层矩形粱在一般极限壮志下的应力应变图形 64IndustrialConstruction1999.Vol29.No.8 图2规范采用的受拉钢筋应力应变曲线 2a'.以保证受压钢筋达到屈服强度^.显然.条件 (1),(2)都是从受力钢筋达到屈服这一角度来限定 第一作者:郭军废男1962年l0月出生讲师 收稿日期:1999—04—22 工韭建筑1999年第29卷第8期 雌篥 ,态 设动 建准 程标 工术 一技 的.这样是否足够.本文将从新的角度加探讨. l问的提出 根据规范,钢筋混凝土受弯构件的正截面强度 计算理论是按承载力极限状态建立的.图1表示了 极限状态下单筋矩形适筋梁的应力应变图形,其中 = 0.8.图2则表示了受拉钢筋的应力应变曲线. 由图1b和图2可知,e将随的减小而增大, 但不应超过极限应变值一=0.O1.显然,当受拉 钢筋A相对较小时,和亦较小.就可能出现e >}一的情况.由此可见.为了保证?…,应该 对截面受压区高度的最小取值加限定. 2受压区高度最小值的确定 现取极限状态下的单筋矩形梁为研究对象.截 面尺寸及配筋如图1a所示设在此极限状态下,e = 可 ….相应==.根据平截面假定. 得到截面的应变图形(如图3a所示).相应的截面应 力图形见图3b.由图3a可知: E/E:(ho—)/x(1) 即: 1 Xnc忐.() 为方便计.可取,…/}=0.01/00033=3,并 代入(2)式得: = 025ho(3) 固:.=0.8.则有 =0.2h0(4) 困乎截面假定对于双筋矩形和T形截面均适 用,故同样可得到(3)式,(4)式的结果 (a)[b 图3单筋矩形梁在特定概眼状态下的应力应变图形 由此可见.极限状态下受弯构件截面受压医高 度的最小取值为=0.2h上述(3)式则表示r 截面中和轴的最小高度. 3的限定条件 根据上述分析.=0.2hn是保证极限状态下受 钢筋混凝土受弯构件受压区高度的限定条件——郭军庆等 拉钢筋应变不超过规范限值的截面受压区最小高度 取值,因此.在受弯构件正截面强度计算时.应考虑 下限定条件.即: ?0.2hn或}?0.2(5) 结合规范给出的限定条件及截面配筋方式的不 同,将的限定条件分述如下: 1)单筋矩形,T形截面 ( 0.2ho??^0或0.2??(6) (2)双筋矩形T形截面 max{2a,0.2h0}??^f1或 Mx 鲁t0.2}?}?b(7) 由于规范中尚未列出(5)式这一要求.所以式 (6),式(7)是对规范相关条文的补充和完善 4正截面叠度计算的相应调整 以上述式(6),式(7)作为的限定条件时,受弯 构件的正截面强度计算方法应作相应的调整,简述 如下: (1)单筋矩形T形截面 当计算中出现<0.2h或<02时.应取 :0.2h0进行计算. (2)双筋矩形,T形截面 当计算中出现<mRxI2a.0.2hnI或}<max {2a",0-}时.可分以下两种情况计算: ?若02h0?2,则按M:^A(h0一")进行 计算. ?若0.2h>2a.且有?2成立,则取= 0.2hn或?=0.2,按截面轴向力平衡的基本计 算i当<2a时,仍按?中所列公式计算. 5算倒 详见表1和表2. 表1单筋T形粱配筋计算 截面特征bf6?mm6=300ram.^f=120mm^= 700mm,?=60mm.h0=640ram M=460kN-m.采用C20混凝土.?缎钢筋 e0.188<0.2鼠02 x/mm120.32<0.2h0取02h0=128 A/mm:2640(2558) 注:()中数宰接不考虑?02h或}?0.2求得 (下转第70页) 3.2柱子加固 柱子的加固采用增大截面法(见图2).用CGM 高效能结构补强材料对其进行加固,以有效防止柱 内混凝土中氯离子的进一步侵蚀. 弩图2挂截面 1一CGM混凝土:2一加固有钢}3—连接缀板;4一原钢筋 CGM居于聚合物水泥混凝土,其性能如下: (1)高强度.CGM能满足吾类钢筋混凝土结构 的补强要求.该工程原混凝土强度为C20.经CGM 补强加固后,实际取样试验结果为C30. (2)高抗渗透能力.表1为C30普通混凝土与 CGM补强材料试件在25MPa水压下,持续8h 所测得的渗水高度. 衰1两种混凝土标准试件持续8h, 在2.5MPa水压下渗水高度mm ?种类否差石弓粤 (3)高粘结性能.CGM与旧混凝土的粘结强度 比同强度普通混凝土高.这使CGM与原混凝土可 以形成良好的工作性能 (4)良好的流动性CGM良好的粘结性与流动 性保证了工程加固的施工质量.该工程的CGM坍 落度为80--110mm (5)良好的抗氯盐渗透能力. 4加固技术措施 对于柱下基础的加固,主要采用整体围套法+对 于底层柱子主要采用增大截面法.具体做法如下: (1)对于基础,应先将原基础表面清理干净,原 灰缝剔除20mm深,然后安放钢筋阿,预留角钢并与 钢板和连接角钢焊接,最后浇注混凝土至基础顶面. (2)对于底层柱子.加固前,每层框架梁F设临 时支承,对框架柱进行卸载;然后鄹除角部混凝土. 并清除角部4根钢筋锈蚀层;焊接型钢骨架,并与角 部4根钢筋焊接,逐根剔除其它钢筋周围混凝土,并 除锈,焊接缀板,分层浇灌CGM补强材料. 该工程加固后使用至今未发现任何异常情况 顺昌富宝公司是一个化学工业企业,各种建 (构)筑物化学腐蚀较严重,本次加固补强的成功经 验对于本公司其它已腐蚀的建(构)筑物的补强加固 有一定的指导意义,且对化工同行有一定参考价值. 参考文献 l高琼英主编.建筑材料武汉:武汉工业大学出版社, 1998 2卓尚未钢筋混凝土结构事故分析与加固北京中国 建筑工业出版社.1997 (上接第65页) 衰2双筋矩形粱配筋计算应变的意义是吻合的. 截面特征b×h=2【,0m廿】×500ram,4=60mm,?= 35mm,h0=440mm,A,=941mmz M=182kN?m.采用(220棍凝土.?级钢簖 注:同表1 由表中结果可知,按上述公式(6),(7)限定的 最小取值+有时会使受拉钢筋用量增加,这与限制拉 7O 6结语 (1)在钢筋混凝土矩形,T形截面受弯构件的正 截面强度计算中,应考虑>/-0.2h0或}?02这一 限定条件.以保证受拉钢筋的应变不超过规范限值. (2)当按=0.2h.或}=02计算时,受拉钢筋 用量将有所增加,应注意满足配筋率等构造要求. (3)本文为规范有关条文的完善和修正提供了 理论依据. 参考文献 1庄崖屏等.钢筋混凝土基本构件设计+北京:地震出版 社.1990.4fl,56 工业建筑1999年第29卷g8期