建筑施工手冊23混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算

1、2-3 混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算2-3-1 混凝土結(jié)構(gòu)基本計(jì)算規(guī)定1結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求。分別進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：（1）承載力及穩(wěn)定：所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移及漂浮驗(yàn)算；處于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的承載力驗(yàn)算；（2）疲勞：直接承受吊車的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算；但直接承受安裝或檢修用吊車的構(gòu)件，根據(jù)使用情況和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可不作疲勞驗(yàn)算；（3）變形：對使用上需控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算；（4）抗裂及裂縫寬度：對使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算；對使用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算

2、；對疊合式受彎構(gòu)件，尚應(yīng)進(jìn)行縱向鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算。2結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算和傾覆、滑移及漂浮驗(yàn)算，均應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值；疲勞、變形、抗裂及裂縫寬度驗(yàn)算均應(yīng)采用相應(yīng)的荷載代表值；直接承受吊車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在計(jì)算承載力及驗(yàn)算疲勞、抗裂時(shí)，應(yīng)考慮吊車荷載的動力系數(shù)。預(yù)制構(gòu)件尚應(yīng)按制作、運(yùn)輸及安裝時(shí)的荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。預(yù)制構(gòu)件吊裝的驗(yàn)算，應(yīng)將構(gòu)件自重乘以動力系數(shù)，動力系數(shù)可取1.5，但根據(jù)構(gòu)件吊裝時(shí)受力情況，可適當(dāng)增減。對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算。3根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級（表2-37）。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級 表2-37安全等級破壞后果建筑物

3、類型一級很嚴(yán)重重要的建筑物二級嚴(yán)重一般的建筑物三級不嚴(yán)重次要的建筑物建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級，宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級相同，對其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件和安全等級，可根據(jù)其重要程度適當(dāng)調(diào)整，但不得低于三級。4受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算值不應(yīng)超過表2-38的限值。受彎構(gòu)件的撓度限值 表2-38項(xiàng)次構(gòu)件類型撓度限制1吊車梁：手動吊車電動吊車l0/500l0/6002屋蓋、樓蓋及樓梯構(gòu)件：當(dāng)l07m時(shí)當(dāng)7l09m時(shí)當(dāng)l09m時(shí)l0/200（l0/250）l0/250（l0/300）l0/300（l0/400）注：1如果構(gòu)件制作時(shí)預(yù)先起拱，而且使用上也允許

4、，則在驗(yàn)算撓度時(shí)，可將計(jì)算所得的撓度值減去起拱值。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件尚可減去預(yù)加應(yīng)力所產(chǎn)生的反拱值。2表中括號中的數(shù)值，適用于使用上對撓度有較高要求的構(gòu)件。3計(jì)算懸臂構(gòu)件的撓度限值時(shí)，其計(jì)算跨度l0按實(shí)際懸臂長度的2倍取用。4表中l(wèi)0為構(gòu)件的計(jì)算跨度。5結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制等級分為三級。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限制見表2-39。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值 表2-39環(huán)境類別鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制等級wlim（mm）裂縫控制等級wlim（mm）一三0.3（0.4）三0.2二三0.2二-三三0.2一-注：1表中的規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件和采

5、用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼紋線及熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；當(dāng)采用其他類別的鋼絲或鋼筋時(shí)，其裂縫控制要求可按專門標(biāo)準(zhǔn)確定；2對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構(gòu)件，其最大裂縫寬度限值可采用括號內(nèi)的數(shù)值；3在一類環(huán)境下，對鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗(yàn)算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.2mm；對鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應(yīng)取為0.3mm；4在一類環(huán)境下，對預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和樓板，應(yīng)按二級裂縫控制等級進(jìn)行驗(yàn)算；在一類和二類環(huán)境下，對需作疲勞驗(yàn)算的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，應(yīng)按一級裂縫控制等級進(jìn)行驗(yàn)算；5表中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制等級和

6、最大裂縫寬度限值僅適用于正截面的驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的斜截面裂縫控制驗(yàn)算應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002）第8章的要求；6對于煙囪、筒倉和處于液體壓力下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；7對于處于四、五類環(huán)境下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫控制要求應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；8表中的最大裂縫寬度限值用于驗(yàn)算荷載作用引起的最大裂縫寬度。6混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。在一、二、三類環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合表2-40的規(guī)定。結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求 表2-40環(huán)境類別最大水灰比最小水泥用量（kg/m3）最低混凝土強(qiáng)度等級最大

7、氯離子含量（%）最大堿含量（kg/m3）一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.0三0.50300C300.13.0注：1氯離子含量指其占水泥用量的百分率；2預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土中的最大氯離子含量為0.06%，最小水泥用量為300kg/m3；最低混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)按表中規(guī)定提高兩個(gè)等級；3當(dāng)混凝土中加入活性摻合料或能提高耐久性的外加劑時(shí)，可適當(dāng)降低最小水泥用量；4當(dāng)有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，處于一、二類環(huán)境中的最低混凝土強(qiáng)度等級可降低一個(gè)等級；5當(dāng)使用非堿活性骨料時(shí)，對混凝土的堿含量可不作限制；6素混凝土構(gòu)件的最小水泥用量，不應(yīng)少于表中數(shù)值減25

8、kg/m3。2-3-2 混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算用表1混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（表2-41）混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 表2-41強(qiáng)度種類混凝土強(qiáng)度等級C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80軸心抗壓fck10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2軸心抗拉ftk1.271.541.782.012.202.392.512.642.742.852.932.993.053.112混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（表2-42）混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表2-42強(qiáng)度種類混凝土強(qiáng)度等級C15C20C25C30C35

9、C40C45C50C55C60C65C70C75C80軸心抗壓fc7.29.611.914.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9軸心抗拉ft0.911.101.271.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22注：1計(jì)算現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件時(shí)，如截面長邊或直徑小于300mm，則表中混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8；當(dāng)構(gòu)件質(zhì)量（如混凝土成型、截面和軸線尺寸等）確有保證時(shí)，可不受此限制；2離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按專門標(biāo)準(zhǔn)取用。3混凝土受壓或受拉的彈性模量Ec（表2-43）混凝土彈性模量（

10、15;104N/mm2） 表2-43混凝土強(qiáng)度等級C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ec2.202.552.803.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.804混凝土疲勞變形模量Ecf（表2-44）混凝土疲勞變形模量（×104N/mm2） 表2-44混凝土強(qiáng)度等級C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ecf1.11.21.31.41.51.551.61.651.71.751.81.851.95鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值熱軋鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（表2-45）系根據(jù)屈服強(qiáng)度確

11、定，用fyk表示。普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 表2-45種類符號d（mm）fyk熱軋鋼筋HPB235（Q235）820235HRB335（20MnSi）650335HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）650400RRB400（K20MnSi）R840400注：1熱軋鋼筋直徑d系指公稱直徑；2當(dāng)采用直徑大于40mm的鋼筋時(shí)，應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)。6鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（表2-46）普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表2-46種類符號fyf'y熱軋鋼筋HPB235（Q235）210210HRB335（20MnSi）300300HRB400（20MnSiV、20MnS

12、iNb、20MnTi）360360RRB400（K20MnSi）R360360注：在混凝土結(jié)構(gòu)中，軸心受拉和小偏心受拉構(gòu)件和鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于300N/mm2時(shí)，仍應(yīng)按300N/mm2取用。7預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（表2-47）系根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定，用fptk表示。預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 表2-47種類符號d（mm）fptk鋼絞線1×3S8.6、10.81860、1720、157012.91720、15701×79.5、11.1、12.7186015.21860、1720清除應(yīng)力鋼絲光面螺旋肋PH4、51770、16

13、70、157061670、15707、8、91570刻痕I5、71570熱處理鋼筋40Si2MnHT6147048Si2Mn8.245Si2Cr10注：清除應(yīng)力光面鋼絲直徑d為49mm，消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲直徑d為48mm。8預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（表2-48）預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 表2-48種類符號fptkfpyf'py鋼絞線1×3S1860132039017201220157011101×71860132039017201220清除應(yīng)力鋼絲光面螺旋肋PH177012504101670118015701110刻痕處理鋼筋40Si

14、2MnHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr9鋼筋彈性模量Es（表2-49）鋼筋彈性模量（×105N/mm2） 表2-49種類EsHPB235級鋼筋2.1HRB335級鋼筋、HRB400級鋼筋、RRB400級鋼筋、熱處理鋼筋2.0消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）2.05鋼絞線1.95注：必要時(shí)鋼絞線可采用實(shí)測的彈性模量。10T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度b'f（表2-50）T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度b'f 表2-50情況T形、I形截面倒L形截面肋形梁、肋形板獨(dú)立梁肋形梁、肋形板1按計(jì)算跨度l0考慮l0/3l0/

15、3l0/62按梁（縱肋）凈距sn考慮bsn-bsn/23按翼緣高度h'f考慮h'f/h00.1-b12h'f-0.1h'f/h00.05b12h'fb6h'fb5h'fh'f/h00.05b12h'fbb5h'f注：1表中b為腹板寬度；h'f為T形、I形截面受壓區(qū)的翼緣高度；h0為截面有效高度；2如肋形梁在梁跨內(nèi)設(shè)有間距小于縱肋間距的橫肋時(shí)，可不遵守表列情況3的規(guī)定；3獨(dú)立梁受壓區(qū)的翼緣板，在荷載作用下經(jīng)驗(yàn)算沿縱肋方向可能產(chǎn)生裂縫時(shí)，其計(jì)算寬度應(yīng)取腹板寬度b。11鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)（表2-51

16、）軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) 表2-51l0/b810121416182022242628l0/d78.510.5121415.517192122.524l0/i28354248556269768390971.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/d262829.5313334.536.5384041.543l0/i1041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.1912軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)

17、算長度l0（1）剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計(jì)算長度（表2-52）。單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計(jì)算長度 表2-52柱的類別l0排架方向垂直排架方向有柱間支撐無柱間支撐無吊車房屋柱單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車房屋柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊車柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl注：1H為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高；Hl為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度；Hu為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度；2表中有吊車房屋排架柱的上柱在排架方向的計(jì)算

18、長度，僅適用于Hu/Hl0.3的情況；當(dāng)Hu/Hl0.3時(shí)，計(jì)算長度宜取2.5Hu；3表中有吊車房屋排架柱的計(jì)算長度，當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí)，可按無吊車房屋柱的計(jì)算長度采用，但上柱的計(jì)算長度仍可按有吊車房屋采用。（2）多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)時(shí)，各層柱的計(jì)算長度l0（表2-53）?？蚣芙Y(jié)構(gòu)各層柱的計(jì)算長度 表2-53樓蓋類型柱的類別l0現(xiàn)澆樓蓋底層柱1.0H其余各層柱1.25H裝配式樓蓋底層柱1.25H其余各層柱1.5H注：H對底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度；對其余各層柱為上、下兩層樓蓋頂面之間的距離。當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長度l0

19、按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較小值：l010.15（ul）H （2-7）l0（20.2min）H （2-8）式中 u、l柱的上端、下端節(jié)點(diǎn)處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值；min比值u、l中的較小值；H柱的高度。13鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距（表2-54）伸縮縫最大間距（m） 表2-54結(jié)構(gòu)類別室內(nèi)或土中露天排架結(jié)構(gòu)裝配式10070框架結(jié)構(gòu)裝配式7550現(xiàn)澆式5535剪力墻結(jié)構(gòu)裝配式6540現(xiàn)澆式4530擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)裝配式4030現(xiàn)澆式3020注：1裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距宜按表中現(xiàn)澆式的數(shù)據(jù)取用；2框架-剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-核心筒結(jié)構(gòu)房屋的伸縮縫間距，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體布置情況取表中框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)之間的數(shù)值；3當(dāng)屋面無保溫或隔熱措施時(shí)，框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距宜按表中露天欄的數(shù)值取用；4現(xiàn)澆挑槽、雨罩等外露結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距不宜大于12m。14縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度（表2-55）鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度（mm） 表2-55環(huán)境類別板、墻、殼梁柱C20C25C45C50C20C25C45C50C20C25C45C50一201515302525303030二a-2020-3030-3030b-2520-3530-3530三-3025-4035-403515鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的最