施工手冊第四版第二章常用結構計算23混凝土結構計算

1、2-3 混凝土結構計算2-3-1 混凝土結構基本計算規(guī)定1結構構件應根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求。分別進行下列計算和驗算：（1）承載力及穩(wěn)定：所有結構構件均應進行承載力（包括失穩(wěn)）計算，必要時應進行結構的傾覆、滑移及漂浮驗算；處于地震區(qū)的結構，尚應進行結構構件抗震的承載力驗算；（2）疲勞：直接承受吊車的構件，應進行疲勞強度驗算；但直接承受安裝或檢修用吊車的構件，根據(jù)使用情況和設計經(jīng)驗可不作疲勞驗算；（3）變形：對使用上需控制變形值的結構構件，應進行變形驗算；（4）抗裂及裂縫寬度：對使用上要求不出現(xiàn)裂縫的構件，應進行混凝土拉應力驗算；對使用上允許出現(xiàn)裂縫的構件，應進行裂縫寬度驗算

2、；對疊合式受彎構件，尚應進行縱向鋼筋拉應力驗算。2結構構件的承載力（包括失穩(wěn)）計算和傾覆、滑移及漂浮驗算，均應采用荷載設計值；疲勞、變形、抗裂及裂縫寬度驗算均應采用相應的荷載代表值；直接承受吊車的結構構件，在計算承載力及驗算疲勞、抗裂時，應考慮吊車荷載的動力系數(shù)。預制構件尚應按制作、運輸及安裝時的荷載設計值進行施工階段的驗算。預制構件吊裝的驗算，應將構件自重乘以動力系數(shù)，動力系數(shù)可取1.5，但根據(jù)構件吊裝時受力情況，可適當增減。對現(xiàn)澆結構，必要時應進行施工階段的驗算。3根據(jù)建筑結構破壞后果的嚴重程度，建筑結構劃分為三個安全等級（表2-37）。建筑結構的安全等級 表2-37安全等級破壞后果建筑物

3、類型一級很嚴重重要的建筑物二級嚴重一般的建筑物三級不嚴重次要的建筑物建筑物中各類結構構件的安全等級，宜與整個結構的安全等級相同，對其中部分結構構件和安全等級，可根據(jù)其重要程度適當調整，但不得低于三級。4受彎構件的最大撓度應按荷載效應的標準組合并考慮荷載長期作用影響進行計算，其計算值不應超過表2-38的限值。受彎構件的撓度限值 表2-38項次構件類型撓度限制1吊車梁：手動吊車電動吊車l0/500l0/6002屋蓋、樓蓋及樓梯構件：當l07m時當7l09m時當l09m時l0/200（l0/250）l0/250（l0/300）l0/300（l0/400）注：1如果構件制作時預先起拱，而且使用上也允許

4、，則在驗算撓度時，可將計算所得的撓度值減去起拱值。預應力混凝土構件尚可減去預加應力所產(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件。3計算懸臂構件的撓度限值時，其計算跨度l0按實際懸臂長度的2倍取用。4表中l(wèi)0為構件的計算跨度。5結構構件正截面的裂縫控制等級分為三級。結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限制見表2-39。結構構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構預應力混凝土結構裂縫控制等級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件和采

5、用預應力鋼絲、鋼紋線及熱處理鋼筋的預應力混凝土構件；當采用其他類別的鋼絲或鋼筋時，其裂縫控制要求可按專門標準確定；2對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構件，其最大裂縫寬度限值可采用括號內的數(shù)值；3在一類環(huán)境下，對鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應取為0.2mm；對鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應取為0.3mm；4在一類環(huán)境下，對預應力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和樓板，應按二級裂縫控制等級進行驗算；在一類和二類環(huán)境下，對需作疲勞驗算的預應力混凝土吊車梁，應按一級裂縫控制等級進行驗算；5表中規(guī)定的預應力混凝土構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算；預應力混凝土構件的斜截面裂縫控制驗算應符合混凝土結構設計規(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構構件，其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定；7對于處于四、五類環(huán)境下的結構構件，其裂縫控制要求應符合專門標準的有關規(guī)定；8表中的最大裂縫寬度限值用于驗算荷載作用引起的最大裂縫寬度。6混凝土結構的耐久性根據(jù)環(huán)境類別和設計使用年限進行設計。在一、二、三類環(huán)境中，設計使用年限為50年的結構混凝土應符合表2-40的規(guī)定。結構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預應力構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；最低混凝土強度等級應按表中規(guī)定提高兩個等級；3當混凝土中加入活性摻合料或能提高耐久性的外加劑時，可適當降低最小水泥用量；4當有可靠工程經(jīng)驗時，處于一、二類環(huán)境中的最低混凝土強度等級可降低一個等級；5當使用非堿活性骨料時，對混凝土的堿含量可不作限制；6素混凝土構件的最小水泥用量，不應少于表中數(shù)值減25

8、kg/m3。2-3-2 混凝土結構計算用表1混凝土強度標準值（表2-41）混凝土強度標準值（N/mm2） 表2-41強度種類混凝土強度等級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混凝土強度設計值（表2-42）混凝土強度設計值（N/mm2） 表2-42強度種類混凝土強度等級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計算現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構件時，如截面長邊或直徑小于300mm，則表中混凝土強度設計值應乘以系數(shù)0.8；當構件質量（如混凝土成型、截面和軸線尺寸等）確有保證時，可不受此限制；2離心混凝土的強度設計值應按專門標準取用。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（104

10、N/mm2） 表2-43混凝土強度等級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混凝土強度等級C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ecf1.11.21.31.41.51.551.61.651.71.751.81.851.95鋼筋強度標準值熱軋鋼筋強度標準值（表2-45）系根據(jù)屈服強度確定，用fyk表示。普通鋼

11、筋強度標準值（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當采用直徑大于40mm的鋼筋時，應有可靠的工程經(jīng)驗。6鋼筋強度設計值（表2-46）普通鋼筋強度設計值（N/mm2） 表2-46種類符號fyfy熱軋鋼筋HPB235（Q235）210210HRB335（20MnSi）300300HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）360360

12、RRB400（K20MnSi）R360360注：在混凝土結構中，軸心受拉和小偏心受拉構件和鋼筋抗拉強度設計值大于300N/mm2時，仍應按300N/mm2取用。7預應力鋼筋強度標準值預應力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強度標準值（表2-47）系根據(jù)極限抗拉強度確定，用fptk表示。預應力鋼筋強度標準值（N/mm2） 表2-47種類符號d（mm）fptk鋼絞線13S8.6、10.81860、1720、157012.91720、1570179.5、11.1、12.7186015.21860、1720清除應力鋼絲光面螺旋肋PH4、51770、1670、157061670、15707、8、91570刻痕I

13、5、71570熱處理鋼筋40Si2MnHT6147048Si2Mn8.245Si2Cr10注：清除應力光面鋼絲直徑d為49mm，消除應力螺旋肋鋼絲直徑d為48mm。8預應力鋼筋強度設計值（表2-48）預應力鋼筋強度設計值（N/mm2） 表2-48種類符號fptkfpyfpy鋼絞線13S186013203901720122015701110171860132039017201220清除應力鋼絲光面螺旋肋PH177012504101670118015701110刻痕處理鋼筋40Si2MnHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr9鋼筋彈性模量Es（表2-49）

14、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：必要時鋼絞線可采用實測的彈性模量。10T形、I形及倒L形截面受彎構件翼緣計算寬度bf（表2-50）T形、I形及倒L形截面受彎構件翼緣計算寬度bf 表2-50情況T形、I形截面倒L形截面肋形梁、肋形板獨立梁肋形梁、肋形板1按計算跨度l0考慮l0/3l0/3l0/62按梁（縱肋）凈距sn考慮bsn-bsn/23按翼緣高度hf考慮hf/h00.1-b12hf-0.1hf/h00.

15、05b12hfb6hfb5hfhf/h00.05b12hfbb5hf注：1表中b為腹板寬度；hf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如肋形梁在梁跨內設有間距小于縱肋間距的橫肋時，可不遵守表列情況3的規(guī)定；3獨立梁受壓區(qū)的翼緣板，在荷載作用下經(jīng)驗算沿縱肋方向可能產(chǎn)生裂縫時，其計算寬度應取腹板寬度b。11鋼筋混凝土軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)（表2-51）軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù) 表2-51l0/b810121416182022242628l0/d78.510.5121415.517192122.524l0/i28354248556269768390971.000.980.950.92

16、0.870.810.750.700.650.600.56l0/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算長度（表2-52）。單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計算長度 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

17、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為從基礎頂面算起的柱子全高；Hl為從基礎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算長度，僅適用于Hu/Hl0.3的情況；當Hu/Hl0.3時，計算長度宜取2.5Hu；3表中有吊車房屋排架柱的計算長度，當計算中不考慮吊車荷載時，可按無吊車房屋柱的計算長度采用，但上柱的計算長度仍可按有吊車房屋采用。（2）多層房屋中梁柱

18、為剛接的框架結構時，各層柱的計算長度l0（表2-53）。框架結構各層柱的計算長度 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。當水平荷載產(chǎn)生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時，框架柱的計算長度l0按下列兩個公式計算，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。1

19、3鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距（表2-54）伸縮縫最大間距（m） 表2-54結構類別室內或土中露天排架結構裝配式10070框架結構裝配式7550現(xiàn)澆式5535剪力墻結構裝配式6540現(xiàn)澆式4530擋土墻、地下室墻壁等類結構裝配式4030現(xiàn)澆式3020注：1裝配整體式結構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-剪力墻結構或框架-核心筒結構房屋的伸縮縫間距，可根據(jù)結構的具體布置情況取表中框架結構與剪力墻結構之間的數(shù)值；3當屋面無保溫或隔熱措施時，框架結構、剪力墻結構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、雨罩等外露結構的伸縮縫間距不宜大于12m。14縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度（表2-55）鋼筋的混凝土保護層最小厚度（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鋼筋混凝土結構構件中縱向受力鋼筋的最小配筋百分率（表2-5