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文檔簡介
《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTGD62-2004技術交流路橋集團橋梁技術有限公司鮑衛(wèi)剛《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTGD62-2004的基本變化基本變化:1設計理論變化帶來的直接或間接的變化2安全度調(diào)整帶來的變化3公式、構造等的完善修改4新增內(nèi)容
第1章總則
1.0.2適用范圍本規(guī)范的適用范圍與原規(guī)范相同,即僅適用于用硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥配制的目前實際工程中大量使用的混凝土制作的一般的鋼筋混凝土及預應力混凝土構件的設計,不適用于特種混凝土如輕質(zhì)混凝土制作的橋涵結構構件設計。
第3章材料1混凝土材料混凝土強度等級上限由60號增加到C80,C50以下為普通強度混凝土,C50及以上為高強度混凝土。C50及以上高強的混凝土可用常規(guī)水泥、砂石料和常規(guī)工藝配制,具有高強、早強、工作度良好、變形小、抗?jié)B抗腐蝕性能優(yōu)良等特點;能大幅度提高結構構件的承載能力,減小尺寸和自重,加快施工進度。高性能混凝土將成為橋梁建筑的基本材料?;炷翉姸鹊燃売?50mm×150mm×150mm立方體抗壓強度標準值確定并冠以C表示??箟簭姸葮藴手迪抵冈嚰脴藴史椒ㄖ谱?、養(yǎng)護至28天齡期,以標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度(以MPa計)?;炷翗颂栂抵庚g期為28天、尺寸為200mm的標準立方體、標準值取85%保證率確定的混凝土抗壓強度。(規(guī)范中應用的混凝土軸心抗壓強度是針對棱柱體的,并對高強混凝土有強度的脆性折減。)混凝土強度等級與原規(guī)范的混凝土標號應按下列公式進行換算:混凝土的變異系數(shù):混凝土強度C20C25C30C35C40C45C50C55C60變異系數(shù)0.180.160.140.130.120.120.110.110.10混凝土強度等級與原規(guī)范混凝土標號變換關系:原標號202530354045505560現(xiàn)強度C18C23C28C33C38C43C48C53C58
第3章材料3.1.2公路橋涵受力構件的混凝土強度等級應按下列規(guī)定采用:1鋼筋混凝土構件不應低于C20,當用HRB400、KL400級鋼筋配筋時,不應低于C25;2預應力混凝土構件不應低于C40。原規(guī)范第2.1.1條:用于公路橋梁承重部分的混凝土標號規(guī)定如下:15號、20號、25號、30號、40號、50號和60號。鋼筋混凝土構件的混凝土標號不宜低于12號;當采用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋時,混凝土標號不宜低于20號;在預應力混凝土組合梁中,鋼筋混凝土部分的混凝土標號不宜低于25號。預應力混凝土構件的混凝土標號不宜低于30號;當采用碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼鉸線、熱處理鋼筋(Ⅴ級鋼筋)作預應力鋼筋時,混凝土標號不宜低于40號。第3章材料2鋼筋
公路橋梁用普通鋼筋:R235(原Ⅰ級鋼筋)HRB335(原Ⅱ級鋼筋)HRB400和KL400(原Ⅲ級鋼筋和余熱鋼筋)鋼筋及其強度標準值均取自最新現(xiàn)行國家標準,保證率不小于95%。取消了Ⅳ級鋼筋、5號鋼鋼筋
公路橋梁用預應力鋼筋:鋼絞線鋼絲(應力消除的光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲)
精軋螺紋鋼筋原規(guī)范中的冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲均予刪去此外,本規(guī)范還規(guī)定可以采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋
鋼筋的強度指標有微調(diào),原因為冶金的標準及本規(guī)范的材料分項系數(shù)均有微調(diào)。第3章材料第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.1.4斜板計算當整體式斜板橋的斜交角(板的支承軸線的垂直線與橋縱軸線的夾角)不大于15°時,可按正交板計算,計算跨徑為:當l/b≤1.3時,按兩支承軸線間垂直距離的正跨徑計算;當l/b>1.3時,按順橋向縱軸線的斜跨徑計算;以上l為斜跨徑,b為垂直于橋縱軸線的板寬。裝配式鉸接斜板橋的預制板塊,可按寬為兩板邊垂直距離,計算跨徑為斜跨徑的正交板計算。原規(guī)范第4.1.9條:整體式或裝配式斜板橋,當斜度等于或小于15°時,可按正交板計算。4.2.1效應計算結構的作用(或荷載)效應可按彈性理論進行計算。對超靜定結構,在進行作用(荷載)效應分析時,結構構件的抗彎剛度可采用:允許開裂的構件0.8EcI,不允許開裂的構件EcI。其中的I為混凝土毛截面慣性矩。(75版橋規(guī)為EcI/1.5)(本條僅適用于作用效應分析,不適用于正常使用極限狀態(tài)的撓度計算)原第3.2.1條取消:多梁式上部結構無論整體式板或鉸接式板,有中橫隔梁或無中橫隔梁,計算行車系梁的活載內(nèi)力時,均宜采用彈性理論空間計算方法。第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.2.2T梁截面翼緣有效寬度
2外梁翼緣的有效寬度取相鄰內(nèi)梁翼緣有效寬度的一半,加上腹板寬度的1/2,再加上外側懸臂板平均厚度的6倍或外側懸臂板實際寬度兩者中的較小者。預應力混凝土梁在計算預加力引起的混凝土應力時,預加力作為軸向力產(chǎn)生的應力可按實際翼緣全寬計算;由預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力可按翼緣有效寬度計算。對超靜定結構進行作用(或荷載)效應分析時,T形、箱形截面梁的翼緣寬度可取實際全寬。(各個國家的相關規(guī)定稍有差異,我們的規(guī)定偏于安全考慮)
第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.2.3箱形截面梁翼緣有效寬度
箱形截面梁的翼緣有效寬度問題,其原理與T形截面梁一樣。箱形截面梁翼緣有效寬度,目前比較通用的是《德國規(guī)范DIN1075》推薦的方法。這個方法已為《德國鋼橋設計規(guī)范DIN1073》、《美國規(guī)范AASHTO-LRFD》所采用。《梁橋》第七章也介紹了這個方法。本規(guī)范編制時,委托湖南大學作了進一步的驗證分析計算,結果表明該方法可用,故本規(guī)范最終采納了這個方法。注意點:1當梁高時,翼緣有效寬度應采用翼緣實際寬度。2預應力混凝土梁在計算預加力引起的混凝土應力時,預加力作為軸向力產(chǎn)生的應力可按實際翼緣全寬計算;由預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力可按翼緣有效寬度計算。3對超靜定結構進行作用(或荷載)效應分析時,箱形截面梁的翼緣寬度可取實際全寬。第4章橋梁計算的一般規(guī)定
4.2.7為驗算變高度預應力混凝土梁斜截面抗裂的需要,本規(guī)范補充了該類梁考慮彎矩和軸向力引起的附加剪應力的計算方法,列于附錄B-1983年《公路》雜志范家聰《預應力變截面梁的剪應力計算》一文。
第4章橋梁計算的一般規(guī)定
4.2.9混凝土的徐變系數(shù)和收縮應變的計算公式采用的是CEB-FIP(1990)上的公式并作了適當簡化。原規(guī)范采用的是CEB-FIP(1978)的公式。通常認為,混凝土的應力在不超過其強度的0.4-0.5(混凝土的軸心抗壓設計強度小于其極限強度的5-%)時,應力與應變基本保持線形關系,應變、應力疊加原理成立。從而,出現(xiàn)了許多計算方法,常用的有老化理論、彈性徐變體理論、彈性模量修正法、按齡期調(diào)整的模量修正法(Trost法、金成棣法、范立礎法、Bazant法、Step-by-step法等)。第4章橋梁計算的一般規(guī)定原規(guī)范的:第3.2.12條(箱梁應計算扭轉(zhuǎn)剪力)第3.2.13條(組合梁應根據(jù)具體情況進行換算計算)第3.2.14條(預制梁與現(xiàn)澆板的組合梁的徐變計算原則)第3.2.15條(組合梁組合面的剪應力計算公式)第3.2.16條(組合面的容許剪應力限值規(guī)定)第3.2.17條(組合梁應設剪力鍵)修改后分別在相關章節(jié)中體現(xiàn)。第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.3拱的計算(由原來的7條增加至14條)4.3.1無鉸拱和雙鉸拱的計算可不考慮拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用。本節(jié)內(nèi)有關無鉸拱和雙鉸拱的計算規(guī)定,均適用于主拱圈裸拱受力而不考慮其與拱上建筑的聯(lián)合作用。拱的計算如考慮拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用,拱上建筑的結構應符合計算所預設的條件。
計算由車道荷載引起的拱的正彎矩時,拱頂、拱跨1/4應乘以折減系數(shù)0.7,拱腳應乘以0.9,中間各個截面的正彎矩折減系數(shù)可用直線插入法確定。第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.3.2特大跨徑和大跨徑拱橋應優(yōu)選拱軸線,使拱在各種作用(或荷載)組合作用下,在各個受力階段,軸向力偏心較小。在優(yōu)選過程中,尚需考慮與施工方法相配合,適應施工各階段受力特點,滿足施工受力的要求。中、小跨徑懸鏈線拱橋,可用不考慮彈性壓縮的結構自重壓力線與拱軸線的五點重合(拱頂、1/4拱跨、拱腳),選擇拱軸系數(shù)。特大跨徑和大跨徑拱橋,如結構自重壓力線與拱軸線偏離過大,或在結構自重及其所引起的彈性壓縮和溫度下降、混凝土收縮等作用下,軸向力偏心距較大時,拱軸線及拱的幾何尺寸宜作適當調(diào)整。第4章橋梁計算的一般規(guī)定4.3.10大跨徑拱橋應驗算拱頂、拱跨3/8、拱跨1/4和拱腳四個截面;對于中、小跨徑拱橋,拱跨1/4截面可不驗算;特大跨徑拱橋,除上述4個截面外,需視截面配筋情況,另行選擇控制截面進行驗算。4.3.11多跨無鉸拱橋應按連拱計算。連拱計算方法可以采用可靠的簡化方法。當橋墩抗推剛度與主拱抗推剛度之比大于37時,可按單跨拱橋計算。4.3.12桁架拱計算4.3.13剛架拱計算4.3.14系桿拱計算(原規(guī)范的第4節(jié)-墩臺計算、第5節(jié)-鉸和支座計算分別轉(zhuǎn)入新規(guī)范的第8.2、8.3、8.4節(jié))第4章橋梁計算的一般規(guī)定第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.1.1公路橋涵的持久狀況設計應按承載能力極限狀態(tài)的要求,對構件進行承載力及穩(wěn)定計算,必要時尚應進行結構的傾覆和滑移的驗算。在進行承載能力極限狀態(tài)計算時,作用(或荷載)(其中汽車荷載應計入沖擊系數(shù))的效應應采用其組合設計值;結構材料性能采用其強度設計值。本節(jié)所談的承載能力極限狀態(tài)計算,均指對持久狀況下的結構。這種狀況的承載能力極限狀態(tài)應包括對構件的抗彎、抗壓、抗拉、抗剪、抗扭等的強度及受壓構件的穩(wěn)定進行計算;當有必要時還應對結構的傾覆和滑移進行驗算。這是結構設計最主要的部分。計算時汽車荷載應計入沖擊系數(shù),在構件進行承載力及穩(wěn)定計算時,作用(或荷載)及結構構件的抗力均應采用已考慮了分項系數(shù)的設計值;在多種作用(或荷載)情況下,應將各設計值效應進行最不利組合,并根據(jù)參與組合的作用(或荷載)情況,取用不同的效應組合系數(shù)。
第5章主要增加了以下內(nèi)容:
連續(xù)梁和懸臂梁斜截面抗剪承載力計算;普通鋼筋沿截面腹部均勻配置的鋼筋混凝土偏心受壓構件的正截面抗壓承載力計算;鋼筋混凝土雙向偏心受壓構件的正截面承載力計算;T形、I形、箱形截面鋼筋混凝土構件(矩形截面原規(guī)范已有)的抗彎剪扭的承載力計算;混凝土板抗沖切承載力計算。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.1.4構件正截面的承載力應按下列基本假定進行計算:1構件彎曲后,其截面仍保持為平面;2截面受壓混凝土的應力圖形簡化為矩形,其壓力強度取混凝土的軸心抗壓強度設計值;截面受拉混凝土的抗拉強度不予考慮;3極限狀態(tài)計算時,受拉區(qū)鋼筋應力取其抗拉強度設計值或(小偏壓構件除外);受壓區(qū)或受壓較大邊鋼筋應力取其抗壓強度設計值或。4鋼筋應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積,但不大于其強度設計值。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
變化:1原規(guī)范的受壓區(qū)混凝土的極限壓應變?yōu)?.003,新規(guī)范對普通強度混凝土取0.0033,高強度混凝土C50~C80取極限壓應變?yōu)?.0033-0.0032受壓區(qū)混凝土應力圖形仍維持等效矩形應力塊,但矩形應力圖形高度與實際受壓區(qū)高度之比,原對鋼筋混凝土構件取0.9,對預應力混凝土構件取0.8;新規(guī)范對普通強度混凝土取0.8,高強度混凝土C50~C80取0.8-0.74;3矩形應力塊的壓力強度,原規(guī)范給出混凝土抗壓設計強度,再除以1.25系數(shù);本規(guī)范直接給出混凝土軸心抗壓強度設計值。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.1.5構件承載能力極限狀態(tài)設計表達式新規(guī)范:預應力混凝土連續(xù)梁等超靜定結構,在計算承載能力極限狀態(tài)時應考慮由預應力引起的次效應。原規(guī)范對預應力混凝土連續(xù)梁等超靜定結構,在承載能力極限狀態(tài)計算中是不考慮預應力引起的次效應的,該規(guī)范規(guī)定“對于預應力混凝土連續(xù)梁,在彈性階段的計算中尚應計入由預加應力引起的混凝土彈性變形的二次力,……但在塑性階段計算中則可不計由預加應力引起的二次力”。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.2受彎構件
5.2.1受彎構件的縱向受拉鋼筋和截面受壓區(qū)混凝土同時達到其強度設計值時,構件的正截面相對界限受壓區(qū)高度(為縱向受拉鋼筋和受壓區(qū)混凝土同時達到其強度設計值時的受壓區(qū)高度)應按表5.2.1采用。表5.2.1相對界限受壓區(qū)高度第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算混凝土強度等級鋼筋種類C50及以下C55C60C65C70C75C80R2350.620.600.58——HRB3350.560.540.52——HRB400、KL4000.530.510.49——鋼絞線、鋼絲0.400.380.360.35精軋螺紋鋼筋0.400.380.36——
5.2.2截面受壓區(qū)高度應符合下列要求:
為防止受彎構件的超筋設計,規(guī)范規(guī)定了截面受壓區(qū)高度的限制條件,其中相對界限受壓區(qū)高度,通過計算已于本規(guī)范表5.2.1中列出。當給定鋼筋種類和混凝土強度等級,根據(jù)可求得相應的受拉鋼筋配筋率,這個即為受彎構件界限(最大)配筋率。因此,截面受壓區(qū)高度的限制條件也就是限制受彎構件的配筋率。超過這個限制條件,受彎構件有可能出現(xiàn)超筋,也有可能出現(xiàn)脆性破壞。一般地說,當設計計算的受壓區(qū)高度不能滿足上述要求時,表明受拉區(qū)縱向鋼筋配置過多或構件高度不足,需要進行調(diào)整;當構件受拉區(qū)配置不同種類鋼筋時,應選用相應于各種鋼筋較小的,以使構件維持更多的延性。但是,這個限制條件只是從理論上得到保證,當接近或相等時,受彎構件仍有可能發(fā)生具有明顯脆性破壞特征的界限破壞。因此,在實際工程中應盡量避免出現(xiàn)兩者接近或相等的情況。(適筋梁與超筋梁的界限)
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
最小配筋率的限制(適筋梁與少筋梁的界限)9.1.12-2:受彎構件、偏心受拉構件及軸心受拉構件的一側受拉鋼筋的配筋百分率不應小于如下計算值,同時不應小于0.20。45*混凝土抗拉強度設計值/鋼筋抗拉強度設計值部分預應力混凝土受彎構件中普通受拉鋼筋的截面面積不應小于0.003bh0。受拉構件的受拉最小配筋率是根據(jù)鋼筋混凝土構件破壞時,截面所能承受的彎矩不小于同一截面的素混凝土構件所承受的彎矩的原則確定的,其目的是當混凝土手拉邊緣出現(xiàn)裂縫時,梁不致因配筋過少而脆性破壞。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.2.7受彎構件斜截面抗剪強度計算,將原適用于預應力混凝土簡支梁的兩項和(混凝土和箍筋分別抗剪)公式改為同時適用于鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支梁的兩項積(混凝土和箍筋共同抗剪)公式,同時適用于連續(xù)梁和懸臂梁的驗算:
(a)考慮縱向鋼筋的抗剪作用但適當降低,將公式中的(2+p)改為(2+0.6p);(b)采用提高系數(shù)考慮梁受壓翼緣對抗剪承載力的有利因素;(c)增加了連續(xù)梁正負彎矩區(qū)段的抗剪計算規(guī)定;(d)考慮預應力對抗剪承載力的提高,按原蘇聯(lián)《建筑法規(guī)》取1.25;(e)考慮了豎向預應力鋼筋應力不均勻分布影響系數(shù)0.75。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算鋼筋混凝土梁的斜截面剪切破壞主要模式:斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞5.2.9矩形、T形和I形截面的受彎構件,其抗剪截面(上限)應符合下列要求:(5.2.9)“抗剪上限值”公式維持了與原規(guī)范相同的水平,以防止鋼筋混凝土梁的斜裂縫開展過寬或出現(xiàn)斜壓破壞。在計算中如不能滿足該公式的要求,就應加大梁的截面尺寸或提高混凝土的強度等級。
5.2.10矩形、T形和I形截面的受彎構件,當符合下列條件時
(5.2.10)可不進行斜截面抗剪承載力的驗算,僅需按本規(guī)范第9.3.13條構造要求配置箍筋(下限)。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.2.11本條規(guī)定了鋼筋混凝土簡支梁、等高度和變高度(承托)連續(xù)梁的抗剪配筋設計方法?;舅悸放c原規(guī)范相同?;舅悸放c原規(guī)范相同。但在梁的最大設計剪力分配上,對原規(guī)范作了修改。原規(guī)范規(guī)定混凝土和箍筋共同承擔最大設計剪力的60%,彎起鋼筋則承擔40%;本規(guī)范改為前者承擔不少于60%,后者承擔不超過40%。
預應力混凝土受彎構件一般是不配置普通彎起鋼筋的,抗剪配筋設計也就只是確定箍筋間距。只要在由作用(或荷載)引起的最大設計剪力中減去由預應力彎起鋼筋引起的剪力設計值后,就可與鋼筋混凝土受彎構件同樣計算。
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.3受壓構件
5.3.1、5.3.2配有箍筋、螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的鋼筋混凝土軸心受壓構件仍保留原規(guī)范的計算公式,但公式增加了系數(shù)0.9,適當提高其安全度。此外,對配置螺旋式間接鋼筋的軸壓構件,其套箍系數(shù)原規(guī)范取2.0。試驗表明,螺旋箍筋對高強度混凝土的約束效果不如對普通強度混凝土,本規(guī)范適當降低套箍系數(shù),參照有關資料,對C55、C60、C65、C70,分別取1.95、1.90、1.85、1.80。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.3.8本條參照《GBJ10-89規(guī)范》新增的內(nèi)容。截面腹部均勻配置縱向鋼筋的偏心受壓構件,其正截面的承載力由兩部分組成:一是由混凝土與上、下兩邊的縱向鋼筋構成的承載力;二是由腹部均勻配置的縱向鋼筋構成的承載力。沿截面腹部均勻配置縱向普通鋼筋且每排不少于4根的矩形、T形和I形截面鋼筋混凝土偏心受壓構件正截面抗壓承載力的計算:
前者與一般鋼筋混凝土偏心受壓構件同樣計算,利用本規(guī)范公式(5.3.6-1)、(5.3.6-2)并經(jīng)簡單轉(zhuǎn)化可得。后者可根據(jù)基本假定,并利用平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件進行計算,但計算過程繁瑣,不便于設計應用。一般采用簡化的方法,要求腹部縱向鋼筋等直徑、等間距布置,且每排不少于4根,假定這些鋼筋的截面變換為一鋼帶而作計算。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.3.9和附錄C本規(guī)范有關圓截面鋼筋混凝土偏心受壓構件正截面的承載力計算,僅適用于強度等級C50及以下混凝土制作的構件,在原規(guī)范的基礎上作了以下改變:對影響承載力較小的計算參數(shù)進行簡化,重新編制了計算表格,減少規(guī)范附表的篇幅。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.3.10偏心受壓構件的偏心距增大系數(shù),原規(guī)范是按彈性穩(wěn)定理論推導出來的,它本來適用于鋼壓桿,為了使其也適用于鋼筋混凝土構件,將公式中按歐拉公式計算所得的臨界荷載,用鋼筋混凝土偏壓構件截面剛度加以修正。由于鋼筋混凝土構件系非均勻性材料,且出現(xiàn)裂縫,目前國際上一般不采用彈性穩(wěn)定理論來求解。本規(guī)范參照工民建的研究資料按極限轉(zhuǎn)動曲率法求增大系數(shù)值,但第一個系數(shù)的計算公式不同。實際工程中受壓構件的邊界約束條件多樣,需要視具體情況而定。
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.3.12增加了鋼筋混凝土雙向偏心受壓構件承載力的計算公式,是尼克丁根據(jù)材料力學方法按單向偏心受壓構件推導的近似公式,國內(nèi)外規(guī)范普遍采用,只適用于正截面承載力的驗算。試驗表明,雙向偏心受壓構件的破壞形態(tài)與單向偏心受壓構件的破壞形態(tài)相似,所以單向偏心受壓構件正截面承載力計算的基本假定也適用于雙向偏心受壓構件。但由于破壞時受壓區(qū)的形狀較為復雜,如用正截面承載力計算的基本假定來精確計算雙向偏心受壓構件的承載力,過程勢必復雜繁瑣。目前各國規(guī)范均采用近似的計算方法。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.5受扭構件
5.5.1矩形截面鋼筋混凝土受扭構件的承載力計算,原規(guī)范只給出矩形截面構件的計算公式,是假定破壞裂縫與構件縱軸線成45°角推演出來的,且不考慮混凝土的抗扭作用。本規(guī)范按變角度空間桁架理論(或斜彎曲理論)建立抗扭承載力計算公式,破壞裂縫傾斜角也非僅45°,同時也考慮了混凝土的抗扭作用。在抗扭構件中,矩形截面是其基本單元體,本規(guī)范把抗扭構件計算擴展到T形、I形和箱形截面構件。純扭:第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.5.3
矩形和箱形截面承受彎、剪、扭的構件,其截面應符合下列公式要求:當符合下列條件時
可不進行構件的抗扭承載力計算,僅需按本規(guī)范第9.3.14條規(guī)定配置構造鋼筋。受扭構件當抗扭鋼筋配置過多時,可能出現(xiàn)混凝土被壓壞而鋼筋達不到屈服強度,必須限制截面的最小尺寸。也就是使截面混凝土剪應力不超過某一限值,類似構件斜截面抗剪承載力計算時的上限值。對彎剪扭構件,由于其受力的復雜性,目前只能將扭矩產(chǎn)生的剪應力與彎剪產(chǎn)生的剪應力疊加起來,使其總和不超過混凝土強度的規(guī)定限值。本條規(guī)定的限值基本維持原規(guī)范的水平。在設計中,當由剪扭產(chǎn)生的剪應力超過規(guī)范公式(5.5.3-1)規(guī)定的限值時,就應修改構件截面尺寸或提高混凝土強度等級。本條公式(5.5.3-2)類似于構件斜截面抗剪計算的下限值,按該公式計算并滿足限值的要求時,構件可不配置抗扭鋼筋。但為了防止脆斷和保證構件破壞時具有一定延性,仍應按本規(guī)范第9.3.14條構造要求配筋。公式(5.5.3-2)規(guī)定的限值與原規(guī)范相近。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.5.4目前鋼筋混凝土剪扭構件的承載力一般按受扭構件承載力和受剪構件承載力分別進行計算,然后疊加起來。但是共同承受剪扭的構件,其剪力和扭矩對構件內(nèi)的混凝土和箍筋均有一定影響。如果采取簡單地疊加,對箍筋和混凝土尤其是混凝土是偏于不安全的。試驗表明,構件在剪扭共同作用下,其截面的某一受壓區(qū)域內(nèi)承受剪切和扭轉(zhuǎn)應力的雙重作用,這必將降低構件內(nèi)混凝土的抗剪和抗扭能力。由于受扭構件受力情況比較復雜,目前采取箍筋所承擔的承載力進行簡單疊加,而混凝土的承載力則在受剪構件和受扭構件承載力的計算公式中均引入一個剪扭構件混凝土承載力的降低系數(shù)。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算5.5.4矩形和箱形截面剪扭構件,其抗剪扭承載力應按下列公式計算:抗剪承載力抗扭承載力
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.5.5、5.5.6T形、工形和帶翼緣箱形截面的鋼筋混凝土受扭構件,在承載力的計算中可將其截面劃分為幾個矩形截面。劃分的原則是:先按截面總高度劃出腹板或矩形箱體,然后再劃出受壓翼緣和受拉翼緣。在實際橋梁工程中,真正純扭構件或剪扭構件是很少的,大多是同時承受彎矩、剪力和扭矩的構件。這些彎剪扭構件的配筋按第5.5.5條規(guī)定,可劃分為幾個矩形截面分別計算和配置。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.6受沖切構件增加了受沖切構件的承載力計算內(nèi)容,計算考慮了板厚效應和預應力效應,具體取值引自有關規(guī)范和試驗資料。在集中反力作用下不配置抗沖切鋼筋的鋼筋混凝土板,其抗沖切承載力可按下列公式計算:在實際工程中當單靠混凝土抗沖切不能滿足要求或增加板厚有困難時,僅提高混凝土強度等級并不能合理地解決沖切承載力的問題。此時需要設置抗沖切鋼筋。
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.7局部承壓承載力的計算
a.將原按劈裂拉力理論建立的局壓公式改為按套箍理論建立的局壓公式,并用混凝土局部承壓修正系數(shù)來限制高強度混凝土局部承壓應力;b.計算局部承壓面積和計算底面積均不扣除孔洞面積;c.原規(guī)定,局部承壓承載力計算公式中由等號右邊第二項鋼筋承擔的承載力不得超過第一項由混凝土承擔的承載力的50%。本規(guī)范通過局壓區(qū)尺寸限制的計算,可控制局壓墊板下沉過大的問題,因而也就可取消原規(guī)范的這項規(guī)定。
第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算
5.7.3近年來,新修建的預應力混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構橋,在邊跨現(xiàn)澆段較普遍地發(fā)生了縱向裂縫或斜裂縫,為此,本規(guī)范增加了分析局壓區(qū)端塊局部應力的規(guī)定。在該區(qū)域除了墊板附近配置間接鋼筋外,另應根據(jù)局部應力分析配置閉合式箍筋。本規(guī)范第9.4.2條對端塊的構造箍筋作出了規(guī)定,原意在于分布這個區(qū)域可能出現(xiàn)的裂縫,端塊局部應力分析所配置的箍筋可將構造箍筋包括在內(nèi)。第5章持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.1一般規(guī)定6.1.1公路橋涵的持久狀況設計應按正常使用極限狀態(tài)的要求,采用作用(或荷載)的短期效應組合、長期效應組合或短期效應組合并考慮長期效應組合的影響,對構件的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算,并使各項計算值不超過本規(guī)范規(guī)定的各相應限值。在上述各種組合中,汽車荷載效應可不計沖擊系數(shù)。6.1.2預應力混凝土構件可根據(jù)橋梁使用和所處環(huán)境的要求,進行下列構件設計:1全預應力混凝土構件。此類構件在作用(或荷載)短期效應組合下控制的正截面的受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應力(不得消壓);2部分預應力混凝土構件。此類構件在作用(或荷載)短期效應組合下控制的正截面受拉邊緣可出現(xiàn)拉應力:當拉應力加以限制時,為A類預應力混凝土構件;當拉應力超過限值時,為B類預應力混凝土構件。
跨徑大于100m橋梁的主要受力構件,不宜進行部分預應力混凝土設計。
第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.1.3預應力鋼筋張拉控制應力6.1.4構件截面性質(zhì)計算規(guī)定6.1.5由預加力產(chǎn)生的混凝土法向應力及相應階段預應力鋼筋的應力計算6.1.6預應力鋼筋和普通鋼筋合力及其偏心距的計算6.1.7預應力傳遞長度規(guī)定基本同原規(guī)范
第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.2鋼筋預應力損失a)增加了摩擦損失計算時的預埋波紋管的參數(shù)值(表6.2.2);增加了計算錨具變形、鋼筋回縮損失時的夾片式錨具的變形和鋼筋回縮值(表6.2.3)
;給出了反摩擦計算的具體方法(附錄D)等;b)給出了預應力鋼絲、鋼絞線松弛損失的計算公式(第6.2.6條,原為定值:一次張拉7%;超張拉4.5%);c)改進原規(guī)范混凝土收縮、徐變損失的計算公式,提供了新的混凝土收縮應變和徐變系數(shù)值(CEB-FIP1990)。第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算混凝土結構構件設計的計算內(nèi)容:1持久狀況承載能力極限狀態(tài)2持久狀況正常使用極限狀態(tài)抗裂計算(正截面—正應力;斜截面—主拉應力)裂縫計算變形(撓度)計算3持久狀況應力計算(彈性階段)(分項系數(shù)均取1.0,計入沖擊系數(shù);計算法向壓應力、鋼筋拉應力和斜截面上混凝土的主壓應力)4短暫狀況應力計算第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.3抗裂驗算
6.3.1(強制性條文)預應力混凝土受彎構件應按下列規(guī)定進行正截面和斜截面抗裂驗算:1正截面抗裂應對構件正截面混凝土的拉應力進行驗算,并應符合下列要求:1)全預應力混凝土構件,在作用(或荷載)短期效應組合下預制構件分段澆筑或砂漿接縫的縱向分塊構件作用短期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力小于扣除全部預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓應力。原規(guī)范第5.2.22條:截面受拉邊緣由預加力引起的預壓應力必須大于或等于由使用荷載引起的拉應力;對用砂漿(或混凝土)接縫的分塊拼裝結構,系數(shù)為1.1;對干接縫的分塊拼裝結構,系數(shù)為1.2。----由于作用效應的減小而作的相應調(diào)整第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
2)A類預應力混凝土構件,在作用(或荷載)短期效應組合下
但在荷載長期效應組合下作用長期效應組合下構件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應力小于扣除全部預應力損失后的預加力在構件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預壓應力。--比原規(guī)范嚴格了?。ńY構重力之下不得消壓)原規(guī)范第5.2.23條:在使用荷載作用下,部分預應力混凝土A類受彎構件的法向拉應力(扣除全部預應力損失)應符合下列規(guī)定:荷載組合1小于等于0.8倍的混凝土抗拉強度荷載組合2和3小于等于0.9倍的混凝土抗拉強度----由于作用效應的減小而作的相應調(diào)整第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
2斜截面抗裂應對構件斜截面混凝土的主拉應力進行驗算,并應符合下列要求:(嚴格了?。?)全預應力混凝土構件,在作用(或荷載)短期效應組合下預制構件
現(xiàn)場澆筑(包括預制拼裝)構件
(對工地現(xiàn)澆的全預應力混凝土橋梁,基本目標是將主拉應力控制在1MPa左右。)第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
2)A類和B類預應力混凝土構件,在作用(或荷載)短期效應組合下預制構件
現(xiàn)場澆筑(包括預制拼裝)構件近年來大量修建的T形截面預應力混凝土預制梁,并未發(fā)現(xiàn)有規(guī)律的斜裂縫。因此,這些構件的主拉應力限值仍可維持較高的水平。第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.3.3預應力混凝土受彎構件由作用(或荷載)短期效應組合和預加力產(chǎn)生的混凝土主拉應力和主壓應力應按下列公式計算:
第6章持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算
6.4裂縫寬度驗算
裂縫寬度限值規(guī)定與原規(guī)范基本持平,但實際因混凝土保護層厚度增加,要求嚴了。
本規(guī)范所列矩形、T形和I形截面鋼筋混凝土構件的裂縫寬度計算公式,將原規(guī)范受彎構件的計算公式,擴展用于軸心受拉、偏心受拉和大偏心受壓構件;同時也用于預應力混凝土受彎構件,只是此時式中的鋼筋應力取用截面消壓后鋼筋的應力增
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