建筑结构安全性鉴定评级中的混凝土构件抗力验算.pdf
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1、第9 期 2 I l 0 6 年9 月 广东土木 与建筑 GUANGDONG ARC HI T EC T URE CI VI L ENGI NE ER I NG N o 9 S E P 2 0 o 6 建筑结构安全性鉴定评级中的混凝土构件抗力验算 邓建荣 ( 广 东省建设工程质量安全监督检测总站 广州 5 1 7 5 ) 摘要 : 对建筑可靠性鉴定 中混凝土构件承栽力验 算 中的存在 问题进行分析 , 并提 出相应的验算评级方法 , 在建 筑结构安全性鉴定的混凝土构件验 算评级 中具有 实用意义。 关键词 : 建筑结构;安全鉴定 ;构件 验算 ;评级 1 前言 按建筑结构可靠性鉴定系列标准 的
2、规定 。 建 筑结构构件的安全性均应按承载力 、 构造 、 位移和裂 缝等检查项 目进行等级评定 。其中 , 构件安全性按 承载能力评级的表达式为: R y S 口 ( 式中口 = 1 0 0, 0 9 5 , 0 9 0 , 0 8 5 ,; 、 s 分别为结构构件 的抗 力和作用效应 ; 。 为结构重要性系数 ) 。由于混凝土 材料的广泛应用 , 使得混凝土结构构件承载力验算 在建筑结构安全性鉴定中占的比例高达 9 0 以上 , 混凝土结构受弯构件 、 受压构件 、 受拉构件 、 受剪构 件 、 受扭构件、 受弯和偏心受力构件是基本的截面承 载力验算构件。本文对建筑结构安全性鉴定中最常 见
3、的混凝土结构受弯构件和受压构件承载力验算方 法进行探讨 。 2 混凝土结构受弯构件承载力验算 2 1 正截面受弯构件承载力计算公式 根据 混凝土结构设计规范 , 普通钢筋混凝 土矩形截面的正截面受弯承载力按下式计算 : M 1 6 ( h o 2 ) ( 1 ) 口lf b x = f r A 。 ( 2 ) 由此可见 , 钢筋 面积 A 与混凝土受压高度 成 一 次线性关系, 承载力弯矩 M 又与混凝土受压高度 成 曲线关系, 即 M与 A 不成直线 比例关系 。 2 2 受弯构件的抗力 ( R) 和作用效应( s ) 原设计混凝土结构截面配筋可从旅工图纸 中查 到或通过结构实体检测而获得
4、, 荷载作用效应也可 通过计算软件计算得 出。在实际操作 中。 通常是直 接把原结构配筋数量 ( A ) 与 复核配筋数量 ( , 4 ) 进 5 8 行比较 , 根据 比较结果进行构件承载力等级的评定 , 但笔者认为这一做法存在着某些问题 , 以下将进行 分析。 在式( 1 ) ( 2 ) 的正截 面受弯承载力计算公式 中 , 设 l = 1 , 可得 : M b x ( h o 2 ) ( 3 ) 令 :等= A 1( 1- x v 2 h o )h o (4 ) A 日2( 1一 2 ) 设 = ( 1 一 x J 2 h o ) ( 1 一 x z , 2 h o ) , 当 l 2
5、时, 1 ,因此M 】 总是小于A 。 A , M 。 的比值越 大, A 。 A 的比值相差就越大。 举一例子证 明, 设一单筋矩形梁 , 截面尺寸为 : b = 2 5 0 m m, h = 5 O O mm, h o = 5 0 0 3 5 = 4 6 5 m m,混凝土强 度等级为 C 2 0 , 采用 H R B 3 3 5级钢筋 , 承受不 同设 计弯矩的梁 的计算配筋见表 1 。 表 1 混凝土粱正截面弯矩配筋 在表 1中任意把前一个序号数设为结构抗力抗 力 ( R) , 后一个序号数设为作用效应 ( s ) , 其配筋面 积的比例总是小于弯矩比例。当前后 者的弯矩差别 不大时,
6、相应弯矩 比值 和钢筋面积 比值相差 不大 。 维普资讯 http:/ 2 0 0 6 年9 月 第9 期 邓建荣: 建 筑结 构安全 性鉴定 评级中 的混 凝土 构件抗力 验算 S E P 2 0 0 6 N o 9 又随机抽取序 号4与序号 1 0的数值 ,弯矩之 比为 0 6 3 , 相应配筋面积之比为 0 5 6 。 弯矩比值与钢筋比 值相差 0 0 7 。可见 , 前后弯矩相差较大 , 则相应弯矩 比与钢筋面积 比也相差较大 , 配筋面积的比例也是 小于弯矩 比例。 因此 , 直接以原结构配筋面积 ( A ) 与复核配筋 面积( A s ) 比值评定构件的安全性 , 会造成构件承载
7、力的等级偏低的现象 。正确的做法是 : 当原配筋面 积满足复核配筋时 , 可直接评级 ; 当发现不满足复核 配筋时 应 以原设计配筋反算构件的承载力( 抗力) , 然后进行抗力( R) 与作用效应( 5 ) 的比较 , 再依据规 范评定构件承载力的安全等级。 3 混凝土结构受压构件承载力验算 混凝土结构轴心受压构件的验算较为简单 , 本 文在此仅讨论混凝土结构偏心受压的验算。 3 1 偏心受压构件的 一 相关 曲线 从 钢筋混凝土结构 理论与设计参考 资料可 知 ,偏心受压构件 是弯矩 和轴力共 同 作用下 的构件 。对 于给定截 面和材 料 的钢筋混凝 土偏 心 受压构件 可以在 不 同 的
8、 和 组 作 用破坏 将 导致破 坏 时 的 各 种 、 图1 引起结构破坏的 , v 组合 曲线 组合 其 曲线 , 如图 1所示。 轴上的 c点为轴心受压 构件承载力 ; 轴上 的 a点为受弯构件承载力 : b点为大小偏心界限的 、 组合值 。直线 o b将图形分成两个区域 , I区为 小偏心受压 , 区为大偏心受压 。任意一点 若位于 a b c内侧则表示构件安全 ,位于外侧则表示构件承 载力不足。在大偏心受压区内,在相同的 值条件 下 , 值越大越安全 ; 但在小偏心受压 区内, 则是 值越小越安全 从理论上讲构件承载力 a b c曲线上 有无数组 值和 值。 设一混凝土柱 , 截面尺
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