JGJ 12-1999
标准分类号
标准ICS号:建筑材料和建筑物>>建筑物结构>>91.080.40混凝土结构
中标分类号:工程建设>>工程结构>>P25混凝土结构工程
相关单位信息
标准简介
JGJ 12-1999 轻骨料混凝土结构设计规程JGJ12-99 JGJ12-1999 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
中华人民共和国行业标准
轻骨料混凝土结构设计规程
Specification for Design of LightweightAggregate Concrete StructuresJGI12—99
主编单位:中国建筑科学研究院批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1999年10月1日
3—5—1
关于发布行业标准《轻骨料混凝士结构设计规程》的通知
建标[1999]]63号
根据原城乡建设环境保护部《关于1986年制订、修订标准规范、规程项目计划的通知》([86】城科字第263号)要求,由中国建筑科学研究院主编的《轻骨料混凝土结构设计规程》,经审查,批准为强制性行业标准,编号JGJ12—99,自1999年10月1日起施行。原部标推《钢筋轻骨料混凝土结构设计规程》JGJ12—82同时废止。
3——5— 2
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院负责管理,由中国建筑科学研究院负责具体解释,由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版。
中华人民共和国建设部
1999年3月17日
符号.
2.1作用和作用效应
2.2材料性能
2.3几何参数
2.4计算系数
3材料-
3.1轻骨料混凝土
3.2钢筋
4基本设计规定
4.1-般规定
4.2预应力轻骨料混凝土结构构
件计算规定…
5承载能力极限状态计算
5.1正截面承载力计算.
5.2斜截面承载力计算.
扭曲截面承载力计算
5.4受冲切承载力计算….
5.5局部受压承载力计算
6正常使用极限状态验算
6.1抗裂验算
裂缝宽度验算
受弯构件挠度验算
7构造规定
-般规定
预应力轻骨料混凝土结构构件
的构造规定
结构构件的规定
: 3~5—4
3--5—5
3--5-4
3--5—6
5—13
3—5-17
3—5--20
3—5—-22
3—5—23下载标准就来标准下载网
. 3-5—23
3—5—23
3—5—24
3--5—25
3—5—26
3—5—26
5—27
-5—28
8.4剪力墙
8.5牛腿
8.6预制构件的接头及吊环·
钢筋轻骨料混凝土结构构件
抗震设计
《一般规定
9.2材料·
9.3框架梁
9.4框架柱·
9.5框架节点·
9.6剪力墙
轻骨料素混凝土结构
附录A
构件计算
一般规定
A.2受压构件
A.3受弯构件
A.4局部构造钢筋
A,5局部受压
3--5—33
3-—5—34
-5—34
-5—35
-5—35
-5—37
-5—38
3--5—-40
3--5—-40
... 3-5--40
.... 3-5—41
3—5—41
3—5—-41
附录B钢筋轻骨料混凝土矩形截面受弯构件纵向受拉钢筋截面面
积计算方法·
.. 3-5--41
附录C钢筋轻骨料混凝土双向受弯构件正截面受弯承载力近似计
算方法……
. 3—5--42
....... 35--42
截面抵抗矩塑性系数
附录D
钢筋的计算截面面积及
附录E
公称质量
附录 F
本规程用词说明
附加说明
3-5--43
3—5—— 3
1总 则
1.0.1为了在轻骨料混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。1.0.2本规程适用于工业与民用房屋和---般构筑物的钢筋轻骨料混凝土、预应力轻骨料混凝土以及轻骨料素混凝土承重结构的设计。
1.0.3对于轻骨料混凝土结构的设计,除应执行本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2符
2.1 作用和作用效应
2.1.1轻骨料混凝士结构设计时,代表作用和作用效应的符号,应按下列规定采用:N
轴向力设计值;
按荷载短期效应组合计算的轴向力值;按荷载长期效应组合计算的轴向力值;一后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;
轻骨料混凝土法向预应力为零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;
弯矩设计值:
按荷载短期效应组合计算的弯矩值:按荷载长期效应组合计算的弯矩值;受弯构件正载面开裂弯矩值;
构件的正截面受弯承载力设计值;扭矩设计值;
剪力设计值;
一构件斜截面上轻骨料混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;
荷载短期效应组合下抗裂验算边缘的轻骨料混凝土法向应力;
荷载长期效应组合下抗裂验算边缘的轻骨料混凝土法向应力;
由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力;
-轻骨料混凝土中的主拉应力;
轻骨料混凝土中的主压应力;
正截面承载力计算中纵向普通钢筋的应力;
正截面承载力计算中纵向预应力钢筋的应力;
-预应力钢筋的张拉控制应力;
3-5— 4
按荷载的短期效应组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力;
受拉区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值;
一受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值;
-预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力;预应力钢筋的有效预应力;
轻骨料混凝土的剪应力;
考虑裂缝宽度分布不均勾性和荷载长期效应组合影响的最大裂缝宽度;
B--受弯构件的截面刚度。
2.2材料性能
轻骨料混凝土结构设计时,代表材料性能的2.2.1
符号,应按下列规定采用:
-轻骨料混凝土弹性模量;
G。--轻骨料混凝土剪变模量;
-轻骨料混凝土泊松比;
-钢筋弹性模基;
-轻骨料混凝土轴心抗压强度标准值;f
轻骨料混凝土轴心抗压强度设计值;fank
轻骨料混凝土弯曲抗压强度标值;-轻骨料混凝土弯曲抗压强度设计值;-轻骨料混凝土轴心抗拉强度标准值;-轻骨料混凝土轴心抗拉强度设计值;-表示立方体强度标准值为25N/mm2的轻骨料混凝土强度等级;
fa-边长为150mm的轻骨料混凝立方体抗压强度;
边长为150mm的轻骨料混凝土立方体抗压强度标准值;
普通钢筋强度标准值;
-预应力钢筋强度标准值;
普通钢筋抗拉强度设计值;
普通钢筋抗压强度设计值;
-预应力钢筋抗拉强度设计值;
-预应力钢筋抗压强度设计值。
2.3几何参数
2.3.1轻骨料混凝土结构设计时,代表几何参数的符号,应按下列规定采用:
一纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离;aw
α-纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离;as
纵向非预应力受拉钢筋合力点至截面近边的距离;
-纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离;
受拉区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离;
受压区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离:
-矩形截面宽度,T形、I形截面的腹板宽度;
T形或I形截面受拉区的翼缘宽度;T形或丨形截面受压区的翼缘宽度;d-圆形截面的直径或钢筋直径;轻骨料混凝土保护层厚度;
-轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离;
轴向力作用点至纵向受压钢筋合力点的距离:
轴向力对截面重心的偏心距;
附加偏心距;
初始偏心距;
h-截面高度;
截面有效高度:
hT形或I形截面受拉区的翼缘高度:hT形或I形截面受压区的翼缘高度;回转半径:
r。曲率半径;
-纵向受拉钢筋的最小锚固长度:ta
-计算跨度或计算长度;
沿构件轴线方向上横向钢筋的间距或箍筋的间距;
轻骨料混凝土受压区高度;
一换算截面重心至所计算纤维的距离;yo
一净截面重心至所计算纤维的距离;yh
纵向受拉钢筋合力点至轻骨料混凝土受压区合力点之间的距离;
构件截面面积;
一构件换算截面面积;
-构件净截面面积;
A-受拉区纵向非预应力钢筋的截面面积;A
受压区纵向非预应力钢筋的截面面积;-受拉区纵向预应力钢筋的截面面积;受压区纵向预应力钢筋的截面面积;在受剪计算中单肢箍筋的截面面积;在受扭计算中单肢箍筋的截面面积;同一截面内各肢竖向箍筋的全部截面面积;
同一截面内各肢水平箍筋的全部截面面积;
一同一弯起平面内非预应力弯起钢筋的截面面积;
-同--弯起平面内预应力弯起钢筋的截面面积;
截面受拉边缘的弹性抵抗矩:
换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;W.-净截面受拉边缘的弹性抵抗矩;I
截面惯性矩;
-换算截面惯性矩;
一净截面惯性矩。
2.4计算系数
2.4.1轻骨料混凝土结构设计时,代表计算系数的符号,应按下列规定采用:
轻骨料混凝土线膨胀系数:
轻骨料混凝土拉应力限制系数;一钢筋弹性模量与轻骨料混凝土弹性模量的α
比值;
受拉区轻骨料混凝土塑性影响系数;计算截面的剪跨比;
纵向受拉钢筋配筋率;
箍筋的体积配筋率;
轴心受压构件的稳定系数;
考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数;
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数;承载力抗震调整系数。
3.1轻骨料混凝土
3.1.1用轻粗骨料、轻细骨料或普通砂、水泥和水配制成的混凝土,其干表观密度不大于1950kg/m2者,称为轻骨料混凝土。本规程适用于粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土、浮石或火山渣混凝土、自燃煤研石混凝土和膨胀矿渣珠混凝土。
3.1.2钢筋轻骨料混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于CL15;预应力轻骨料混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于CL25。用于自承重兼保温的钢筋轻骨料混凝土及预应力轻骨料混凝土构件的混凝土强度等级可适当降低。
3.1.3轻骨料混凝土按其干表观密度分为二个等级。某一密度等级轻骨料混凝土及钢筋轻骨料混凝土的密度标准值应按表3.1.3采用。3.1.4轻臀料混凝土强度标准值应按表3.1.4采用。3.1.5轻骨料混凝土强度设计值应按表3.1.5采用。3-5-5
密度等级
轻骨料混凝土及钢筋
轻骨料混凝土的密度标准值
密度标准值(kg/m)
轻骨料混凝上下表观
密度变花范围
(kg/m2)
760 850
860950
960 -- 1050
1060 -- 1150
1160--1250
12601350
1360~1450
14601550
1560~1650
16601750
1760~1850
1860 - 1950
轻骨料
混凝士
钢筋轻背
料混凝士
:1.钢筋轻骨料混凝土的密度标准值,也可根据实际情况确定;
2.对蒸养后即行起吊的预制构件,吊装验算时,其密度标准值应增加100kg/m。
轻骨料混凝土强度标准值(N/mm2)强度种类符号:
轻骨料混凝土强度等级
aL7.5CL10CL15CL20|C125CL30cL35CL40CL45CL50轴心抗压
弯曲抗压
6.710.013.517.020.023.527.029.532.07.511.015.018.522.026.029.532.535.0拉tk0.750.90|1.20|1.501.752.00|2.252.45|2.602.75注:「.浮石或火山渣混凝土的抗拉强度标准值,应按表中数值乘以系数0.8;
2.自燃煤研石混凝土的抗拉强度标准值,应按表中数值乘以系数0.85。
强度种类符号,
轻骨料混凝土强度设计值(N/mm2)轻骨料混凝土强度等级
7.50|52025L30CL35CL4045L0
3.75.07.510.0|12.515.0|17.519.521.523.5轴心抗压f。
弯曲抗压fam
4.5.58.511.0|13.516.519.021.523.526.0抗
拉0.550.650.901.101.301.501.651.801.902.00注:1.浮石或火山渣混凝土的抗拉强度设计值,应按表中数值乘以系数0.8;
2.自燃煤研石混凝土的抗拉强度设计值,应按表中数值乘以系数0.85;
3.计算现浇钢筋轻骨料混凝土轴心受压及偏心受压构件时,如截面的长边或直径小于300mm,则表中轻骨料混凝土的强度设计值应乘以系数0.8;当构件质量(如混凝土成型、截面和轴线尺寸等)确有保证时,可不受此限。
35— 6
3.1.6轻骨料混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec可按表3.1.6采用。
表 3.1.6
轻骨料混凝土
的弹性模量Ec(×10°N/mm2)
等级8090000000200130014000016007001800|900CL7.54.24.75.2 5.76.26.77.27.7 8.2CL10
6.06.67.27.88.49.09.610.2
8.89.510.210.911.612.313.0
11.912.713.514.315.1|15.9
14.215.116.016.917.8
16.5|17.5|18.5|19.5
18.0|19.0|20.0
18.519.520.5
20.0|21.0
注:1.当有试验依据时,弹性模量值也可根据实测数据确定;
2.用膨胀矿渣珠或自燃煤研石作粗骨料的混凝土,其弹性模量可比表列数值提高20%。轻骨料混凝土的剪变模量Gc可按下式计算:3.1.7
轻骨料混凝土的泊松比。可采用0.2(3.1.7)
3.1.8当温度在0℃到100℃范围内时,轻骨料混凝土的线膨胀系数αc可按表3.1.8采用。表3.1.8
轻骨料混凝土的线膨胀系数 αc密度等级
αc(以每摄氏度计)
0.7×10 5
1.0×10-5
注:中间密度等级的αc值按直线内插法确定。3.2钢
钢筋轻骨料混凝土结构及预应力轻骨料混凝3.2.1
土结构的钢筋,应按下列规定选用:普通钢筋宜采用I、Ⅱ、Ⅲ级钢筋和3.2.1.1
LLS50级冷轧带肋钢筋,也可采用冷拉I级(d≤12mm)钢筋和乙级冷拔低碳钢丝。3.2.1.2预应力钢筋宜采用碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线和热处理钢筋,以及冷拉Ⅱ、Ⅱ、IV级钢筋。3.2.1.3对中、小型构件中的预应力钢筋,宜采用LL650级或LL800级冷轧带肋钢筋,也可采用甲级冷拔低碳钢丝。碳素钢丝宜用于后张法构件。注:1.普通钢筋系指用于钢筋轻骨料混凝土结构中的钢筋和预应力轻骨料混凝土结构中的非预应力钢筋;
2.碳紊钢丝和刻痕钢丝系指国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB5223中的光面和刻痕的并经消除应力的高强度圆形钢丝。钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证3.2.2
普通钢筋的强度标准值和预应力钢筋的强度标准值应按表3.2.2-1及表3.2.2-2采用。钢筋强度标准值(N/mum2)
表 3,2.2-1
fkfpyk
或fask
T级(Q235)
Ⅱ级(20MnSi、20MnNb (b))
级 (20MnSiV、20MnTi、K20MnSi)IN级(40Si2MnV.45SiMnV.45Si2MnTi)[级(d12)
Ⅱ级d≤25
d = 28 40
冷轧带
肋钢筋
热处理
LL550 (d = 4~ 12)
LL650 (d= 4、5、6)
1.L800 (d = 5)
40Si2Mn (d=6)
48Si2Mn (d = 8.2)
[45Si2Cr (d=10)
注:II级K20MnSi 钢筋系余热处理钢筋。表3.2.2-2
钢丝、钢绞
线强度标准值(N/mm2)
47、钟8、↓9
甲级:
乙级:
#3~±5
Fstk或Jpuk
1770、1670、1570、1470
1670、1570
1570、1470
1570、1470
1860、1820、1720
注:1.钢绞线直径d系指钢绞线截面的外接圆直径,即钢绞线标准GB5224—95中的公称直径De;钢绞线的计算截面面积和公称质量见附录 E;2. 用作预应力钢筋的甲级冷拔低碳钢丝经机械调直后,强度标准值应降低’s0N/mm2。钢筋抗拉强度设计值f,或f及钢筋抗压强3.2.3
度设计值f,或厂w应分别按表3.2.3-1及表3.2.3-2采用,
表 3.2.3-1
钢筋强度设计值(N/mm2)
1级(Q235)
II 级(20MnSi、20MnNb(b))
热轧级(20Mnsiv、20MnTi、
钢筋K20MnSi)
V级(40Si2MnV.45SiMnV、
45Si2MnTi)
1级(d12)
d - 28 40
LL550(d = 4~ 12)
带肋LL650(d=4.5.6)
L1800(d = 5)
40Si2Mn(d = 6)
48S2Mn(d = 8.2)
45Si2Cr(d = 10)
,或f,或f
注:1.在钢筋轻骨料混凝土结构中,轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于310N/mm2时,仍应按 310N/1mm2取用,其他构件的钢筋抗拉强度设计值大于360N/mm2时,仍应按360N/mm2取用;对于直径大于12mm的1级钢筋,如经冷拉,不得利用冷拉后的强度;
2.当钢筋轻骨料混凝土结构的轻骨料混凝土强度等级为CL10时,光面钢筋的强度设计值应按190N/mm2取用,变形钢筋的强度设计值应按230N/mm2取用;3.成盘供应的LL550级冷轧带肋钢筋经机械调直后,抗拉强度设计值应降低20N/mm2,且抗压强度设计值不应大于相应的抗拉强度设计值;4、构件中配有不同种类的钢筋时,每种锅筋根据其受力情况应采用各自的强度设计值。表3.2.3-2钢丝、钢绞线强度设计值(N/mm2种
碳素钢丝±4~±9
刻痕钢丝!$5、#7
冷拔低
碳钢丝
Fpc =1770
fpck=1670
fu=1570
fpk=1470
fak=1570
fok=1470
用于焊接骨架
和焊接网时
用于绑扎骨架
和绑扎网时
f,或y
,或了
1组Ⅱ组
460430
430400
3—5—7
钢绞线
ok=1720
Fak=1720
Fpk=1860
Ppk= 1820
Fptk = 1720
f,或foy
f,或f
注:1.冷拔低碳钢丝用作预应力钢筋时,应按表3.2.2-2规定的钢丝强度标准值逐盘进行检验,其强度设计值应按甲级采用;乙级冷拔低碳钢丝可按分批检验,并宜用作焊接骨架、焊接网、架立筋、箍筋和构造钢筋;
2.用作预应力钢筋的甲级冷拔低碳钢丝经机械调直后,抗拉强度设计值应降低30N/mm2,且抗压强度设计值不应大于相应的抗拉强度设计值:3.当碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线的强度标准值不符合表3.2.2-2的规定时,其强度设计值应进行换算,
3.2.4钢筋弹性模量E。应按表3.2.4采用。表 3.2.4
钢筋弹性模量(N/mm2)
I级钢筋、冷拉I级钢筋
Ⅱ级钢筋、Ⅱ级钢筋、V级钢筋、热处理钢筋、碳素钢丝、冷拔低碳钢丝
冷轧带肋钢筋
冷拉Ⅱ级钢筋、冷拉Ⅱ级钢筋、冷拉IV级钢筋、刻痕钢丝、钢绞线
注:必要时,钢绞线可采用实测的弹性模量。4基本设计规定
4.1般规定
4.1.1本规程采用极限状态设计法,以分项系数的设计表达式进行设计。
4.1.2结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,分别按下列规定进行计算和验算:
4.1.2.1承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括压届失稳)计算,在必要时尚应进行结构的倾覆和滑移验算;处于地展区的结构,尚应进行结构构件的抗囊承载力计算。
4.1.2.2变形:根据使用条件需控制变形值的结构构件,应进行变形验算。
4.1.2.3抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行轻骨料混凝土拉应力验算;对使用3-5-- 8
上允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算。4.1.3结构构件的承载力(包括压屈失稳)计算和倾复、滑移验算,均应采用荷载设计值;变形、抗裂及裂缝宽度验算,均应采用相应的荷载代表值。预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。预制构件本身吊装的验算,应将构件自重乘以动力系数,动力系数一般情况下取1.5,但根据构件吊装时受力情况,可适当增减。对现浇结构,必要时应进行施工阶段的验算。当结构构件进行抗震设计时,荷载设计值和地震作用设计值均应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GBJ11的规定采用。
4.1.4纵向受力钢筋的配筋百分率小于本规程第7.1.10条规定时,钢筋轻骨料混凝土和预应力轻骨料混凝土结构构件,应按轻骨料素混凝土结构构件考虑,并按本规程附录A的规定进行计算。4.1.5受弯构件的最大挠度应按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行计算,其计算值不应超过表4.1.5的允许值。
表4.1.5受弯构件的挠度允许值
构件类型
屋盖、楼盖及楼梯构件:
当lg<7m时
当7≤10≤9m时
当l0>9m时
悬挂墙板(按平面外计算):
当lg≤7.5m时
当lo>7.5m时
悬挂墙板(按平面内计算):
当l≤7.5m时
当(o>7.5m时
度允许值
I to/200 (to/250)
to/250 (to/300)
to/300 (to/400)
to/200
2o/250
to/600
to/800
注:1.如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值,预应力轻骨料混凝土构件尚可减去预加应力所产生的反拱值;
2.表中括号中的数值适用于在使用上对挠度有较高要求的构件;
3.悬臂构件的挠度允许值应按表中相应数值乘以系数2.0取用;
4.1o 为计算跨度。
4.1.6结构构件设计时,应根据使用要求选用不同的裂缝控制等级,裂缝控制等级的划分应符合下列规定:
-严格要求不出现裂缝的构件,按荷载短期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土不应产生拉应力;
二级-
一般要求不出现裂缝的构件,按荷载长期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土不应产生拉应力,而按荷载短期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土允许产生拉应力,但拉应力不应超过αf;
三级一—允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行计算,其计算值不应超过允许值。4.1.7钢筋轻骨料混凝土和预应力轻骨料混凝土结构构件的裂缝控制等级、轻骨料混凝土拉应力限制系数α及最大裂缝宽度允许值,应根据结构构件的工作条件和钢筋种类按表4.1.7采用。对裂缝控制有特殊要求的构件,表4.1.7规定的数值应适当减小:当有可靠的工程经验时,对预应力轻骨料混凝土构件的抗裂要求可适当放宽。
表 4.1.7
裂缝控制等级、轻骨料
混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值钢筋轻骨料
混凝土结构
钢筋种类
结构构件
厂.作条件
I级钢筋
Ⅱ级钢筋
田级钢筋
预应力轻骨料混凝土结构
冷拉Ⅱ级钢筋
冷拉Ⅲ级钢筋
冷拉V级钢筋
冷轧带肋钢筋
一般构件
室内正
屋面梁、
常环境
屋架、
露天或室内
高温度环境
碳素钢丝
刻痕钢丝
钢绞线
热处理钢筋
冷轧带肋钢筋
冷拔低碳钢丝
αet =0.3
注:1.属于露天或室内高湿度环境一栏的构件系指:直接受爾淋的构件;无围护结构的房屋中经常受淋的构件:经常受蒸汽或凝结水作用的室内构件(如浴室等);与土壤直接接触的构件;2.对处于年平均相对湿度小于60%的地区,且可变荷载标准值与恒载标推值之比大于0.5的受弯构件,其最大裂缝宽度允许值可采用括号内的数字;3.对配置冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝的预应力轻骨料混凝土一般构件及屋面梁,其裂缝控制要求应符合专门规程的有关规定;
4.烟窗、简仓及处于液体压力下的构件,其裂缝控制要求应符合现行专门规范的有关规定;5.表中预应力结构构件的轻骨料混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值仅适用于正裁面的验算,斜截面的验算应符合本规程第6章的规定。4.2预应力轻骨料混凝土结构构件计算规定4.2.1预应力轻骨料混凝土构件除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外,尚应按具体情况对制作、运输、吊装等施工阶段进行验算。
4.2.2预应力钢筋的张拉控制应力值αam,不宜超过表4.2.2的数值。
张拉控制应力允许值
碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线
热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拔低碳钢丝
冷拉钢筋
张拉方法
先张法
后张法
0.70f ock
注:1.预应力钢筋的强度标准值应按本规程第3.2.2条采用:
2.碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不应小于0.4fpk;冷轧带肋钢筋、冷拔低碳钢丝的张拉控制应力值不宜小于0.4fik;冷拉钢筋的张拉控制应力值不宜小于0.5fpyk4.2.3施加预应力时,轻骨料混凝土立方体抗压强度应经计算确定,但不宜低于设计的轻骨料混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
4.2.4由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力,可分别按下列公式计算:
(1)先张法构件
由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力(4.2.4-1)
相应阶段预应力钢筋的有效预应力OEO
Ope = αn —
(4.2.4-2)
预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力
= on )
(4.2.4-3)
(2)后张法构件
由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力Op=
Ne+ Npem
相应阶段预应力钢筋的有效预应力ae
(4.2.4-4)
(4.2.4-5)
预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力
O = Gn - Oi + aEdp
式中 Ao
(4.2.4-6)
换算截面面积(包括扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的轻骨料混凝土全部截面面积以及全部纵向预应力钢筋和非预应力钢筋截面面积换算成轻骨料混凝土的截面面积;对由不同轻骨料混凝土强度等级组成的截面,应根据轻骨料混凝土弹性模量比值换算成同一轻骨料混凝土强度等级的截面面积);一净截面面积(换算截面面积减去全部A.
纵向预应力钢筋截面面积换算成轻骨料混凝土的截面面积);
Io——换算截面惯性矩;
一净截面惯性矩;
换算截面重心至预应力钢筋及非预应力ep
钢筋合力点的距离,应按本规程第4.2.5条的规定计算;
净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离,应按本规程第4.2.5条的规定计算;
-换算截面重心至所计算纤维处的距离;一净截面重心至所计算纤维处的距离;Yn
-相应阶段的预应力损失值,应按本规程第4.2.6条至第4.2.11条的规定计算;钢筋弹性模量与轻骨料混凝土弹性模量的比值;αE=E./E。,此处,E应按本规程表3.2.4取用,E。可按本规程表3.1.6取用:
先张法构件预应力及非预应力钢筋的合力,应按本规程第4.2.5条的规定计算;后张法构件预应力及非预应力钢筋的合Np
力,应按本规程第4.2.5条的规定计算。注:在公式(4.2.4-1)、(4.2.4-4)中,右边第二项与第一-项的应力方向相同时取正号,稻反时取负号。公式(4.2.4-2)、(4.2.4-6)适用于α为压应力的情况,当为拉应力时,应以负值代人。4.2.5预应力钢筋及非预应力钢筋的合力及合力点的偏心距(图4.2.5)可按下列公式计算:(1)先张法构件
Nn = amA, + opA,-asA, - GisA.(4.2.5-1)
Apyp - apA,y, - QisAsys + aisA.y,GA,+ dpA,- 015As - 01SA,
(4.2.5-2)
(2)后张法构件
Np = apA, +opeA, -- OisA, - oiA,(4.2.5-3)
OxApypn diApypn - 015Asysn + 0isAsymem=
OpeA, + opeA, - OisA, - OisA,(4.2.5-4)
武中 o
受拉区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力;
受压区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力;
受拉区预应力钢筋的有效预应力;3—5-10
受压区预应力钢筋的有效预应力;受拉区预应力钢筋的截面面积:受压区预应力钢筋的截面面积;-受拉区非预应力钢筋的截面面积;受压区非预应力钢筋的截面面积;受拉区预应力合力点至换算截面重心的距离:
受压区预应力合力点至换算截面重心的距离;
一受拉区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离;
受压区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离;
受拉区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土救缩和徐变引起的预应力损失值,应按本规程第4.2.9条的规定计算;is-受压区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值,应按本规程第4.2.9条的规定计算;Jpn
受拉区预应力合力点至净截面重心的距离;
受压区预应力合力点至净截面重心的ypn
距离;
受拉区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离;
y-受压区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离。
注:当公式(4.2.5-1)至(4.2.5-4)中的A=0时,可取式中αs=0。
了换算热质重心糖
净被两重心糖
图4.2.5预应力钢筋及非预应力钢筋合力位置(a)先张法构件;(b)后张法构件4.2.6预应力钢筋中的预应力损失值可按表4.2.6的规定计算,当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时,则按下列数值取用:
先张法构件
后张法构件
表 4.2.6
130N/mm2
110N/mm2
预应力损失值(N/mm2)
引起损失的因素
张拉锚具变形
和钢筋内缩
先张法构件
按本规程第
4.2.7条的
·规定计算
后张法构件
按本规程
条和第
4.2.8条的
规定计算
引起损失的因素
与孔道壁之
间的摩擦
预应力钢
筋的摩擦
符号先张法构件
在转向装置
处的摩擦
轻骨料混凝土加热养
护时,受张拉的钢筋
与承受拉力的设备之
间的温差
预应力钢筋的
应力松弛
轻骨料混凝土
的收缩和徐变
按实陈情况
后张法构件
按本规程
条的规定
冷拉钢筋、热处理钢筋:
一次张拉0.05acm
超张拉0.035cm
碳素钢丝、刻痕钢丝、钢
绞线:
普遵松弛
此处:
超张拉
一次张拉
低松弛
当αcm≤0.7fpk时
0.125(cmm-0.5)aom
当0.7fork
0.20(con -0.575)cam
冷轧带肋钢筋、冷拔低碳
钢丝:
一次张拉0.08gcm
按本规程第4.2.9条的规
定计算
汗:1.表中2t为轻骨料混凝土加热养护时,受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差();2.当取表中超张拉的应力松弛损失值时,张拉程序应符合现行国家标推《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204的要求;
3.碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线当αcm/fpk≤0.5时,预应力钢筋的应力松弛损失值应取等于零。4.2.7
预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失u(N/mm2)可按下列公式计算:YE
一张拉端锚具变形和钢筋内缩值,应按表式中 α
4.2.7取用;
张拉端至锚固端之间的距离(mm)。表 4.2.7
锚具变形和钢筋内缩值 α(mm)具
带螺帽的锚具(包括钢丝束的锥形螺杆锚具、筒式锚具等):
螺帽缝隙
每块后加垫板的缝隙
钢丝束的镦头锚具
钢丝束的钢制锥形锚具
JM12锚具:当预应力筋为钢筋时当预应力筋为钢绞线时
单根冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝的锥形锚夹具
注:1.表中的锚具变形和钢筋内缩值也可根据实测数据确定;
2、其他类型的锚具变形和钢筋内缩值应根据实测数据确定。
4.2.8后张法构件预应力曲线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失值a以及预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失012,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10的规定采用。
4.2.9轻骨料混凝土收缩、徐变引起受拉区、受压区预应力钢筋的预应力损失015、ai5(N/mm2)可按下列公式计算:
d1s 二 α1α2
'is = α1α2 1+ 15p
(4.2.9-1)
(4.2.9-2)
施加预应力时的轻骨料混凝土立方体式中
抗压强度;
受拉区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向压应力;
受压区预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向压应力;
受拉区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率;
受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率;
计算系数,应按本规程表4.2.10-1取用;
计算系数,应按本规程表4.2.10-1取用;
一环境湿度影响系数,应按本规程表4.2.10-2取用;
α2--体积表面积比影响系数,应按本规程表4.2.10-3取用。
受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处轻骨料混凝土法向压应力αc、αp应按本规程第4.2.4条和第4.2.5条的规定计算。此时,预应力损失值仅考虑轻骨料混凝土预压前(第一批)的损失,其非预应力钢筋中的应力015、αs应取等于零,、值不得大于0.5f;当。为拉应力时,则公式(4.2.93-5--11
2)中的x应取等于零。计算、时可根据构件制作情况考虑自重的影响。
受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率p、β可按下列情况考患:对先张法构件,β=(A,+A)/Ao,'=(Aβ+A)/Ao;对后张法构件.p= (A,+A,)/An,p'= (A',+A')/An对于对称配置预应力钢筋和非预应力钢筋的构件,取β=β,此时配筋率应按其钢筋截面面积的一半进行计算
当构件采用常压蒸养时,Q15、α'1s应乘以折减系数0.85。
当能预先确定构件承受外荷载的时间时,可考虑时间对轻骨料混凝土收缩和徐变损失值的影响,此时,可将αis及1s乘以不得大于1的系数β,系数 β可按下列公式计算:
βaa+r
(4.2.9-3)
式中-结构构件从预加应力时起至承受外荷载的时间(d);
时间影响系数,应按本规程表4.2.10-4采用;
-时间影响系数,应按本规程表4.2.10-4采用。
,预应力钢筋的预应力损失计算时,考虑各种4.2.10
因素的计算影响系数,可按下列各表的规定取用:表 4.2.10-1
施加预应力方式
后张法
表4.2.10-2
收缩、徐变影响系数(N/mm2)
骨料种类
自燃煤研石
自燃煤砾石
环境湿度影响系数
环境湿度条件
干燥条件
正常条件
高湿条件
表4.2.10-3
体积表面积比影响系数
体积表面积比(V/S)(mm)
注:表中V为构件的体积,S为构件在空气中外露的表面积。
3--5--12
表4.2.10-4
混凝土种类
陶粒混凝土
自燃煤研石混凝土
浮石混凝土
时间影响系数
4.2.11预应力构件在各阶段的预应力损失值可按表4.2.11的规定进行组合。
表 4.2.11
各阶段预应力损失值的组合
预应力损失值的组合
轻骨料混凝土预压前的损失
(第一批)
轻骨料混凝土预压后的损失
(第二批)
先张法构件
011 + 012 + 013 + 014
后张法构件
di4 + ais
,计算先张法预应力轻骨料混凝土构件端部锚4.2.12
固区的正截面和斜截面受弯承载力时,锚固区内的预应力钢筋抗拉强度设计值可按下列规定取用:在锚固起点处为零,在锚固终点处为「w,在两点之间可按直线内插法取值。
对采用冷拉Ⅱ级、Ⅲ级钢筋和冷轧带肋钢筋的先张法构件,其锚固区预应力钢筋的抗拉强度设计值可不折减。
预应力钢筋的锚固长度1。应按表4.2.12取用。表4.2.12
预应力钢筋锚固长度(mm)
轻骨料混凝土强度等级
刻痕钢丝(45)
钢绞线
冷拔低碳钢丝
≥CL40
注:1.当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时,锚固长度的起点应从距构件未端0.251处开始,预应力钢筋的预应力传递长度1应按表6.1.5取用;2.表中钢筋强度标准值为:刻痕钢丝1570N/mm2;钢绞线1860N/mm2;冷拔低碳钢丝700N/mm2。当强度标准值为其他数值时,锚固长度按强度比例增减。
预应力轻骨料混凝土构件在制作、运输及安4.2.13
装阶段的验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBI10的有关规定。
4.2.14对先张法和后张法预应力轻骨料混凝土构件,在承载力和裂缝宽度计算中,所用的轻骨料混凝土法向预应力等于零时的预应力钢筋及非预应力钢筋合力N及相应的合力点的偏心距e,均应按本规程公式(4.2.5-1)及(4.2.5-2)计算,此时,先张法和后张法构件的预应力钢筋的应力0、α应按本规程第4.2.4条的规定计算。
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