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建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定評級中的混凝土構(gòu)件抗力驗算

文檔作者：鄧建榮文檔來源：廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測總站		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年02月22日
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第9期
2Il06年9月
廣東土木與建筑
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
No．9
SEP 20o6
建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定評級中的混凝土構(gòu)件抗力驗算
鄧建榮
(廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測總站 廣州51~75)
摘要：對建筑可靠性鑒定中混凝土構(gòu)件承栽力驗算中的存在問題進行分析，并提出相應(yīng)的驗算評級方法，在建
筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定的混凝土構(gòu)件驗算評級中具有實用意義。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；安全鑒定；構(gòu)件驗算；評級
1 前言
按建筑結(jié)構(gòu)可靠性鑒定系列標準?的規(guī)定。建
筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性均應(yīng)按承載力、構(gòu)造、位移和裂
縫等檢查項目進行等級評定。其中，構(gòu)件安全性按
承載能力評級的表達式為：R／y S≥口(式中口=
1．00，0．95，0．90，0．85，? ； 、．s分別為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗
力和作用效應(yīng)； 。為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù))。由于混凝土
材料的廣泛應(yīng)用，使得混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗算
在建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定中占的比例高達90％以上，
混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受剪構(gòu)
件、受扭構(gòu)件、受彎和偏心受力構(gòu)件是基本的截面承
載力驗算構(gòu)件。本文對建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定中最常
見的混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件和受壓構(gòu)件承載力驗算方
法進行探討。
2 混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件承載力驗算
2．1 正截面受彎構(gòu)件承載力計算公式
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 ，普通鋼筋混凝
土矩形截面的正截面受彎承載力按下式計算：
M≤ 1．
6 (ho ／2) (1)
口lf~bx=frA。 (2)
由此可見，鋼筋面積A 與混凝土受壓高度 成
一次線性關(guān)系，承載力彎矩M又與混凝土受壓高度
成曲線關(guān)系，即M與A 不成直線比例關(guān)系。
2．2 受彎構(gòu)件的抗力(R)和作用效應(yīng)(．s)
原設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)截面配筋可從旅工圖紙中查
到或通過結(jié)構(gòu)實體檢測而獲得，荷載作用效應(yīng)也可
通過計算軟件計算得出。在實際操作中。通常是直
接把原結(jié)構(gòu)配筋數(shù)量(A )與復(fù)核配筋數(shù)量(，4 )進
58
行比較，根據(jù)比較結(jié)果進行構(gòu)件承載力等級的評定，
但筆者認為這一做法存在著某些問題，以下將進行
分析。
在式(1)～(2)的正截面受彎承載力計算公式中，
設(shè) l=1，可得：
M ≤． bx(ho ／2) (3)
令：等= A．’’ A日21( 1-一 xv／2ho ) (?4)
設(shè) =(1一xJ2ho)／(1一xz,／2ho)，當 l 2時， >
1，因此M】 總是小于A 。／A ，M。／ 的比值越
大，A 。／A 的比值相差就越大。
舉一例子證明，設(shè)一單筋矩形梁，截面尺寸為：
b=250mm，h=5OOmm，ho=500—35=465mm，混凝土強
度等級為C20，采用HRB 335級鋼筋，承受不同設(shè)
計彎矩的梁的計算配筋見表1。
表1 混凝土粱正截面彎矩配筋
在表1中任意把前一個序號數(shù)設(shè)為結(jié)構(gòu)抗力抗
力(R)，后一個序號數(shù)設(shè)為作用效應(yīng)(．s)，其配筋面
積的比例總是小于彎矩比例。當前后者的彎矩差別
不大時，相應(yīng)彎矩比值和鋼筋面積比值相差不大。
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2006年9月第9期 鄧建榮：建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定評級中的混凝土構(gòu)件抗力驗算 SEP 2006 No．9
又隨機抽取序號4與序號10的數(shù)值，彎矩之比為
0．63，相應(yīng)配筋面積之比為0．56。彎矩比值與鋼筋比
值相差0．07。可見，前后彎矩相差較大，則相應(yīng)彎矩
比與鋼筋面積比也相差較大，配筋面積的比例也是
小于彎矩比例。
因此，直接以原結(jié)構(gòu)配筋面積(A )與復(fù)核配筋
面積(A s)比值評定構(gòu)件的安全性，會造成構(gòu)件承載
力的等級偏低的現(xiàn)象。正確的做法是：當原配筋面
積滿足復(fù)核配筋時，可直接評級；當發(fā)現(xiàn)不滿足復(fù)核
配筋時．應(yīng)以原設(shè)計配筋反算構(gòu)件的承載力(抗力)，
然后進行抗力(R)與作用效應(yīng)(5)的比較，再依據(jù)規(guī)
范評定構(gòu)件承載力的安全等級。
3 混凝土結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件承載力驗算
混凝土結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件的驗算較為簡單，本
文在此僅討論混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓的驗算。
3．1 偏心受壓構(gòu)件的Ⅳ一 相關(guān)曲線
從《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》 理論與設(shè)計參考資料可
知，偏心受壓構(gòu)件
是彎矩和軸力共同
作用下的構(gòu)件。對
于給定截面和材料
的鋼筋混凝土偏心
受壓構(gòu)件可以在不
同的Ⅳ 和 組作
用破壞．將導(dǎo)致破
壞時的各種Ⅳ、 圖1 引起結(jié)構(gòu)破壞的
，v— 組合曲線
組合．其曲線，如圖1所示。
Ⅳ軸上的c點為軸心受壓構(gòu)件承載力； 軸上
的a點為受彎構(gòu)件承載力：b點為大小偏心界限的
Ⅳ、 組合值。直線ob將圖形分成兩個區(qū)域，I區(qū)為
小偏心受壓，Ⅱ區(qū)為大偏心受壓。任意一點若位于
abc內(nèi)側(cè)則表示構(gòu)件安全，位于外側(cè)則表示構(gòu)件承
載力不足。在大偏心受壓區(qū)內(nèi)，在相同的 值條件
下，Ⅳ值越大越安全；但在小偏心受壓區(qū)內(nèi)，則是Ⅳ
值越小越安全．從理論上講構(gòu)件承載力abc曲線上
有無數(shù)組Ⅳ值和 值。
設(shè)一混凝土柱，截面尺寸bxh=400x500，混凝土
強度等級為C20，柱計算長度Z。=4．Om，a~=35，鋼筋為
HRB335鋼。在基本相同的配筋面積下，得 幾組Ⅳ
值和 值，見表2，因此計算柱構(gòu)件的抗力(R)沒有
唯一的解
表2 混凝土柱承載力計算結(jié)果
注)該項以上為小偏心受壓。
3．2混凝土結(jié)構(gòu)偏心受壓構(gòu)件抗力( )和作用效應(yīng)(s)
與梁構(gòu)件一樣，原設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)截面配筋可
從施工圖紙中查到或通過結(jié)構(gòu)實體檢測而獲得，荷
載作用效應(yīng)也可通過計算軟件計算而獲得。由于計
算柱構(gòu)件的抗力(R)沒有唯一的答案，l大J此根據(jù)原
設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)截面配筋反算柱的承載力就不如梁
構(gòu)件那么簡單，只能從諸多組承載力中選取一個較
合理的Ⅳ值和 值作為柱構(gòu)件的抗力(R)。
(1)以軸壓比控制的柱構(gòu)件抗力(R)
軸壓比Ⅳ A限制是《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 主
要為滿足框架結(jié)構(gòu)的延性要求而提 的．然而就構(gòu)
件承載力而言。無論其軸力設(shè)計是否考慮地震作用
組合，當軸壓比>1時，超過混凝土軸心抗壓強度的
軸向力轉(zhuǎn)為縱向鋼筋承受，此時計算鋼筋面積突增。
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 規(guī)定，經(jīng)按要求采取復(fù)合
箍、螺旋箍等加強措施后，柱軸壓比不應(yīng)大于1．05，
因此筆者提出對于抗震設(shè)防地區(qū)的結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)
和軸壓受力為主的結(jié)構(gòu)，可通過軸壓比驗算評定柱
的安全性等級。以《民用建筑可靠性鑒定標準》?規(guī)定
為例，當n／r。5≥0．95時為bu級構(gòu)件，R／r~S≥0．90
時為c 級構(gòu)件，R／r~

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