混凝土結構預埋件受力計算簡化探析_第1頁
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文檔簡介

1、關鍵詞:混凝土構件;預埋件;受力探析混凝土結構設計規范GBJ10-8 9預埋件設計規范,給出了由錨板和對稱的直錨筋所組 成的受力預埋件,其錨筋的總截面面積As的計算公式,以及由錨板和對稱配置的彎折錨筋與直 錨筋共同承受剪力的預埋件,其彎折錨筋的截面面積Asb的計算公式。在預埋件的設計中,發 現規范公式系數及計算步驟繁多,過程繁雜,受力與設計選材關系不夠直接,容易產生錯誤。為 此,先對預埋件錨筋、混凝土材料等作具體設定,直接求出預埋件在各種受力狀態下的允許值, 再根據預埋件的構造要求以補加系數的辦法,對預埋件的受力作一般性的推廣,從而簡化了計算 公式、計算步驟和設計過程。1預埋件設計選材當錨筋選

2、熱軋II級鋼筋,混凝土選C20時,則fy=310N/mm2,fc=10N/mm2;當錨筋與混凝土選用其它材料時,最大設計受力拉力Nmax及彎矩力Mmax按常用 直徑單根錨筋預埋件允許承受的最大應力表中數值見表1,分別乘以系數fy/31 0;同樣, 最大設計剪力Vmax按表1Vmax對應的乘,fc、fy分別為預埋件設計采用的其它等級 的混凝土及鋼筋級別時,混凝土的軸心抗壓強度設計值及鋼筋的抗拉強度設計值見表1注2。2 錨板厚度與錨筋直徑的比例關系(1)當錨板厚度與錨筋直徑的比例關系t/d=0.8時,則直接查 表計算。當錨板厚度與錨筋直徑取其它比例關系時,表1中的Nmax、Mmax乘“0.75+0

3、.315 t/d”系數,見表1注2。當采取措施防止錨板彎曲變形時,表1中的Nmax、Mmax乘系數1.25,見表1注2。 3簡化公式的推導及簡化過程(1)當有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時見圖1,由下列規范公式 計算,并取其中的較大值: 式中:V一剪力設計值;N一法向拉力或法向壓力設計值;法向壓 力設計值應符合N0.7 時,取 av= 0.7d 一錨筋直徑(mm);ab 一錨板 彎曲變形折減系數,ab= 0.6+0.25。當采取措施防止錨板彎曲變形時,取ab = 1t錨板 厚度;Z外層錨筋中心線之間的距離。(2)預埋件僅受單向應力時,所能承受的最大設計應力:假定預埋件所承受的設計應力V、N、

4、M中,任意取其它二維應力為零,則由公式(1)及(2)并取A s最大時,分別得預埋件在單向作 用下的受力計算公式:i(5)堞蛔雄fLI戡鋼筋時.M版心 C2D,及取1/虹。一S時, f, = JIDXZnmi ,( = UJN/nmf ,=0.6 + U.25y O.K. 代入上述舶向受力公式,整理軸: TOC o 1-5 h z =43,43(4rO-ILOd) /叫(6)VwNj 二(7)MwJ =77.91皿(8)為了設計計算方便,列出常用直徑鋼筋單根錨筋(當其它錨筋根數時,表1數值乘以根數n), 錨筋層數為二時的最大承受應力設計值見表1。表1常用直輕單根銅筋預埋件允許承受的甚大成力聚(N

5、X (kN)gQ-UW4.9MZ1013.W15.5327.就 IE12igm22.4381I.2I9Z14也耕30.54115r270ZIti30.45039.89014.94SZIB卸.姒15,242041.31,16422247.41075.417P.7Q8Z25Si. Ml97.3SS注:Z的單位為m;此表是按錨筋為,混凝土為C20,錨板厚度與錨筋直徑的比例關系t/d= 時計算的。 對其它等級的混凝土及錨筋,最大設計應力:;剪力Vmax乘此時,應符合,例如:錨筋為II 級鋼筋時,混凝土等級取C25及其以下;錨筋為I級鋼筋時,混凝土等級取C15及其以下。其它 情形,當av=(4.0-0.

6、08d).,這時Vmax對應表Vmax乘以;當錨板厚度和錨筋直徑取其 它直徑的比例關系時,乘0.75+0.315 t/d,當采取措施防止錨板彎曲變形時,、乘系數1.25。 以上情況系數可連乘。(3)預埋件在二維應力作用下,預埋件所能承受的應力。假定預埋件所承受的設計應力V、N(拉 力)、M中,任意一種應力為零,則在二維應力作用下,預埋件所能承受的應力方程為:由公式(1)、(2),公式兩邊同除As,再將分母分別置換成,Vmax,即單向應力時預埋 件所能承受的最大應力,則可推導出以下二維應力合力作用下的強度公式,取偏安全的線性相關 方程如下:拉剪狀態: TOC o 1-5 h z 拉 狀態:+(9

7、)拉彎狀態:M】(10)豹彎狀態:VY(U)并取:7時.曹彎線性相關;當7-0.7時, 則前彎不相關且MwM*預埋件在拉、彎、剪三維應力作用下,預埋件所能承受的應力強度公式,取偏安全的線性相關方程如下:以上4種受力狀態可繪于坐標圖見圖2。由圖2可知,在錐體表面及錐體內的點均滿足預埋件的受力要求。當有剪力、法向壓力和彎矩共同作用時,由下列規范公式計算,并取其中的較大值:,M0.4NZmF七輯矛US)當叱時.取M (UNE=O.同時N乓0.5(A.4沖 錨板面枳,將竭.V.代人上式*劇預埋件在壓.鴦 珅 維成力作用下.雅埋件所承受的應方鼎按同時滿足如下kA;M-MNZ 3.25正M 0.4NZ(17由錨板和對稱配置的彎折錨筋與直錨筋共同承受剪力的預埋件見圖3。由上式即可列出常用直徑鋼筋,單根彎折錨筋與同直徑單根直錨筋的預埋件承受力的最大值 見表2。以上公式中的Vmax、Nmax、Mmax均取對應表1中相應錨筋直徑時的應力設計值, 并乘以預埋件錨筋根數,對預埋件承受剪

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