2.10.2钢筋混凝土受弯构件疲劳验算教程

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：截面中和轴处的剪应力不符合式的区段，其剪力应由箍筋和混凝土共同承受。

1.疲劳验算部位

钢筋混凝土受弯构件疲劳验算时，应计算下列部位的混凝土应力和钢筋应力幅：

（1）正截面受压区边缘纤维的混凝土应力和纵向受拉钢筋的应力幅。纵向受压普通钢筋可不进行疲劳验算。

（2）截面中和轴处混凝土的剪应力和箍筋的应力幅。

2.钢筋混凝土受弯构件正截面的疲劳应力验算

钢筋混凝土受弯构件正截面的疲劳应力应符合下列要求：

（1）受压区边缘纤维的混凝土压应力

（2）纵向受拉钢筋的应力幅

式中M^f_max、M^f_min——疲劳验算时同一截面上在同一纤维处相应荷载组合下产生的最大弯矩值、最小弯矩值；

σ^f_cc，max——疲劳验算时截面受压区边缘纤维的混凝土压应力；

σ^f_si，min、σ^f_si，max——由弯矩M^f_min、M^f_max引起相应截面受拉区第i层纵向钢筋的应力；

α^f_E——钢筋的弹性模量与混凝土疲劳变形模量的比值，α^f_E=E_s/E^f_c；

I^f₀——疲劳验算时相应于弯矩M^f_max与M^f_min为相同方向时的换算截面惯性矩；

x₀——疲劳验算时相应于弯矩M^f_max与M^f_min为相同方向时的换算截面受压区高度；

h_0i——相应于弯矩M^f_max与M^f_min为相同方向时的截面受压区边缘至受拉区第i层纵向钢筋截面重心的距离；

f^f_c——混凝土轴心抗压疲劳强度设计值；

Δf^f_y——钢筋的疲劳应力幅限值。

当弯矩M^f_min与弯矩M^f_max的方向相反时，式（2.10-3）中h_0i、x₀和I₀^f应以截面相反位置的h′₀_i、x′₀和代替。

3.钢筋混凝土受弯构件斜截面的疲劳验算

钢筋混凝土受弯构件斜截面的疲劳验算及剪力的分配应符合下列规定：

（1）仅按构造配筋的条件截面中和轴处的剪应力，当符合下列条件时：

该区段的剪力全部由混凝土承受，此时，箍筋可按构造要求配置。

式中 τ^f——截面中和轴处的剪应力；

f^f_t——混凝土轴心抗拉疲劳强度设计值；

V^f_max——疲劳验算时在相应荷载组合下构件验算截面的最大剪力值；

b——矩形截面宽度，T形、I形截面的腹板宽度；

z₀——受压区合力点至受拉钢筋合力点的距离。

（2）按计算配置箍筋

1）验算箍筋的应力幅Δσ^f_sv。截面中和轴处的剪应力不符合式（2.10-5）的区段，其剪力应由箍筋和混凝土共同承受。此时，箍筋的应力幅Δσ^f_sv应符合下列规定：

Δσ^f_sv≤Δf^f_yv （2.10-6）

式中 Δσ^f_sv——箍筋的应力幅，按式（2.10-7）计算；

Δf^f_yv——箍筋的疲劳应力幅限值，按表2.2-15（《混凝土结构设计规范》表4.2.6-1）中的Δf^f_y采用。

2）箍筋的应力幅计算。钢筋混凝土受弯构件斜截面上箍筋的应力幅应按下列公式计算：

式中 ΔV^f_max——疲劳验算时构件验算截面的最大剪力幅值；

V^f_min——疲劳验算时在相应荷载组合下构件验算截面的最小剪力值；

η——最大剪力幅相对值；

s——箍筋的间距；

A_sv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。