MIDAS Civil技术资料-RC设计验算说明

北京迈达斯技术有限公司2007年5月MIDAS/Civil2006 RC设计验算说明一、程序给出的验算结果 (1)二、RC设计使用方法简介 (1)三、RC验算结果与规范条文对应关系 (4)1. 梁-施工阶段正截面法向应力验算：（规范7.2.4） (4)2. 梁-受拉钢筋的拉应力验算（规范7.2.4） (4)3. 梁-使用阶段裂缝宽度验算（规范6.4.3和规范6.4.4） (5)4. 梁-施工阶段中性轴处主拉应力验算（规范7.2.5） (6)5. 梁-纵向钢筋用量估算 (6)6. 梁-普通箍筋用量估算 (7)7. 梁-使用阶段正截面抗弯验算（规范5.2.1~5.2.5） (7)8. 梁-使用阶段斜截面抗剪验算（规范5.2.7） (8)9. 梁-使用阶段抗扭验算（规范5.5.1~5.5.5） (8)10. 柱-使用阶段裂缝宽度验算（规范6.4.1~6.4.5） (9)11. 柱-纵向钢筋用量估算 (10)12. 柱-使用阶段正截面轴心抗压承载力验算（规范5.3.1） (10)13. 柱-使用阶段正截面偏心抗压承载力验算（规范5.3.3~5.3.11） (11)14. 柱-使用阶段正截面轴心抗拉承载力验算（规范5.4.1） (12)15. 柱-使用阶段正截面偏心抗拉承载力验算（规范5.4.2） (12)四、RC设计验算时错误信息说明 (14)五、RC设计其他相关说明 (15)MIDAS/Civil2006 RC设计验算说明一、程序给出的验算结果程序根据构件类型不同，分别执行RC梁设计和RC柱设计，并给出如下15项验算结果。

1)梁-施工阶段正截面法向应力验算2)梁-受拉钢筋的拉应力验算3)梁-使用阶段裂缝宽度验算4)梁-施工阶段中性轴处主拉应力验算5)梁-纵向钢筋用量估算6)梁-普通箍筋用量估算7)梁-使用阶段正截面抗弯验算8)梁-使用阶段斜截面抗剪验算9)梁-使用阶段抗扭验算10)柱-使用阶段裂缝宽度验算11)柱-纵向钢筋用量估算12)柱-使用阶段正截面轴心抗压承载力验算13)柱-使用阶段正截面偏心抗压承载力验算14)柱-使用阶段正截面轴心抗拉承载力验算15)柱-使用阶段正截面偏心抗拉承载力验算其中验算结果项5）、6）、11）不是规范要求验算的内容。

二、RC设计使用方法简介1)建立施工阶段分析模型——梁截面选择“设计截面”并定义截面钢筋，柱截面选择“数据库/用户”截面；2)在结果〉荷载组合〉混凝土设计中定义验算用荷载组合——可以采用程序自动生成，也可以用户自定义；3)定义RC设计参数，对于柱构件还需定义计算长度——在“设计〉一般设计参数〉自由长度”和“设计〉一般设计参数〉计算长度系数”中定义；4)指定验算用截面位置和计算书中输出截面位置；5)RC设计——分别执行“RC梁设计”和“RC柱设计”；6)RC设计结果表格查看——分别查看“设计〉RC梁的设计结果”和“设计〉RC柱的设计结果”；7)RC设计计算书查看——选择“设计〉RC设计〉输出RC设计计算书”。

三、RC验算结果与规范条文对应关系1.梁-施工阶段正截面法向应力验算：（规范7.2.4）-施工阶段法向压应力验算，按照规范公式（7.2.4-1）计算，按照开裂截面计算施工阶段混凝土法向压应力；-设计结果表格中应力压为正；-阶段表示的是该最大值所属施工阶段名称；-在计算抗压容许应力时取用的施工阶段混凝土的抗压强度标准值按f’ck=0.8fck计。

按照规范要求施工阶段混凝土的抗压强度标准值应该取施工时实测的立方体抗压强度换算抗压强度标准值，如实测f’ck≠0.8fck用户可以把表格里面的验算结果拷贝到excel表格中，手动调整容许应力值。

2.梁-受拉钢筋的拉应力验算（规范7.2.4）-设计结果表格中应力拉为正，压为负；-结果表格中“钢筋”栏表示每层钢筋名称，钢筋命名的原则按照在“设计〉RC设计〉RC设计截面配筋”中输入的钢筋顺序号来命名“Rbar-顺序号”；- Sig-DL 表示施工阶段最大钢筋拉应力，Sig-LL 表示使用阶段最大钢筋拉应力，Sig-ADL 表示施工阶段钢筋容许拉应力，Sig-ALL 表示使用阶段钢筋容许拉应力；- Sig-DL 根据施工阶段荷载工况“CS ：合计”按照开裂截面计算混凝土最大法向拉应力，并根据线性内插得到钢筋的拉应力；- Sig-LL 根据弹性阶段验算组合按照开裂截面计算混凝土最大法向拉应力，并根据线性应变关系得到钢筋的拉应力。

3. 梁-使用阶段裂缝宽度验算（规范6.4.3和规范6.4.4）- 当应用公式（6.4.3-1）进行裂缝宽度计算时，通常不需要用户定义裂缝宽度系数，只有在计算光面钢筋和板式受弯构件时需要指定裂缝宽度系数C1和C3；- 公式（6.4.3-1）中的2C 表示作用长期效应影响系数，程序按sl M M C 5.012+=计算，2C 的取值根据计算裂缝宽度位置的不同所取的荷载组合也不同，也就是说对于梁底面和梁顶面2C 的取值是不同的；- 另对于公式（6.4.3-1）中的钢筋直径d ，当纵向受拉钢筋采用不同直径的钢筋时，d值应为所有纵向受拉钢筋的换算直径。

具体换算方法参照规范6.4.3对d 值的说明。

4. 梁-施工阶段中性轴处主拉应力验算（规范7.2.5）- 按照规范公式（7.2.5）计算，公式（7.2.5）中的tk V 代表施工阶段荷载标准值产生的剪力值，程序内部取“CS ：合计”引起的剪力作为t k V ；- 表格中Sig-M 表示中性轴中心位置（换算截面形心位置）处主拉应力，Sig-ML 表示中性轴位置处截面左边缘主拉应力，Sig-MR 表示中性轴位置处截面右边缘主拉应力，Sig-MAX 表示上述三个主拉应力计算点的最大主拉应力，Sig-ALW 表示容许主拉应力；- 其中容许主拉应力fck’表示施工阶段混凝土轴心抗拉强度标准值，程序默认按照tk tk f f 8.0'=来表示，如果有实测施工阶段混凝土轴心抗拉强度标准值，可以将“施工阶段中性轴处主拉应力验算”表格导出到Excel 表格中，用实测混凝土轴心抗拉强度标准值替换程序默认的ftk’再进行比较。

5. 梁-纵向钢筋用量估算- 不考虑已配纵向钢筋，根据分析得到的最大弯矩进行纵向钢筋估算，估算方法参考《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》（张树仁等著，人民交通出版社）关于矩形截面和T 型截面受弯构件配筋的实用设计方法；- 钢筋估算不是规范规定的验算内容，因为估算方法为经验法，因此不作为评价结构验算的标准。

6. 梁-普通箍筋用量估算- 根据规范5.2.11说明，假定由混凝土和箍筋共同承担60%的剪力设计值，考虑已配纵向普通钢筋，按照规范公式（5.2.7-2）计算得到sv ρ，根据计算得到的sv ρ考虑腹板宽度b 和箍筋间距Sv 得到截面所需箍筋面积Asv,req ； ()sv sv k cu d cs f f P bh V V ρααα,033216.021045.06.0+×==−v req sv req sv s b A ⋅⋅=,,ρ - 考虑最小配箍率的要求（规范9.3.13），按照公式vsv sv S b A ⋅=ρ计算得到最小配箍面积，然后比较箍筋面积估算值和最小箍筋面积计算值，取较大者输出；-最小配箍率参考规范9.1.15的规定； - 箍筋估算只是一种参考，不做结构验算的标准。

7. 梁-使用阶段正截面抗弯验算（规范5.2.1~5.2.5）-设计结果表格中最大、最小指的是不同荷载组合产生的截面弯矩的最大、最小值。

- 当设计弯矩为负时，得到的Mn 为负弯矩承载能力，当设计弯矩为正时，得到的Mn为正弯矩承载能力；8. 梁-使用阶段斜截面抗剪验算（规范5.2.7）- 对矩形、T 形和I 形截面的受弯构件，应按公式（5.2.9）对其抗剪截面进行验算。

如果满足要求，则表示截面合格，在RC 设计结果斜截面抗剪验算表格截面验算一栏中将显示OK ，表示截面设计合理；否则显示NG ，此时需要对截面进行修改，直到满足公式（5.2.9）的要求。

- 对矩形、T 形和I 形截面的受弯构件，当符合规范中公式（5.2.10）时，可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅需按构造要求配置钢筋。

并在RC 设计结果斜截面抗剪验算表格验算一栏中显示“跳过”，否则显示“验算”，即表示必须按规范进行计算来配置抗剪钢筋。

- 设计结果表格中最大、最小指的是不同荷载组合产生的截面剪力的最大、最小值。

不同荷载组合下剪力的方向可能会发生变化，且弯矩变号会引起梁计算高度h 0发生变化(因为梁顶和梁底的钢筋中心距截面外端距离可能不一样)，所以有必要验算剪力最大和最小两种情况。

9. 梁-使用阶段抗扭验算（规范5.5.1~5.5.5）- 对于纯扭构件其抗扭承载力按规范中公式（5.5.1-1）和公式（5.5.1-2）计算。

需要注意的是对于公式（5.5.1-2）ς的计算结果对于钢筋混凝土构件当6.0<ς时，应取6.0=ς，当7.1>ς，取7.1=ς；- 对于剪扭构件其抗剪扭承载力按公式（5.5.4-1）、公式（5.5.4-2）和公式（5.5.4-3）计算，当截面为箱形截面时，t W 应以t a W β代替；-验算剪扭构件抗剪扭承载力时首先要验算截面，其截面应符合公式（5.5.3-1）的要求。

对于截面验算合格的构件在RC设计抗扭验算结果表格中截面一栏将显示OK，表示截面合格，否则显示NG，应加大截面直到截面验算合格；-其次要验算剪扭构件是否满足公式（5.5.3-2）的条件，如果满足则在RC设计抗扭验算结果表格中显示“跳过”，否则显示“验算”。

“跳过”意思就是对此剪扭构件可不进行构件的抗扭承载力计算，仅需按规范规定配置构造钢筋，“验算”意思就是对此剪扭构件按规范进行计算，配置抗剪扭钢筋；-设计结果表格中最大最小项指的是扭矩最大、剪力最大、剪力最小时截面的抗扭验算结果；10.柱-使用阶段裂缝宽度验算（规范6.4.1~6.4.5）-受力类型不同的钢筋混凝土柱构件其裂缝宽度计算方法也不同，因此在进行设计验算前需在设计参数中指定计算裂缝宽度的钢筋混凝土柱的受力类型，如下图所示。

11. 柱-纵向钢筋用量估算- 参考《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》（人民交通出版社出版，张树仁等编著）关于各种柱构件实用截面设计方法；- 按照结构设计原理计算得到的钢筋面积，同时要考虑最小配筋面积的要求，最终的估算结果为计算钢筋面积和最小配筋面积的较大值；12. 柱-使用阶段正截面轴心抗压承载力验算（规范5.3.1）-根据规范公式（5.3.1）计算轴心抗压承载力()''90.0s sd cd n A f A f N +=ϕ； -柱构件计算长度需要在“设计〉一般设计参数〉自由长度/计算长度系数”中定义； - A 为构件全截面面积，当纵向钢筋配筋率大于3%时，A 应改用净截面面积's n A A A −=13. 柱-使用阶段正截面偏心抗压承载力验算（规范5.3.3~5.3.11）- 目前程序仅对偏心荷载引起的强轴方向的弯矩进行偏心受压验算，程序默认强轴为单元坐标系y 轴，因此在建立柱模型时，用户可通过修改单元坐标的β角建立与实际柱构件一致的有限元模型；-首先按照轴心受压构件进行验算，验算参考规范公式5.3.1； -按照规范公式5.3.10计算偏心距增大系数η， - 当偏心矩较大时（3.0/00>h e η）时，可以先按大偏心受压构件计算，按照结构设计原理P160公式5-3-4计算x 值：'''02s s sd s s s s cd e A f e A x h e bx f −=⎟⎠⎞⎜⎝⎛+−σ 其中受拉钢筋应力s σ按fsd 计算。