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6承載能力極限狀態(tài)計(jì)算承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第1頁6.1普通要求6.1.1
本章適合用于鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算;素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)符合本規(guī)范附錄D要求。深受彎構(gòu)件、牛腿、疊合式構(gòu)件承載力計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)范第9章相關(guān)要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第2頁條文說明:鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件普通均可按本章要求進(jìn)行正截面、斜截面及復(fù)合受力狀態(tài)下承載力計(jì)算(驗(yàn)算)。素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在房屋建筑中應(yīng)用不多,低配筋混凝土構(gòu)件研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚不充分。所以,此次修訂對(duì)素混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)要求未作調(diào)整,其內(nèi)容見本規(guī)范附錄D。
02版規(guī)范已經(jīng)有深受彎構(gòu)件、牛腿、疊合構(gòu)件等承載力計(jì)算,依然獨(dú)立于本章之外給出,深受彎構(gòu)件見附錄G,牛腿見第9.3節(jié),疊合構(gòu)件見第9.5節(jié)及附錄H。相關(guān)構(gòu)件抗震承載力計(jì)算(驗(yàn)算),見本規(guī)范第11章相關(guān)要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第3頁6.1.2 對(duì)于二維或三維非桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)按彈性分析方法得到構(gòu)件應(yīng)力設(shè)計(jì)值分布后,可按主拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值協(xié)力在配筋方向投影確定所需配筋量和鋼筋布置,并應(yīng)符合對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)要求;受壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,受壓鋼筋可按結(jié)構(gòu)要求配置。當(dāng)混凝土處于多軸受壓狀態(tài)時(shí),其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可依據(jù)實(shí)際受力情況按本規(guī)范附錄C相關(guān)要求采取。條文說明:對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中非桿系混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如復(fù)雜布置剪力墻、大致積轉(zhuǎn)換構(gòu)件、大致積基礎(chǔ)底板等),有時(shí)無法或不方便按本章相關(guān)要求直接由內(nèi)力進(jìn)行承載力計(jì)算和設(shè)計(jì),此時(shí)可直接采取結(jié)構(gòu)分析得到主應(yīng)力進(jìn)行配筋設(shè)計(jì),包含配筋量和鋼筋布置。
對(duì)于大尺度混凝土構(gòu)件,當(dāng)處于多軸受壓狀態(tài)時(shí),可考慮混凝土受壓強(qiáng)度有效提升。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第4頁6.2
正截面承載力計(jì)算(I)正截面承載力計(jì)算普通要求6.2.1 正截面承載力應(yīng)按以下基本假定進(jìn)行計(jì)算:1截面應(yīng)變保持平面;2不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度;3混凝土受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系按以下要求取用:當(dāng)時(shí)
(6.2.1-1)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第5頁當(dāng)時(shí)
(6.2.1-2)
(6.2.1-3)
(6.2.1-4)
(6.2.1-5)式中:——混凝土壓應(yīng)變?yōu)闀r(shí)混凝土壓應(yīng)力;——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.1.4-1采取;——混凝土壓應(yīng)力到達(dá)時(shí)混凝土壓應(yīng)變,當(dāng)計(jì)算值小于0.002時(shí),取為0.002;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第6頁
——正截面混凝土極限壓應(yīng)變,當(dāng)處于非均勻受壓且按公式(6.2.1-5)計(jì)算值大于0.0033時(shí),取為0.0033;當(dāng)處于軸心受壓時(shí)取為;
——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,按本規(guī)范第4.1.1條確定;
——系數(shù),當(dāng)計(jì)算n值大于2.0時(shí),取為2.0。4縱向受拉鋼筋極限拉應(yīng)變?nèi)?.01;5縱向鋼筋應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量乘積,但其值應(yīng)符合以下要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第7頁(6.2.1-6)(6.2.1-7)式中:、——第i層縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,正值代表拉應(yīng)力,負(fù)值代表壓應(yīng)力; ——第i層縱向預(yù)應(yīng)力筋截面重心處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)計(jì)算。、——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.2.3-1采取、表4.2.3-2采??;、——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.2.3-1采取、表4.2.3-2采??;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第8頁條文說明:本條對(duì)正截面承載力計(jì)算方法作了基本假定。 1平截面假定試驗(yàn)表明,在縱向受拉鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度之前及到達(dá)屈服強(qiáng)度瞬間,截面平均應(yīng)變基本符合平截面假定。所以,按照平截面假定建立判別縱向受拉鋼筋是否屈服界限條件和確定屈服之前鋼筋應(yīng)力是合理。平截面假定作為計(jì)算伎倆,即使鋼筋已達(dá)屈服,甚至進(jìn)入強(qiáng)化段時(shí),也還是可行,計(jì)算值與試驗(yàn)值符合很好。 引用平截面假定能夠?qū)⒏鞣N類型截面(包含周圍配筋截面)在單向或雙向受力情況下正截面承載力計(jì)算貫通起來,提升了計(jì)算方法邏輯性和條理性,使計(jì)算公式含有明確物理概念。引用平截面假定也為利用電算進(jìn)行混凝土構(gòu)件正截面全過程分析(包含非線性分析)提供了必不可少截面變形條件。
國(guó)際上主要規(guī)范,均采取了平截面假定。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第9頁 2混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線
伴隨混凝土強(qiáng)度提升,混凝土受壓時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線將逐步改變,其上升段將逐步趨向線性改變,且對(duì)應(yīng)于峰值應(yīng)力應(yīng)變稍有提升;下降段趨于變陡,極限應(yīng)變有所降低。為了綜合反應(yīng)低、中強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)混凝土特征,與02版規(guī)范相同,本規(guī)范對(duì)正截面設(shè)計(jì)用混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采取以下簡(jiǎn)化表示形式: 上升段()
下降段()
依據(jù)國(guó)內(nèi)中、低強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度混凝土偏心受壓短柱試驗(yàn)結(jié)果,在條文中給出了相關(guān)參數(shù)取值,與試驗(yàn)結(jié)果較為靠近。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第10頁3縱向受拉鋼筋極限拉應(yīng)變
縱向受拉鋼筋極限拉應(yīng)變本規(guī)范要求為0.01,作為構(gòu)件到達(dá)承載能力極限狀態(tài)標(biāo)志之一。對(duì)有物理屈服點(diǎn)鋼筋,該值相當(dāng)于鋼筋應(yīng)變進(jìn)入了屈服臺(tái)階;對(duì)無屈服點(diǎn)鋼筋,設(shè)計(jì)所用強(qiáng)度是以條件屈服點(diǎn)為依據(jù)。極限拉應(yīng)變要求是限制鋼筋強(qiáng)化強(qiáng)度,同時(shí),也表示設(shè)計(jì)采取鋼筋極限拉應(yīng)變不得小于0.01,以確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件含有必要延性。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其極限拉應(yīng)變應(yīng)從混凝土消壓時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力處開始算起。
對(duì)非均勻受壓構(gòu)件,混凝土極限壓應(yīng)變到達(dá)0.0033或者受拉鋼筋極限拉應(yīng)變到達(dá)0.01,即這兩個(gè)極限應(yīng)變中只要具備其中一個(gè),就標(biāo)志著構(gòu)件到達(dá)了承載能力極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第11頁6.2.2 在確定中和軸位置時(shí),對(duì)雙向受彎構(gòu)件,其內(nèi)、外彎矩作用平面應(yīng)相互重合;對(duì)雙向偏心受力構(gòu)件,其軸向力作用點(diǎn)、混凝土和受壓鋼筋協(xié)力點(diǎn)以及受拉鋼筋協(xié)力點(diǎn)應(yīng)在同一條直線上。當(dāng)不符合上述條件時(shí),尚應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)影響。條文說明:本條要求主要針對(duì)本章以及附錄E要求任意截面承載力簡(jiǎn)化計(jì)算方法,即要求構(gòu)件截面在計(jì)算方向上含有幾何對(duì)稱性。不然,應(yīng)考慮截面扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)承載力計(jì)算影響。
本條不適合用于按應(yīng)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)情況。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第12頁6.2.3彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)同一主軸方向桿端彎矩比小于0.9且設(shè)計(jì)軸壓比小于0.9時(shí),若構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比滿足公式(6.2.3)要求,可不考慮軸向壓力在該方向撓曲桿件中產(chǎn)生附加彎矩影響;不然應(yīng)依據(jù)本規(guī)范第6.2.4條要求,按截面兩個(gè)主軸方向分別考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生附加彎矩影響。(6.2.3)式中:、——分別為偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)分析確定對(duì)同一主軸組合彎矩設(shè)計(jì)值,絕對(duì)值較大端為,絕對(duì)值較小端為,當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí),取正值,不然取負(fù)值;
——構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度,可近似取偏心受壓構(gòu)件對(duì)應(yīng)主軸方向上下支撐點(diǎn)之間距離;
i——偏心方向截面回轉(zhuǎn)半徑。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第13頁條文說明:
各類混凝土結(jié)構(gòu)中偏心受壓構(gòu)件在確定偏心受壓構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值(M、N、V、T等)時(shí),均應(yīng)恪守本規(guī)范地5.3.4條要求,考慮二階效應(yīng)影響。
對(duì)于有側(cè)移和無側(cè)移結(jié)構(gòu)偏心受壓桿件,若桿件長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí),在軸力作用下,因?yàn)闂U件本身撓曲變形影響,通常會(huì)增大桿件中間區(qū)段截面彎矩,即產(chǎn)生P-δ效應(yīng)。只要桿件發(fā)生單曲率彎曲且兩端彎矩值比較靠近時(shí),就可能出現(xiàn)桿件中間區(qū)段截面考慮P-δ效應(yīng)后彎矩值超出桿端彎矩情況,從而使桿件中間區(qū)段截面成為設(shè)計(jì)控制截面;或者即使桿件發(fā)生雙曲率彎曲,但彎矩值超出桿端彎矩情況。依據(jù)國(guó)外相關(guān)文件資料、規(guī)范以及近期國(guó)內(nèi)對(duì)不一樣桿端彎矩比、不一樣軸壓比和不一樣長(zhǎng)細(xì)比桿件進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)算表明,當(dāng)柱端彎矩比小于0.9且軸壓比小于0.9時(shí),若桿件長(zhǎng)細(xì)比滿足式(6.2.3),則考慮桿件本身撓曲后中間區(qū)段截面彎矩值通常不會(huì)超出桿端彎矩,即能夠不考慮該方向桿件本身撓曲產(chǎn)生附加彎矩應(yīng)影響。
本條構(gòu)件端彎矩設(shè)計(jì)值通常指不利組合彎矩設(shè)計(jì)值;對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)混凝土構(gòu)件,此值已經(jīng)考慮了本規(guī)范第十一章要求“強(qiáng)柱弱梁”及其它相關(guān)調(diào)整。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第14頁6.2.4排架結(jié)構(gòu)柱二階效應(yīng)應(yīng)按本規(guī)范第5.3.4條要求計(jì)算;其它偏心受壓構(gòu)件,考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生二階效應(yīng)后控制截面彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按以下公式計(jì)算:
(6.2.4-1)
(6.2.4-2)
(6.2.4-3)
(6.2.4-4)
當(dāng)小于1.0時(shí)取1.0;對(duì)剪力墻類構(gòu)件及關(guān)鍵筒類構(gòu)件,可取等于1.0。
承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第15頁式中:Cm——構(gòu)件端截面偏心距調(diào)整系數(shù),當(dāng)小于0.7時(shí)取0.7;
ηns——彎矩增大系數(shù);
N——與彎矩設(shè)計(jì)值M2對(duì)應(yīng)軸向壓力設(shè)計(jì)值;
ζc——截面曲率修正系數(shù),當(dāng)計(jì)算值大于1.0時(shí)取1.0;條文說明:
本條提出考慮P-δ效應(yīng)方法與美國(guó)ACI318-08規(guī)范基本相同。美國(guó)規(guī)范在計(jì)算ηns時(shí)采取是“軸力表示式”,為沿用我國(guó)工程設(shè)計(jì)習(xí)慣,此次修訂將ηns轉(zhuǎn)換為理論上完全等效“曲率表示式”,即式(6.2.4-3)。其中Cm系數(shù)計(jì)算公式(6.2.4-2)是在經(jīng)典彈性解析解基礎(chǔ)上,考慮了鋼筋混凝土柱非彈性性質(zhì)影響,并依據(jù)國(guó)內(nèi)外系列試驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)擬合調(diào)整后得出。
此次規(guī)范修訂增加了500MPa鋼筋,考慮到混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋強(qiáng)度將由原來主要以335MPa、400MPa為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐?00MPa、500MPa鋼筋為主。當(dāng)采取500MPa鋼筋時(shí),截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第16頁極限曲率有所增大。為便于計(jì)算,同時(shí)偏安全考慮,將彎矩增大系數(shù)ηns計(jì)算公式(6.2.4-3)中1400改為1300。考慮到P-δ效應(yīng)起控制作用時(shí),絕大多數(shù)為豎向荷載作用為主情況,所以在確定(6.2.4-3)式中混凝土極限壓應(yīng)變?chǔ)與u時(shí),考慮了長(zhǎng)久荷載影響系數(shù)1.25。
另外,在彎矩增大系數(shù)ηns計(jì)算公式(6.2.4-3)中,取消了構(gòu)件不一樣長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率修正系數(shù)ζ2。
Ζ2原本是考慮當(dāng)桿件長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí),在最大彎矩截面曲率未抵達(dá)極限曲率時(shí)桿件可能發(fā)生失穩(wěn)破壞而對(duì)截面極限曲率采取折減處理方法。但從結(jié)果看,當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí),桿件撓曲變形將更大,本應(yīng)考慮可能出現(xiàn)更大附加彎矩,或者說考慮更大彎矩增大系數(shù)ηns來抵抗可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。而原計(jì)算公式中桿件長(zhǎng)細(xì)比越大,修正系數(shù)ζ2卻降低了ηns,所以此次修訂取消了公式中ζ2。
考慮二階效應(yīng)排架結(jié)構(gòu)計(jì)算方法基本維持02版規(guī)范不變。詳細(xì)計(jì)算方法可參見附錄B.0.4。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第17頁6.2.5偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)計(jì)入軸向壓力在偏心方向存在附加偏心距ea,其值應(yīng)取20mm和偏心方向截面最大尺寸1/30二者中較大值。條文說明:因?yàn)楣こ讨袑?shí)際存在著荷載作用位置不定性、混凝土質(zhì)量不均勻性及施工偏差等原因,都可能產(chǎn)生附加偏心距。很多國(guó)家規(guī)范中都相關(guān)于附加偏心距詳細(xì)要求,所以參考國(guó)外規(guī)范經(jīng)驗(yàn),要求了附加偏心距絕對(duì)值與相對(duì)值要求,并取其較大值用于計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第18頁6.2.6受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí),受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形可簡(jiǎn)化為等效矩形應(yīng)力圖。矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度x可取截面應(yīng)變保持平面假定所確定中和軸高度乘以系數(shù)β1。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超出C50時(shí),取β1為0.80,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取β1為0.74,其間按線性內(nèi)插法確定。 矩形應(yīng)力圖應(yīng)力值可由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘以系數(shù)α1確定。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超出C50時(shí),取α1為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取α1為0.94,其間按線性內(nèi)插法確定。條文說明:
在承載力計(jì)算中,可采取適當(dāng)壓應(yīng)力圖形,只要在承載力計(jì)算上能與可靠試驗(yàn)結(jié)果基本符合。為簡(jiǎn)化計(jì)算,本規(guī)范采取了等效矩形壓應(yīng)力圖形,此時(shí),矩形應(yīng)力圖應(yīng)力取fc承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第19頁乘以系數(shù),矩形應(yīng)力圖高度可取等于按平截面假定所確定中和軸高度xn乘以系數(shù)。對(duì)中低強(qiáng)混凝土,當(dāng)n=2,,;為簡(jiǎn)化計(jì)算,取。對(duì)高強(qiáng)混凝土,用隨混凝土強(qiáng)度提升而逐步降低系數(shù)、值來反應(yīng)高強(qiáng)混凝土特點(diǎn),這種處理方法能適應(yīng)混凝土強(qiáng)度深入提升要求,也是多數(shù)國(guó)家規(guī)范采取處理方法。上述簡(jiǎn)化計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比大致靠近。應(yīng)該指出,將上述簡(jiǎn)化計(jì)算要求用于三角形截面、圓形截面受壓區(qū),會(huì)帶來一定誤差。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第20頁6.2.7縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)按以下公式計(jì)算:
1
鋼筋混凝土構(gòu)件 有屈服點(diǎn)普通鋼筋
(6.2.7-1)
無屈服點(diǎn)普通鋼筋
(6.2.7-2)
2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件
(6.2.7-3)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第21頁式中:——相對(duì)界限受壓區(qū)高度,取xb/h0;
xb
——界限受壓區(qū)高度;
h0——截面有效高度:縱向受拉鋼筋協(xié)力點(diǎn)至截面受壓邊緣距離;
Es
——鋼筋彈性模量,按本規(guī)范表4.2.4采取;
——受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋協(xié)力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)計(jì)算;
——非均勻受壓時(shí)混凝土極限壓應(yīng)變,按本規(guī)范公式(6.2.1-5)計(jì)算;
——系數(shù),按本規(guī)范第6.2.6條要求計(jì)算。
fy——普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.2.3-1采?。?/p>
fpy——預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.2.3-2。注:當(dāng)截面受拉區(qū)內(nèi)配置有不一樣種類或不一樣預(yù)應(yīng)力值鋼筋時(shí),受彎構(gòu)件相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)分別計(jì)算,并取其較小值。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第22頁條文說明:構(gòu)件到達(dá)界限破壞是指正截面上受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)破壞狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于這一破壞狀態(tài),受壓邊混凝土應(yīng)變到達(dá);對(duì)配置有屈服點(diǎn)鋼筋鋼筋混凝土構(gòu)件,縱向受拉鋼筋應(yīng)變?nèi) =缦奘軌簠^(qū)高度與界限中和軸高度比值為,依據(jù)平截面假定,可得截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度公式(6.2.7-1)。 對(duì)配置無屈服點(diǎn)鋼筋鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,依據(jù)條件屈服點(diǎn)定義,應(yīng)考慮0.2%殘余應(yīng)變,普通鋼筋應(yīng)變?nèi)?、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變?nèi)?。依?jù)平截面假定,可得公式(6.2.7-2)和公式(6.2.7-3)。無屈服點(diǎn)普通鋼筋通常是指細(xì)規(guī)格帶肋鋼筋,無屈服點(diǎn)特征主要取決于鋼筋軋制和調(diào)直等工藝。在鋼筋標(biāo)準(zhǔn)中,有屈服點(diǎn)鋼筋屈服強(qiáng)度以表示,無屈服點(diǎn)鋼筋屈服強(qiáng)度以表示。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第23頁6.2.8縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)按以下要求確定:
1縱向鋼筋應(yīng)力宜按以下公式計(jì)算: 普通鋼筋
(6.2.8-1)
預(yù)應(yīng)力筋
(6.2.8-2)
2縱向鋼筋應(yīng)力也可按以下近似公式計(jì)算: 普通鋼筋
(6.2.8-3)
預(yù)應(yīng)力筋
(6.2.8-4)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第24頁
3按公式(6.2.8-1)至公式(6.2.8-4)計(jì)算縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)符合本規(guī)范第6.2.1條第5款相關(guān)要求。式中:h0i
——第i層縱向鋼筋截面重心至截面受壓邊緣距離;
x
——等效矩形應(yīng)力圖形混凝土受壓區(qū)高度; 、——第i層縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,正值代表拉應(yīng)力,負(fù)值代表壓應(yīng)力;
——第i層縱向預(yù)應(yīng)力筋截面重心處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第25頁條文說明:鋼筋應(yīng)力計(jì)算公式,是以混凝土到達(dá)極限壓應(yīng)變作為構(gòu)件到達(dá)承載能力極限狀態(tài)標(biāo)志而給出。 按平截面假定可寫出截面任意位置處普通鋼筋應(yīng)力計(jì)算公式(6.2.8-1)和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力計(jì)算公式(6.2.8-2)。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算,依據(jù)我國(guó)大量試驗(yàn)資料及計(jì)算分析表明,小偏心受壓情況下實(shí)測(cè)受拉邊或受壓較小邊鋼筋應(yīng)力與靠近直線關(guān)系??紤]到及作為界限條件,取與之間為線性關(guān)系,就可得到公式(6.2.8-3)、(6.2.8-4)。 按上述線性關(guān)系式,在求解正截面承載力時(shí),普通情況下為二次方程。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第26頁6.2.9矩形、I形、T形截面構(gòu)件正截面承載力可按本節(jié)要求計(jì)算;任意截面、圓形及環(huán)形截面構(gòu)件正截面承載力可按本規(guī)范附錄E要求計(jì)算。條文說明:在02版規(guī)范中,將圓形、圓環(huán)形截面混凝土構(gòu)件正截面承載力列在正文,此次修訂將圓形截面、圓環(huán)形截面與任意截面構(gòu)件正截面承載力計(jì)算一同列入附錄。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第27頁
(Ⅱ)正截面受彎承載力計(jì)算6.2.10矩形截面或翼緣位于受拉邊倒T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)符合以下要求(圖6.2.10):
(6.2.10-1)
混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按以下公式確定:
(6.2.10-2)
混凝土受壓區(qū)高度尚應(yīng)符合以下條件:
(6.2.10-3)(6.2.10-4)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第28頁式中:——彎矩設(shè)計(jì)值;
——系數(shù),按本規(guī)范第6.2.6條要求計(jì)算;、——受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋截面面積;、——受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋截面面積;
——受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋協(xié)力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力;
b
——矩形截面寬度或倒T形截面腹板寬度;
——截面有效高度; 、——受壓區(qū)縱向普通鋼筋協(xié)力點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力筋協(xié)力點(diǎn)至截面受壓邊緣距離;
——受壓區(qū)全部縱向鋼筋協(xié)力點(diǎn)至截面受壓邊緣距離,當(dāng)受壓區(qū)未配置縱向預(yù)應(yīng)力筋或受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí),公式(6.2.10-4)中用代替。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第29頁圖6.2.10
矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第30頁6.2.11翼緣位于受壓區(qū)T形、I形截面受彎構(gòu)件(圖6.2.11),其正截面受彎承載力計(jì)算應(yīng)分別符合以下要求:
1當(dāng)滿足以下條件時(shí)
(6.2.11-1)
應(yīng)按寬度為矩形截面計(jì)算;
2當(dāng)不滿足公式(6.2.11-1)條件時(shí),應(yīng)按以下公式計(jì)算:
(6.2.11-2)
混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按以下公式確定:
(6.2.11-3)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第31頁式中:——T形、I形截面受壓區(qū)翼緣高度;
——T形、I形截面受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度,按本規(guī)范第6.2.12條要求確定。按上述公式計(jì)算T形、I形截面受彎構(gòu)件時(shí),混凝土受壓區(qū)高度仍應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10-3)和公式(6.2.10-4)要求。
(a)x≤(b)x>圖6.2.11I形截面受彎構(gòu)件受壓區(qū)高度位置承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第32頁6.2.12T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)翼緣計(jì)算寬度可按本規(guī)范表5.2.4所列情況中最小值取用。6.2.13受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算,應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10-3)要求。當(dāng)由結(jié)構(gòu)要求或按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算要求配置縱向受拉鋼筋截面面積大于受彎承載力要求配筋面積時(shí),按本規(guī)范公式(6.2.10-2)或公式(6.2.11-3)計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x,可僅計(jì)入受彎承載力條件所需縱向受拉鋼筋截面面積。6.2.14當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向普通受壓鋼筋時(shí),應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10-4)條件;當(dāng)不滿足此條件時(shí),正截面受彎承載力應(yīng)符合以下要求:
(6.2.14)式中:、——受拉區(qū)縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋至受拉邊緣距離。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第33頁條文說明:6.2.10~6.2.14保留02版規(guī)范實(shí)用計(jì)算方法。構(gòu)件中如無縱向受壓鋼筋或不考慮縱向受壓鋼筋時(shí),不需要符合公式(6.2.10-4)要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第34頁(Ⅲ)正截面受壓承載力計(jì)算6.2.15
鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配置箍筋符合本規(guī)范第9.3節(jié)要求時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)符合以下要求(圖6.2.15):
(6.2.15)式中:——軸向壓力設(shè)計(jì)值;
——鋼筋混凝土構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),按表6.2.15采??;
——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表
4.1.4-1采??;
——構(gòu)件截面面積;
——全部縱向鋼筋截面面積。 當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于3%時(shí),公式(6.2.15)中應(yīng)改用代替。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第35頁表6.2.15鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)注:1
l0為構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度,對(duì)鋼筋混凝土柱可按本規(guī)范第6.2.20條要求取用;
2
b為矩形截面短邊尺寸,d為圓形截面直徑,i為截面最小回轉(zhuǎn)半徑。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第36頁圖6.2.15
配置箍筋鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第37頁條文說明:保留了02版規(guī)范要求。為保持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算含有相近可靠度,在正文公式(6.2.15)右端乘以系數(shù)0.9。
02版規(guī)范第7.3.11條要求受壓構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度主要適合用于有側(cè)移受偏心壓力作用構(gòu)件,不完全適合用于上下端有支點(diǎn)軸心受壓構(gòu)件。對(duì)于上下端有支點(diǎn)軸心受壓構(gòu)件,其計(jì)算長(zhǎng)度可偏安全地取構(gòu)件上下端支點(diǎn)之間距離1.1倍。當(dāng)需用公式計(jì)算值時(shí),對(duì)矩形截面也可近似用
代替查表取值。當(dāng)不超出40時(shí),公式計(jì)算值與表列數(shù)值誤差不致超出3.5%。用上式計(jì)算時(shí),對(duì)任意截面可取,對(duì)圓形截面可取。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第38頁6.2.16鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配置螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋符合本規(guī)范第9.3.2條要求時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)符合以下要求(圖6.2.16):
(6.2.16-1)(6.2.16-2)式中:——間接鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第4.2.3條要求采取;
——構(gòu)件關(guān)鍵截面面積:間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)混凝土面積;
——螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋換算截面面積;
——構(gòu)件關(guān)鍵截面直徑:間接鋼筋內(nèi)表面之間距離;
——螺旋式或焊接環(huán)式單根間接鋼筋截面面積;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第39頁
——間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方向間距;
——間接鋼筋對(duì)混凝土約束折減系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超出C50時(shí),取1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取0.85,其間按線性內(nèi)插法確定。
注:1按公式(6.2.16-1)算得構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值1.5倍;
2當(dāng)碰到以下任意一個(gè)情況時(shí),不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋影響,而應(yīng)按本規(guī)范第6.2.15條要求進(jìn)行計(jì)算:
1)當(dāng)>12時(shí);
2)當(dāng)按公式(6.2.16-1)算得受壓承載力小于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得受壓承載力時(shí);
3)當(dāng)間接鋼筋換算截面面積小于縱向鋼筋全部截面面積25%時(shí)。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第40頁圖6.2.16配置螺旋式間接鋼筋鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第41頁條文說明:保留了02版規(guī)范要求。依據(jù)國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C50時(shí),間接鋼筋混凝土約束作用將會(huì)降低,為此,在50N/mm2<fcuk≤80N/mm2范圍內(nèi),給出折減系數(shù)值。基于與第6.2.15條相同理由,在公式(6.2.16-1)右端乘以系數(shù)0.9。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第42頁6.2.17矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合以下要求(圖6.2.17):
(6.2.17-1)
(6.2.17-2)
(6.2.17-3)
(6.2.17-4)
式中:——軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受拉普通鋼筋和受拉預(yù)應(yīng)力筋協(xié)力點(diǎn)距離; 、——受拉邊或受壓較小邊縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第43頁
——初始偏心距;
a——縱向受拉普通鋼筋和受拉預(yù)應(yīng)力筋協(xié)力點(diǎn)至截面近邊緣距離;
——軸向壓力對(duì)截面重心偏心距,,當(dāng)需要考慮二階效應(yīng)時(shí),為按本規(guī)范5.3.4條、6.2.4條要求確定彎矩設(shè)計(jì)值;
——附加偏心距,按本規(guī)范第6.2.5條確定。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第44頁圖6.2.17矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算
1—截面重心軸承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第45頁 按上述要求計(jì)算時(shí),尚應(yīng)符合以下要求:1
鋼筋應(yīng)力、可按以下情況確定:
1)當(dāng)小于時(shí)為大偏心受壓構(gòu)件,取、,此處,為相對(duì)受壓區(qū)高度,取為;
2)當(dāng)大于時(shí)為小偏心受壓構(gòu)件,、按本規(guī)范第6.2.8條要求進(jìn)行計(jì)算。2
當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向受壓普通鋼筋時(shí),受壓區(qū)高度應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10-4)條件;當(dāng)不滿足此條件時(shí),其正截面受壓承載力可按本規(guī)范第6.2.14條要求進(jìn)行計(jì)算,此時(shí),應(yīng)將本規(guī)范公式(6.2.14)中M以代替,此處,為軸向壓力作用點(diǎn)至受壓區(qū)縱向普通鋼筋協(xié)力點(diǎn)距離;在計(jì)算中應(yīng)計(jì)入偏心距增大系數(shù),初始偏心距應(yīng)按公式(6.2.17-4)確定。3矩形截面非對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)時(shí),尚應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算:承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第46頁
(6.2.17-5)
(6.2.17-6)式中:——軸向壓力作用點(diǎn)至受壓區(qū)縱向鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋協(xié)力點(diǎn)離;
——縱向受壓鋼筋協(xié)力點(diǎn)至截面遠(yuǎn)邊距離。4矩形截面對(duì)稱配筋()鋼筋混凝土小偏心受壓構(gòu)件,也可按以下近似公式計(jì)算縱向普通鋼筋截面面積:
(6.2.17-7)此處,相對(duì)受壓區(qū)高度可按以下公式計(jì)算:
(6.2.17-8)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第47頁條文說明:矩形截面偏心受壓構(gòu)件
1對(duì)非對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)偏心距很小時(shí),為了預(yù)防產(chǎn)生受壓破壞,尚應(yīng)按公式(6.2.17-5)進(jìn)行驗(yàn)算,此處引入了初始偏心距,這是考慮了不利方向附加偏心距。計(jì)算表明,只有當(dāng)時(shí),鋼筋配筋率才有可能大于最小配筋率要求。
2對(duì)稱配筋小偏心受壓鋼筋混凝土構(gòu)件近似計(jì)算方法 當(dāng)應(yīng)用偏心受壓構(gòu)件基本公式(6.2.17-1)、(6.2.17-2)及公式(6.2.8-1)求解對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件承載力時(shí),將出現(xiàn)三次方程。第6.2.17條第4款簡(jiǎn)化公式是取,使求解方程降為一次方程,便于直接求得小偏壓構(gòu)件所需配筋面積。 同理,上述簡(jiǎn)化方法也可擴(kuò)展用于T形和I形截面構(gòu)件。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第48頁6.2.18I形截面偏心受壓構(gòu)件受壓翼緣計(jì)算寬度應(yīng)按本規(guī)范第6.2.12確定,其正截面受壓承載力應(yīng)符合以下要求:
1
當(dāng)受壓區(qū)高度x小于時(shí),應(yīng)按寬度為受壓翼緣計(jì)算寬度矩形截面計(jì)算。
2
當(dāng)受壓區(qū)高度x大于時(shí)(圖6.2.18),應(yīng)符合以下要求:
(6.2.18-1)
(6.2.18-2)
公式中鋼筋應(yīng)力、以及是否考慮縱向受壓普通鋼筋作用,均應(yīng)按本規(guī)范第6.2.17相關(guān)要求確定。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第49頁
3當(dāng)x大于()時(shí),其正截面受壓承載力計(jì)算應(yīng)計(jì)入受壓較小邊翼緣受壓部分作用,此時(shí),受壓較小邊翼緣計(jì)算寬度應(yīng)按本規(guī)范第6.2.12條確定。圖6.2.18I形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算1-截面重心軸承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第50頁
4對(duì)采取非對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)時(shí),尚應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算:
(6.2.18-3)(6.2.18-4)
式中:——截面重心至離軸向壓力較近一側(cè)受壓邊距離,當(dāng)截面對(duì)稱時(shí),取。 注:對(duì)僅在離軸向壓力較近一側(cè)有翼緣T形截面,?。粚?duì)僅在離軸向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)有翼緣倒T形截面,可取。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第51頁條文說明:給出了I形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式,對(duì)T形、倒T形截面則可按條文注要求進(jìn)行計(jì)算;同時(shí),對(duì)非對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件,給出了驗(yàn)算公式及其適用近似條件。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第52頁6.2.19沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋矩形、T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件(圖6.2.19),其正截面受壓承載力宜符合以下要求:
(6.2.19-1)
(6.2.19-2)
(6.2.19-3)
(6.2.19-4)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第53頁式中:——沿截面腹部均勻配置全部縱向鋼筋截面面積;
——沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表4.2.3-1采?。?/p>
——沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋所負(fù)擔(dān)軸向壓力,當(dāng)時(shí),取為進(jìn)行計(jì)算;
——沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋內(nèi)力對(duì)重心力矩,當(dāng)時(shí),取為進(jìn)行計(jì)算;
——均勻配置縱向鋼筋區(qū)段高度與截面有效高度比值(),宜取。受拉邊或受壓較小邊鋼筋中應(yīng)力以及在計(jì)算中是否考慮受壓鋼筋和受壓較小邊翼緣受壓部分作用,應(yīng)按本規(guī)范第6.2.17條和第6.2.18條相關(guān)要求確定。
注:本條適合用于截面腹部均勻配置縱向鋼筋數(shù)量每側(cè)不少于4根情況。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第54頁圖6.2.19沿截面腹部均勻配筋I(lǐng)形截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第55頁條文說明:沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋(沿截面腹部配置等直徑、等間距縱向受力鋼筋)矩形、T形或I形截面偏心受壓構(gòu)件,其正截面承載力可依據(jù)第6.2.1條中普通計(jì)算方法基本假定列出平衡方程進(jìn)行計(jì)算。但因?yàn)橛?jì)算公式較繁,不便于設(shè)計(jì)應(yīng)用,故作了必要簡(jiǎn)化,給出了公式(6.2.19-1)至公式(6.2.19-4)。 依據(jù)第6.2.1條基本假定,均勻配筋鋼筋應(yīng)變抵達(dá)屈服纖維距中和軸距離為,此處,。分析表明,慣用鋼筋值改變幅度不大,而且對(duì)均勻配筋內(nèi)力影響很小。所以,將按平截面假定寫出均勻配筋內(nèi)力表示式分別用直線及二次曲線近似擬合,即給出公式(6.2.19-3)、公式(6.2.19-4)這兩個(gè)簡(jiǎn)化公式。計(jì)算分析表明,對(duì)兩對(duì)邊集中配筋與腹部均勻配筋呈一定百分比條件下,本條簡(jiǎn)化計(jì)算與按普通方法準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果相比誤差不大,并可使計(jì)算工作量得到很大簡(jiǎn)化。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第56頁6.2.20軸心受壓和偏心受壓柱計(jì)算長(zhǎng)度可按以下要求確定:
1剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱,其計(jì)算長(zhǎng)度可按表6.2.20-1取用;表6.2.20-1剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱計(jì)算長(zhǎng)度
注:1
表中H為從基礎(chǔ)頂面算起柱子全高;Hl為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面柱子下部高度;Hu為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起柱子上部高度;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第57頁
2
表中有吊車房屋排架柱計(jì)算長(zhǎng)度,當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí),可按無吊車房屋柱計(jì)算長(zhǎng)度采取,但上柱計(jì)算長(zhǎng)度仍可按有吊車房屋采??;
3
表中有吊車房屋排架柱上柱在排架方向計(jì)算長(zhǎng)度,僅適合用于/大于0.3情況;當(dāng)/小于0.3時(shí),計(jì)算長(zhǎng)度宜采取2.5。2普通多層房屋中梁柱為剛接框架結(jié)構(gòu),各層柱計(jì)算長(zhǎng)度可按表6.2.20-2取用。表6.2.20-2框架結(jié)構(gòu)各層柱計(jì)算長(zhǎng)度
注:表中H為底層柱從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面高度;對(duì)其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間高度。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第58頁條文說明:規(guī)范對(duì)排架柱計(jì)算長(zhǎng)度要求引自1974年規(guī)范(TJ10-74),其計(jì)算長(zhǎng)度值是在當(dāng)初彈性分析和工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定。在沒有新研究分析結(jié)果之前,本規(guī)范繼續(xù)沿用原要求要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第59頁6.2.21 對(duì)截面含有兩個(gè)相互垂直對(duì)稱軸鋼筋混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件(圖6.2.21),其正截面受壓承載力可選取以下兩種方法之一進(jìn)行計(jì)算:
1
按本規(guī)范附錄E方法計(jì)算,此時(shí),附錄E公式(E.0.1-7)和公式(E.0.1-8)中、應(yīng)分別用、代替,其中,初始偏心距應(yīng)按以下公式計(jì)算:
(6.2.21-1)
(6.2.21-2)式中:——軸向壓力對(duì)經(jīng)過截面重心y軸、x軸偏心距:、;
——軸向壓力在x軸、y軸方向彎矩設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第6.2.17條要求分別按x軸、y軸方向確定;
——x軸、y軸方向上附加偏心距,按本規(guī)范第6.2.5條要求確定;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第60頁
2按以下近似公式計(jì)算:
(6.2.21-3)式中:——構(gòu)件截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值;
——軸向壓力作用于x軸并考慮對(duì)應(yīng)計(jì)算偏心距后,按全部縱向鋼筋計(jì)算構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值;
——軸向壓力作用于y軸并考慮對(duì)應(yīng)計(jì)算偏心距后,按全部縱向鋼筋計(jì)算構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值。構(gòu)件截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nu0,可按本規(guī)范公式(6.2.15)計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nu0代替,且不考慮穩(wěn)定系數(shù)及系數(shù)0.9。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第61頁構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值,可按以下情況計(jì)算:
1)當(dāng)縱向鋼筋沿截面兩對(duì)邊配置時(shí),可按本規(guī)范第6.2.17條或第6.2.18條要求進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以代替。
2)當(dāng)縱向鋼筋沿截面腹部均勻配置時(shí),可按本規(guī)范第6.2.19條要求進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以代替。構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值可采取與相同方法計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第62頁圖6.2.21雙向偏心受壓構(gòu)件截面1-軸向壓力作用點(diǎn);2—受壓區(qū)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第63頁條文說明:
6.2.21本條對(duì)對(duì)稱雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算作了要求:1
當(dāng)按本規(guī)范附錄E普通方法計(jì)算時(shí),本條要求了分別按x、y軸計(jì)算ei
公式;有可靠試驗(yàn)依據(jù)時(shí),也可采取更合理其它公式計(jì)算。2
給出了雙向偏心受壓倪克勤(N.V.Nikitin)公式,并指明了兩種配筋形式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第64頁6.2.22 軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力應(yīng)符合以下要求:
(6.2.22)式中:——軸向拉力設(shè)計(jì)值;、——縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋全部截面面積。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第65頁6.2.23 矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力應(yīng)符合以下要求:
1小偏心受拉構(gòu)件當(dāng)軸向拉力作用在鋼筋與協(xié)力點(diǎn)和與協(xié)力點(diǎn)之間時(shí)(圖6.2.23a):
(6.2.23-1)
(6.2.23-2)2大偏心受拉構(gòu)件當(dāng)軸向拉力不作用在鋼筋與協(xié)力點(diǎn)和與協(xié)力點(diǎn)之間時(shí)(圖6.2.23b):
(6.2.23-3)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第66頁
(6.2.23-4)此時(shí),混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10-3)要求。當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向受壓普通鋼筋時(shí),尚應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10-4)條件;當(dāng)不滿足時(shí),可按公式(6.2.23-2)計(jì)算。3對(duì)稱配筋矩形截面偏心受拉構(gòu)件,不論大、小偏心受拉情況,均可按公式(6.2.23-2)計(jì)算。(a)小偏心受拉構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第67頁(b)大偏心受拉構(gòu)件圖6.2.23
矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第68頁6.2.24沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋矩形、T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.25-1)要求,式中正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值可按本規(guī)范公式(6.2.19-1)和公式(6.2.19-2)進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),同時(shí)應(yīng)分別取N為0和以代替。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第69頁6.2.25對(duì)稱配筋矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合以下要求:
(6.2.25-1)式中:Nu0——構(gòu)件軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值;
e0——軸向拉力作用點(diǎn)至截面重心距離;
——
按軸向拉力作用下彎矩平面計(jì)算正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值。 構(gòu)件軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值Nu0,按本規(guī)范公式(6.2.22)計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),并以Nu0代替N。按經(jīng)過軸向拉力作用點(diǎn)彎矩平面計(jì)算正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值,可按本節(jié)(Ⅰ)相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第70頁 公式(6.2.25-1)中也可按以下公式計(jì)算:
(6.2.25-2)式中:、——軸向拉力對(duì)截面重心軸x、y軸偏心距; 、——x軸、y軸方向正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值,按本節(jié)(Ⅱ)要求計(jì)算。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第71頁條文說明:6.2.22~6.2.25保留了02版規(guī)范對(duì)應(yīng)條文。對(duì)沿截面高度或周圍均勻配筋矩形、T形或I形偏心受拉截面,其正截面承載力基本符合改變規(guī)律,且略偏于安全;此公式改寫后即為公式(6.2.25-1)。試驗(yàn)表明,它也適合用于對(duì)稱配筋矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件。公式(6.2.25-1)是89規(guī)范在條文說明中提出公式。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第72頁6.3斜截面承載力計(jì)算6.3.1
矩形、T形和I形截面受彎構(gòu)件受剪截面應(yīng)符合以下條件: 當(dāng)時(shí)
(6.3.1-1)
當(dāng)時(shí)
(6.3.1-2)
當(dāng)46時(shí),按線性內(nèi)插法確定。式中:——構(gòu)件斜截面上最大剪力設(shè)計(jì)值;
——混凝土強(qiáng)度影響系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超出C50時(shí),?。划?dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),??;其間按線性內(nèi)插法確定;承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第73頁
b
——矩形截面寬度,T形截面或I形截面腹板寬度;
——截面有效高度;
——截面腹板高度:矩形截面,取有效高度;T形截面,取有效高度減去翼緣高度;I形截面,取腹板凈高。 注:1
對(duì)T形或I形截面簡(jiǎn)支受彎構(gòu)件,當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)時(shí),公式(6.3.1-1)中系數(shù)可改用0.3;
2對(duì)受拉邊傾斜構(gòu)件,當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)時(shí),其受剪截面控制條件可適當(dāng)放寬。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第74頁條文說明:混凝土構(gòu)件受剪截面限制條件仍采取02版規(guī)范表示形式。 要求受彎構(gòu)件受剪截面限制條件,其目標(biāo)首先是預(yù)防構(gòu)件截面發(fā)生斜壓破壞(或腹板壓壞),其次是限制在使用階段可能發(fā)生斜裂縫寬度,同時(shí)也是構(gòu)件斜截面受剪破壞最大配箍率條件。本條同時(shí)給出了劃分普通構(gòu)件與薄腹構(gòu)件截面限制條件界限,以及兩個(gè)截面限制條件過渡方法。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第75頁6.3.2計(jì)算斜截面受剪承載力時(shí),剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算截面應(yīng)按以下要求采?。?/p>
1支座邊緣處截面(圖6.3.2a、b截面1-1);
2
受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面(圖6.3.2a截面2-2、3-3);
3
箍筋截面面積或間距改變處截面(圖6.3.2b截面4-4);
4
截面尺寸改變處截面。
注:1
受拉邊傾斜受彎構(gòu)件,尚應(yīng)包含梁高度開始改變處、集中荷載作用處和其它不利截面;
2
箍筋間距以及彎起鋼筋前一排(對(duì)支座而言)彎起點(diǎn)至后一排彎終點(diǎn)距離,應(yīng)符合本規(guī)范第9.2.8條和第9.2.9結(jié)構(gòu)要求。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第76頁圖6.3.2斜截面受剪承載力剪力設(shè)計(jì)值計(jì)算截面
1-1支座邊緣處斜截面;2-2、3-3受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)斜截面;4-4箍筋截面面積或間距改變處斜截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第77頁條文說明:
本條給出了需要進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算截面位置。在普通情況下是指最可能發(fā)生斜截面破壞位置,包含可能受力最大梁端截面、截面尺寸突然改變處、箍筋和彎起鋼筋配置數(shù)量改變處等。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第78頁6.3.3不配置箍筋和彎起鋼筋普通板類受彎構(gòu)件,其斜截面受剪承載力應(yīng)符合以下要求:
(6.3.3-1)
(6.3.3-2)式中:——截面高度影響系數(shù):當(dāng)h0小于800mm時(shí),取800mm;當(dāng)h0大于mm時(shí),取mm。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算第79頁條文說明:因?yàn)榛炷潦軓潣?gòu)件受剪破壞影響原因眾多,破壞形態(tài)復(fù)雜,對(duì)混凝土構(gòu)件受剪機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不很充分,至今未能象正截面承載力計(jì)算一樣建立一套較完整理論體系。國(guó)外各主要規(guī)范及國(guó)內(nèi)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中斜截面承載力計(jì)算方法各異,計(jì)算模式也不盡相同。 對(duì)無腹筋受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算,依據(jù)搜集到大量均布荷載作用下無腹筋簡(jiǎn)支淺梁、無腹筋簡(jiǎn)支短梁、無腹筋簡(jiǎn)支深梁以及無腹筋連續(xù)淺梁試驗(yàn)數(shù)據(jù),以支座處剪力值為依據(jù)進(jìn)
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