《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)之承載能力極限狀態(tài)計(jì)算
對跨高比小于 5 的鋼筋混凝土深受彎構(gòu)件,其承載力應(yīng)按本規(guī)范第 10 章第 10.7 節(jié)的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
7.1.2 正截面承載力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:
1 截面應(yīng)變保持平面;
2 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度;
3 混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線按下列規(guī)定取用:
當(dāng) εc≤ε0 時(shí)
σc=fc[1-(1-εc/ε0)n] ?。?.1.2-1)
當(dāng) ε0<εc≤εcu 時(shí)
σc=fc (7.1.2-2)
n=2-(fcu,k-50)/60 ?。?.1.2-3)
ε0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5 ?。?.1.2-4)
εcu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5 ?。?.1.2-5)
式中 σc —— 混凝土壓應(yīng)變?yōu)?εc 時(shí)的混凝土壓應(yīng)力;
fc —— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.1.4 采用;
ε0 —— 混凝土壓應(yīng)力剛達(dá)到 fc 時(shí)的混凝土壓應(yīng)變,當(dāng)計(jì)算的 ε0 值小于 0.002 時(shí),取為 0.002;
εcu —— 正截面的混凝土極限壓應(yīng)變,當(dāng)處于非均勻受壓時(shí),按公式(7.1.2-5)計(jì)算,如計(jì)算的 εcu 值大于 0.0033,取為 0.0033;當(dāng)處于軸心受壓時(shí)取為 ε0;
fcu,k —— 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;
n —— 系數(shù),當(dāng)計(jì)算的 n 值大于 2.0 時(shí),取為 2.0。
4 縱向鋼筋的應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其絕對值不應(yīng)大于其相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值??v向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?0.01。
7.1.3 受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件正截面受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖。
矩形應(yīng)力圖的受壓區(qū)高度 x 可取等于按截面應(yīng)變保持平面的假定所確定的中和軸高度乘以系數(shù) β1。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過 C50 時(shí),β1 取為 0.8,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為 C80 時(shí),β1 取為 0.74,其間接線性內(nèi)插法確定。
矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值取為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc 乘以系數(shù) α1。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過 C50 時(shí),α1 取為 1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為 C80 時(shí),α1 取為 0.94,其間按線性內(nèi)插法確定。
7.1.4 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)的相對界限受壓區(qū)高度 ζb 應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 鋼筋混凝土構(gòu)件
有屈服點(diǎn)鋼筋
(7.1.4-1)
無屈服點(diǎn)鋼筋
(7.1.4-2)
2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件
(7.1.4-3)
式中 ζb —— 相對界限受壓區(qū)高度:ζb=xb/h0;
Xb —— 界限受壓區(qū)高度;
h0 —— 截面有效高度:縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離;
fy —— 普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,接本規(guī)范表 4.2.3-1 采用;
ypy —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-2 采用;
Es —— 鋼筋彈性模量,按本規(guī)范表 4.2.4 采用;
σp0 —— 受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(6.1.5-3)或公式(6.1.5-6)計(jì)算;
εcu —— 非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變,按本規(guī)范公式(7.1.2-5)計(jì)算;
β1 —— 系數(shù),按本規(guī)范第 7.1.3 條的規(guī)定計(jì)算。
注:當(dāng)截面受拉區(qū)內(nèi)配置有不同種類或不同預(yù)應(yīng)力值的鋼筋時(shí),受彎構(gòu)件的相對界限受壓區(qū)高度應(yīng)分別計(jì)算,并取其較小值。
7.1.5 縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)按下列規(guī)定確定:
1 縱向鋼筋應(yīng)力宜按下列公式計(jì)算:
普通鋼筋
(7.1.5-1)
預(yù)應(yīng)力鋼筋
(7.1.5-2)
2 縱向鋼筋應(yīng)力也可按下列近似公式計(jì)算:
普通鋼筋
(7.1.5-3)
預(yù)應(yīng)力鋼筋
(7.1.5-4)
3 按公式(7.1.5-1)至(7.1.5-4)計(jì)算的縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)符合下列條件:
-fy≤σsi≤fy ?。?.1.5-5)
σp0i-fpy≤σpi≤fpy ?。?.1.5-5)
當(dāng)計(jì)算的 σsi 為拉應(yīng)力且其值大于 fy 時(shí),取 σsi=fy;當(dāng) σsi 為壓應(yīng)力且其絕對值大于 fy 時(shí),取 σsi=-fy。當(dāng)計(jì)算的 σpi 為拉應(yīng)力且其值大于 fpy 時(shí),取 σpi=fpy;當(dāng) σpi 為壓應(yīng)力且其絕對值大于(σp0i-fpy)的絕對值時(shí),取 σpi=σp0i-fpy。
式中 h0i —— 第 i 層縱向鋼筋截面重心至截面受壓邊緣的距離;
X —— 等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高度;
σsi、σpi —— 第 i 層縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力,正值代表拉應(yīng)力,負(fù)值代表壓應(yīng)力;
fy、fpy —— 縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1、表 4.2.3-2 確定;
σp0i —— 第 i 層縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(6.1.5-3)或公式(6.1.5-6)計(jì)算。
7.1.6 對任意截面構(gòu)件的正截面承載力,可按本規(guī)范附錄 F 的方法計(jì)算。
7.2 正截面受彎承載力計(jì)算
7.2.1 矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.2.1):
M≤α1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-αs)-(σp0-fpy)Ap(h0-αp) ?。?.2.1-1)
混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式確定:
α1fcbx=fyAs-fyAs+fpyAp+(σp0-fpy)Ap (7.2.1-2)
混凝土受壓區(qū)高度尚應(yīng)符合下列條件:
x≤ζbh0 ?。?.2.1-3)
x≥2α (7.2.1-4)
式中 M —— 彎矩設(shè)計(jì)值;
α1 —— 系數(shù),按本規(guī)范第 7.1.3 條的規(guī)定計(jì)算;
fc —— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.1.4 采用;
As、As —— 受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積;
Ap、Ap —— 受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
σp0 —— 受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力;
b —— 矩形截面的寬度或倒T形截面的腹板寬度;
h0 —— 截面有效高度;
αs、αp —— 受壓區(qū)縱向普通鋼筋合力點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離;
α —— 受壓區(qū)全部縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離,當(dāng)受壓區(qū)未配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋或變壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力(αp0-fpy)為拉應(yīng)力時(shí),公式(7.2.1-4)中的 α 用 αs 代替。
7.2.2 翼緣位于受壓區(qū)的T形、I形截面受彎構(gòu)件(圖 7.2.2),其正截面受彎承載力應(yīng)分別符合下列規(guī)定:
1 當(dāng)滿足下列條件時(shí)
fyAs+fpyAp≤α1fcbfhf+fyAs-(σp0-fpy)Ap (7.2.2-1)
應(yīng)按寬度為 bf 的矩形截面計(jì)算;
2 當(dāng)不滿足公式(7.2.2-1)的條件時(shí)
M≤α1fcbx(h0-x/2)+α1fc(bf-b)hf(h0-h(huán)f/2)+fyAs(h0-αs)-(σp0-fpy)Ap(h0-αp) (7.2.2-2)
混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式確定:
α1fc[bx+(bf-b)hf]=fyAs-fyAs+fpyAp+(αp0-fpy)Ap (7.2.2-3)
式中 hf —— T形、I形截面受壓區(qū)翼緣高度;
bf —— T形、I形截面受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度,按本規(guī)范第 7.2.3 條的規(guī)定確定。
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(7.2.1-3)和公式(7.2.1-4)的要求。
7.2.3?。?形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度 bf 應(yīng)按表 7.2.3 所列情況中的最小值取用。
表 7.2.3 ?。孕?、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度 bf
情 況 |
T形、I形截面 |
倒L形截面 | |||
肋形梁、肋形板 |
獨(dú)立梁 |
肋形梁、肋形板 | |||
1 |
按計(jì)算跨度 l0 考慮 |
l0/3 |
l0/3 |
l0/6 | |
2 |
按梁(縱肋)凈距 Sn 考慮 |
b+sn |
— |
b+sn/2 | |
3 |
按翼緣高度 hf 考慮 |
hf/h0≥0.1 |
— |
b+12hf |
— |
0.1>hf/h0≥0.05 |
b+12hf |
b+6hf |
b+5hf | ||
hf/h0<0.05 |
b+12hhf |
b |
b+5hf |
注:1 表中 b 為腹板寬度;
2 如肋形梁在梁跨內(nèi)設(shè)有間距小于縱肋間距的橫肋時(shí),則可不遵守表列情況3的規(guī)定;
3 對加腋的T形、I形和倒L形截面,當(dāng)受壓區(qū)加腋的高度 hh≥hf 且加腋的寬度 bh≤3hh 時(shí),其翼緣計(jì)算寬度可按表列情況 3 的規(guī)定分別增加 2bh(T形、I形截面)和 bh(倒L形截面);
4 獨(dú)立梁受壓區(qū)的翼緣板在荷載作用下經(jīng)驗(yàn)算沿縱肋方向可能產(chǎn)生裂縫時(shí),其計(jì)算寬度應(yīng)取腹板寬度b.
7.2.4 受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計(jì)算,應(yīng)符合本規(guī)范公式(7.2.1-3)的要求。當(dāng)由構(gòu)造要求或按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算要求配置的縱向受拉鋼筋截面面積大于受彎承載力要求的配筋面積時(shí),按本規(guī)范公式(7.2.1-2)或公式(7.2.2-3)計(jì)算的混凝土受壓區(qū)高度 x,可僅計(jì)入受彎承載力條件所需的縱向受拉鋼筋截面面積。
7.2.5 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(7.2.1-4)的條件;當(dāng)不滿足比條件時(shí),正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
M≤fpyAp(h-ap-as)+fyAs(h-as-as)+(σp0-fpy)Ap(ap-as) (7.2.5)
式中 as、ap —— 受拉區(qū)縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋至受拉邊緣的距離。
7.2.6 環(huán)形和圓形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力,應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.7 條和第 7.3.8 條的規(guī)定計(jì)算。但在計(jì)算時(shí),應(yīng)在公式(7.3.7-1)、公式(7.3.7-3)和(7.3.8-1)中取等號,并取軸向設(shè)計(jì)值 N=0;同時(shí),應(yīng)將公式(7.3.7-2)、公式(7.3.7-4)和公式(7.3.8-
2)中 Nηei 以彎矩設(shè)計(jì)值 M 代替。
7.3 正截面受壓承載力計(jì)算
7.3.1 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配置的箍筋符合本規(guī)范第 10.3 節(jié)的規(guī)定時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.3.1):
N≤0.9φ(fcA+fyAs) (7.3.1)
式中 N —— 軸向壓力設(shè)計(jì)值;
φ —— 鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),按表 7.3.1 采用;
fc —— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.1.4 采用;
A —— 構(gòu)件截面面積;
As —— 全部縱向鋼筋的截面面積。
當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于 3%時(shí),公式(7.3.1)中的 A 應(yīng)改用(A-As)代替。
表 7.3.11-1 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)
l0/b |
≤8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
l0/d |
≤7 |
8.5 |
10.5 |
12 |
14 |
15.5 |
17 |
19 |
21 |
22.5 |
24 |
l0/i |
≤28 |
35 |
42 |
48 |
55 |
62 |
69 |
76 |
83 |
90 |
97 |
φ |
1.00 |
0.98 |
0.95 |
0.92 |
0.87 |
0.81 |
0.75 |
0.70 |
0.65 |
0.60 |
0.56 |
l0/b |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
l0/d |
26 |
28 |
29.5 |
31 |
33 |
34.5 |
36.5 |
38 |
40 |
41.5 |
43 |
l0/i |
104 |
111 |
118 |
125 |
132 |
139 |
146 |
153 |
160 |
167 |
174 |
φ |
0.52 |
0.48 |
0.44 |
0.40 |
0.36 |
0.32 |
0.29 |
0.26 |
0.23 |
0.21 |
0.19 |
注:表中 l0 為構(gòu)件的計(jì)算長度,對鋼筋混凝土柱可按本規(guī)范第 7.3.11 條的規(guī)定取用;b 為矩形截面的短邊尺寸;d 為圓形截面的直徑;i 為截面的最小回轉(zhuǎn)半徑。
圖 7.3.1 配置箍筋的鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件
7.3.2 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)配置的螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋符合本規(guī)范第 10.3 節(jié)的規(guī)定時(shí),其正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.3.2):
N≤0.9(fcAcor+fyAs+2αfyAss0) ?。?.3.2-1)
Ass0=πdcorAss1/s ?。?.3.2-2)
式中 fy —— 間接鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
Acor —— 構(gòu)件的核心截面面積:間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土面積;
Ass0 —— 螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的換算截面面積;
dcor —— 構(gòu)件的核心截面直徑:間接鋼筋內(nèi)表面之間的距離;
Ass1 —— 螺旋式或焊接環(huán)式單根間接鋼筋的截面面積;
s —— 間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方向的間距;
α —— 間接鋼筋對混凝土的約束的折減系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過 C50 時(shí),取 1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為 C80 時(shí),取 0.85,其間接線性內(nèi)插法確定。
注:1 按公式(7.3.2-1)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于按本規(guī)范公式(7.3.1)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值的 1.5 倍;
2 當(dāng)遇到下列任意一種情況時(shí),不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋的影響,而應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.1 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算:
1)當(dāng) l0/d>12 時(shí);
2)當(dāng)按公式(7.3.2-1)算得的受壓承載力小于按本規(guī)范公式(7.3.1)算得的受壓承載力時(shí);
3)當(dāng)間接鋼筋的換算截面面積 Ass0 小于縱向鋼筋的全部截面面積的 25%時(shí)。
7.3.3 在偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算中,應(yīng)計(jì)入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距 ea,其值應(yīng)取 20mm 和偏心方向截面最大尺寸的 1/30 兩者中的較大值。
7.3.4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.3.4):
圖 7.3.4 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承截力計(jì)算
1-截面重心軸
N≤α1fcbx+fyAs-σsAs-(σp0-fpy)Ap-σpAp ?。?.3.4-1)
Ne≤α1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)-(σp0-fpy)Ap(h0-ap) ?。?.3.4-2)
e=ηei+h/2-a ?。?.3.4-3)
ei=e0+ea (7.3.4-4)
式中 e —— 軸向壓力作用點(diǎn)至縱向普通受拉鋼筋和預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋的合力點(diǎn)的距離;
η —— 偏心受壓構(gòu)件考慮二階彎矩影響的軸向壓力偏心距增大系數(shù),按本規(guī)范第 7.3.10 條的規(guī)定計(jì)算;
σs、σp —— 受拉邊或受壓較小邊的縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力;
ei —— 初始偏心距;
a —— 縱向普通受拉鋼筋和預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋的合力點(diǎn)至截面近邊緣的距離;
e0 —— 軸向壓力對截面重心的偏心距:e0=M/N;
ea —— 附加偏心距,按本規(guī)范第 7.3.3 條確定。
在按上述規(guī)定計(jì)算時(shí),尚應(yīng)符合下列要求:
1 鋼筋的應(yīng)力 σs、σp 可按下列情況計(jì)算:
1)當(dāng) ξ≤ξb 時(shí)為大偏心受壓構(gòu)件,取 σs=fy 及 σp=fpy,此處,ξ 為相對受壓區(qū)高度,ξ=x/h0;
2)當(dāng) ξ>ξb 時(shí)為小偏心受壓構(gòu)件,σs、σp 按本規(guī)范第 7.1.5 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
2 當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向普通受壓鋼筋時(shí),受壓區(qū)高度應(yīng)滿足本規(guī)范公式(7.2.1-4)的條件;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 7.2.5 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,此時(shí),應(yīng)將本規(guī)范公式(7.2.5)中的 M 以 Nes 代替,此處,es 為軸向壓力作用點(diǎn)至受壓區(qū)縱向普通鋼筋合力點(diǎn)的距離;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(7.3.4-4)確定。
3 矩形截面非對稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng) N>fcbh 時(shí),尚應(yīng)按下列公式進(jìn)行驗(yàn)算:
Ne≤fcbh(h0-h(huán)/2)+fyAs(h0-as)-(σp0-fpy)Ap(h0-ap) (7.3.4-5)
e=h/2-a-(e0-ea) ?。?.3.4-6)
式中 e —— 軸向壓力作用點(diǎn)至受壓區(qū)縱向普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)的距離;
h0 —— 縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面遠(yuǎn)邊的距離。
4 矩形截面對稱配筋(As=As)的鋼筋混凝土小偏心受壓構(gòu)件,也可按下列近似公式計(jì)算縱向鋼筋截面面積:
(7.3.4-7)
7.3.5?。尚谓孛嫫軌簶?gòu)件的受壓翼緣計(jì)算寬度 bf 應(yīng)按本規(guī)范第 7.2.3 條確定,其正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當(dāng)受壓區(qū)高度 x≤hf 時(shí),應(yīng)按寬度為受壓翼緣計(jì)算寬度 bf 的矩形截面計(jì)算。
2 當(dāng)受壓區(qū)高度 x>hf 時(shí)(圖 7.3.5),應(yīng)符合下列規(guī)定:
N≤α1fc[bx+(bf-b)hf]+fyAs-σsAs-(σp0-fpy)Ap-σpAp (7.3.5-1)
Ne≤α1fc[bx(h0-x/2)+(bf-b)hf(h0-h(huán)f/2)]+fyAs(h0-as)-(σp0-fpy)Ap(h0-ap) ?。?.3.5-2)
公式中的鋼筋應(yīng)力 σs、σp 以及是否考慮縱向普通受壓鋼筋的作用,均應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.4 條的有關(guān)規(guī)定確定。
圖 7.3.5 I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
3 當(dāng) x>(h-h(huán)f)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的作用,此時(shí),受壓較小邊翼緣計(jì)算寬度 bf 應(yīng)按本規(guī)范第 7.2.3 條確定。
4 對采用非對稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng) N>fcA 時(shí),尚應(yīng)按下列公式進(jìn)行驗(yàn)算:
Ne≤fc[bh(h0-h(huán)/2)+(bf-b)hf(h0-h(huán)f/2)+(bf-b)hf(hf/2-a)]+fyAs(h0-as)-(σp0-fpy)Ap(h0-ap) ?。?.3.5-3)
e=y(tǒng)-a-(e0-ea) ?。?.3.5-4)
式中 y —— 截面重心至離軸向壓力較近一側(cè)受壓邊的距離,當(dāng)截面對稱時(shí),取 y=h/2。
7.3.6 沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋的矩形、 T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件(圖 7.3.6),其正截面受壓承載力宜符合下列規(guī)定:
圖 7.3.6 沿截面腹部均勻配筋的I形截面
N≤α1fc[ξbh0+(bf-b)hf]+fyAs-σsAs+Nsw ?。?.3.6-1)
Ne≤α1fc[ξ(1-0.5ξ)bh02+(bf-b)hf(h0-h(huán)f/2)]+fyAs(h0-as)+Msw (7.3.6-2)
(7.3.6-3)
(7.3.6-4)
式中 Asw —— 沿截面腹部均勻配置的全部縱向鋼筋截面面積;
fyw —— 沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1 采用;
Nsw —— 沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋所承擔(dān)的軸向壓力,當(dāng) ξ>β1 時(shí),取 ξ=β1 計(jì)算;
Msw —— 沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋的內(nèi)力對 As 重心的力矩,當(dāng)ξ>β1時(shí),取 ξ=β1計(jì)算;
ω —— 均勻配置縱向鋼筋區(qū)段的高度 hsw 與截面有效高度 h0 的比值,ω=hsw/h0,宜選取 hsw=h0-as。
受拉邊或受壓較小邊鋼筋 As 中的應(yīng)力 σs 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的作用,應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.4 條和第 7.3.5 條的有關(guān)規(guī)定確定。
注:本條適用于截面腹部均勻配置縱向鋼筋的數(shù)量每側(cè)不少于 4 根的情況。
7.3.7 沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形截面偏心受壓構(gòu)件(圖7.3.7),其正截面受壓承載力宜符合下列規(guī)定:
1 鋼筋混凝土構(gòu)件
N≤αα1fcA+(α-αt)fyAs (7.3.7-1)
(7.3.7-2)
2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件
N≤αα1fcA-σp0Ap+αfpyAp-αt(fpy-σp0)Ap ?。?.3.7-3)
(7.3.7-4)
在上述各公式中的系數(shù)和偏心距,應(yīng)按下列公式計(jì)算:
αt=1-1.5α ?。?.3.7-5)
ei=e0+ea (7.3.7-6)
式中 A —— 環(huán)形截面面積;
As —— 全部縱向普通鋼筋的截面面積;
Ap —— 全部縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積;
r1、r2 —— 環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑;
rs —— 縱向普通鋼筋重心所在的圓周的半徑;
rp —— 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋重心所在圓周的半徑;
e0 —— 軸向壓力對截面重心的偏心距;
ea —— 附加偏心距,按本規(guī)范第 7.3.3 條確定;
α —— 受壓區(qū)混凝土截面面積與全截面面積的比值;
αt —— 縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值,當(dāng) α>2/3 時(shí),取 αt=0。
3 當(dāng)時(shí),環(huán)形截面偏心受壓構(gòu)件可按本規(guī)范第 7.3.8 條規(guī)定的圓形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承截力公式計(jì)算。
7.3.8 沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件(圖7.3.8),其正截面受壓承載力宜符合下列規(guī)定:
圖 7.3.8 沿截面腹部均勻配筋的圓形截面
(7.3.8-1)
(7.3.8-2)
αt=1.25-2α ?。?.3.8-3)
ei=e0+ea ?。?.3.8-4)
式中 A —— 圓形截面面積;
As —— 全部縱向鋼筋的截面面積;
r —— 圓形截面的半徑;
rs —— 縱向鋼筋重心所在圓周的半徑;
e0 —— 軸向壓力對截面重心的偏心距;
ea —— 附加偏心距,按本規(guī)范第7.3.3條確定;
α —— 對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角(rad)與 2π 的比值;
αt —— 縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值,當(dāng) α>0.625 時(shí),取 αt=0。
注:本條適用于截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于 6 根的情況。
7.3.9 各類混凝土結(jié)構(gòu)中的偏心受壓構(gòu)件,均應(yīng)在其正截面變壓承載力計(jì)算中考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移和構(gòu)件撓曲引起的附加內(nèi)力。
在確定偏心受壓構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計(jì)值時(shí),可近似考慮二階彎矩對軸向壓力偏心距的影響,將軸向壓力對截面重心的初始偏心距 ei 乘以本規(guī)范第 7.3.10 條規(guī)定的偏心距增大系數(shù) η;也可根據(jù)本規(guī)范第 7.3.12 條規(guī)定的構(gòu)件修正抗彎剛度,用考慮二附效應(yīng)的彈性分析方法,直接計(jì)算出結(jié)構(gòu)構(gòu)件各控制截面包括彎矩設(shè)計(jì)值在內(nèi)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值,并按相應(yīng)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值進(jìn)行各構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。
7.3.10 對矩形、 T形、I形、環(huán)形和圓形截面偏心受壓構(gòu)件,其偏心距增大系數(shù)可按下列公式計(jì)算:
(7.3.10-1)
ξ1=0.5fcA/N ?。?.3.10-2)
ξ2=1.15-0.01l0/h ?。?.3.10-3)
式中 l0 —— 構(gòu)件的計(jì)算長度,按本規(guī)范第 7.3.11 條確定;
h —— 截面高度;其中,對環(huán)形截面,取外直徑;對圓形截面,取直徑;
h0 —— 截面有效高度;其中,對環(huán)形截面,取 h0=r2+rs;對圓形截面,取 h0=r+rs;此處, r、r2 和 rs 按本規(guī)范第 7.3.7 條和第 7.3.8 條的規(guī)定取用;
ξ1 —— 偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù),當(dāng) ξ1>1.0 時(shí),取 ξ1=1.0;
A —— 構(gòu)件的截面面積;對T形、I形截面,均取 A=bh+2(bf-b)hf;
ξ2 —— 構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù),當(dāng) l0/h<15 時(shí),取 ξ2=1.0。
注:當(dāng)偏心受壓構(gòu)件的長細(xì)比 l0/i≤17.5 時(shí),可取 η=1.0。
表 7.3.11-1 剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計(jì)算長度
柱 的 類 別 |
l0 | |||
排架方向 |
垂直排架方向 | |||
有柱間支撐 |
無柱間支撐 | |||
無吊車房屋柱 |
單 跨 |
1.5H |
1.0H |
1.2H |
兩跨及多跨 |
1.25H |
1.0H |
1.2H | |
有吊車房屋柱 |
上 柱 |
2.0Hu |
1.25Hu |
1.5Hu |
下 柱 |
1.0Hu |
0.8Hu |
1.0Hu | |
露天吊車柱和棧橋柱 |
2.0Hl |
1.0Hl |
—— |
注:1 表中 H 為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高;Hl 為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度;Hu 為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度;
2 表中有吊車房屋排架柱的計(jì)算長度,當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí),可按無吊車房屋柱的計(jì)算長度采用,但上柱的計(jì)算長度仍可按有吊車房屋采用;
3 表中有吊車房屋排架柱的上柱在排架方向的計(jì)算長度,仍適用于 Hu/Hl≥0.3 的情況;當(dāng) Hu/Hl≥0.3 時(shí),計(jì)算長度宜采用 2.5Hu。
2 一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計(jì)算長度 l0 可按表 7.3.11-2 取用。
表 7.3.11-2 框架結(jié)構(gòu)各層柱的計(jì)算長度
樓 蓋 類 型 |
柱 的 類 別 |
l0 |
現(xiàn) 澆 樓 蓋 |
底 層 柱 |
1.0H |
其余各層柱 |
1.25H | |
裝配式樓蓋 |
底 層 柱 |
1.25H |
其余各層柱 |
1.5H |
注: 表中 H 對底層柱為從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度;對其余各層柱為上、下兩層樓蓋頂面之間的高度。
3 當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的 75%以上時(shí),框架柱的計(jì)算長度 l0 可按下列兩個公式計(jì)算,并取其中的較小值:
l0=[1+0.15(ψu(yù)+ψl)]H (7.3.11-1)
l0=(2+0.2ψmin)H ?。?.3.11-2)
式中 ψu(yù)、ψl —— 柱的上端、下端節(jié)點(diǎn)處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值;
ψmin —— 比值 ψu(yù)、ψl 中的較小值;
H —— 柱的高度,按表 7.3.11-2 的注采用。
7.3.12 當(dāng)采用考慮二階效應(yīng)的彈性分析方法時(shí),宜在結(jié)構(gòu)分析中對構(gòu)件的彈性抗彎剛度 EcI 乘以下列折減系數(shù):對梁,取 0.4;對柱,取 0.6;對剪力墻及核心筒壁,取 0.45。此時(shí),在按本規(guī)范第 7.3 節(jié)進(jìn)行正截面受壓承載力計(jì)算的有關(guān)公式中,ηei 均應(yīng)以(M/N+ea)代替,此處,M、N 為按考慮二階效應(yīng)的彈性分析方法直接計(jì)算求得的彎矩設(shè)計(jì)值和相應(yīng)的軸向力設(shè)計(jì)值。
7.3.13 偏心受壓構(gòu)件除應(yīng)計(jì)算彎矩作用平面的受壓承載力外,尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力,此時(shí),可不計(jì)入彎矩的作用,但應(yīng)考慮穩(wěn)定系數(shù) φ 的影響。
7.3.14 對截面具有兩個互相垂直的對稱軸的鋼筋混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件(圖7.3.14),其正截面受壓承載力可選用下列兩種方法之一進(jìn)行計(jì)算:
圖 7.3.14 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)
1 按本規(guī)范附錄 F 的方法計(jì)算,此時(shí),附錄 F 公式(F.0.1-7)和公式(F.0.1-8)中的 Mx、My 應(yīng)分別用 Nηxeix、Nηyeiy 代替,其中,初始偏心距應(yīng)按下列公式計(jì)算:
eix=e0x+eax ?。?.3.14-1)
eiy=e0y+eay (7.3.14-2)
式中 e0x、e0y —— 軸向壓力對通過截面重心的 y 軸、x 軸的偏心距:e0x=M0x/N、e0y=M0y/N;
M0x、M0y —— 未考慮附加彎矩時(shí)軸向壓力在 x 軸、y 軸方向的彎矩設(shè)計(jì)值;
eax、eay —— x 軸、y 軸方向上的附加偏心距,按本規(guī)范第 7.3.3 條的規(guī)定確定;
ηx、ηy —— x 軸、y 軸方向上的偏心距增大系數(shù),按本規(guī)范第 7.3.10 條的規(guī)定確定。
2 按下列近似公式計(jì)算:
式中 Nu0 —— 構(gòu)件的截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值;
Nux —— 軸向壓力作用于x軸并考慮相應(yīng)的計(jì)算偏心距 ηxeix 后,按全部縱向鋼筋計(jì)算的構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值,此處,ηx 應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.10 條的規(guī)定計(jì)算;
Nuy —— 軸向壓力作用于 y 軸并考慮相應(yīng)的計(jì)算偏心距 ηyeiy 后,按全部縱向鋼筋計(jì)算的構(gòu)件偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值,此處,ηy 應(yīng)按本規(guī)范第 7.3.10 條的規(guī)定計(jì)算。
構(gòu)件的截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值 Nu0,可按本規(guī)范公式(7.3.1)計(jì)算,但應(yīng)取等號,將 N 以 Nu0 代替,且不考慮穩(wěn)定系數(shù) φ 及系數(shù) 0.9。
構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值 Nux,可按下列情況計(jì)算:
1)當(dāng)縱向鋼筋沿截面兩對邊配置時(shí),Nux 可按本規(guī)范第 7.3.4 條或第 7.3.5 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號,將 N 以 Nux 代替。
2)當(dāng)縱向鋼筋沿截面腹部均勻配置時(shí),Nux 可按本規(guī)范第 7.3.6 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號,將 N 以 Nux 代替。
構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值 Nuy 可采用與 Nux 相同的方法計(jì)算。
7.4 正截面受拉承載力計(jì)算
7.4.1 軸心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
N≤fyAs+fpyAp (7.4.1)
式中 N —— 軸向拉力設(shè)計(jì)值;
As、Ap —— 縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的全部截面面積。
7.4.2 矩形截面偏心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 小偏心受拉構(gòu)件
當(dāng)軸向拉力作用在鋼筋 As 與 Ap 的合力點(diǎn)和 As 與 Ap 的合力點(diǎn)之間時(shí)(圖 7.4.2a):
圖 7.4.2 矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算
(a)小偏心受拉構(gòu)件;(b)大偏心受拉構(gòu)件
Ne≤fyAs(h0-as)+fpyAp(h0-ap) ?。?.4.2-1)
Ne≤fyAs(h0-as)+fpyAp(h0-ap) ?。?.4.2-2)
2 大偏心受拉構(gòu)件
當(dāng)軸向拉力不作用在鋼筋 As 與 Ap 的合力點(diǎn)和 As 與 Ap 的合力點(diǎn)之間時(shí)(圖 7.4.2b):
N≤fyAs+fpyAp-fyAs-(σp0-fpy)Ap-α1fcbx ?。?.4.2-3)
Ne≤α1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)-(σp0-fpy)Ap(h0-ap) ?。?.4.2-4)
此時(shí),混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)滿足本規(guī)范公式(7.2.1-3)的要求。當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向普通受壓鋼筋時(shí),尚應(yīng)滿足本規(guī)范公式(7.2.1-4)的條件;當(dāng)不滿足時(shí),可按公式(7.4.2-2)計(jì)算。
3 對稱配筋的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(7.4.2-2)計(jì)算。
7.4.3 沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋的矩形、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(7.4.4-1)的規(guī)定,式中正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值Mu可按本規(guī)范公式(7.3.6-1)和公式(7.3.6-2)進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號,同時(shí)應(yīng)分別取 N=0 和以 Mu 代替 Ne。
沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形和圓形截面偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合本規(guī)范公式(7.4.4-1)的規(guī)定,式中的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值 Mu 可按本規(guī)范第 7.2.6 條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號,并以 Mu 代替 Nηei。
7.4.4 對稱配筋的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)符合下列規(guī)定:
(7.4.4-1)
式中 Nu0 —— 構(gòu)件的軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值;
e0 —— 軸向拉力作用點(diǎn)至截面重心的距離;
Mu —— 按通過軸向拉力作用點(diǎn)的彎矩平面計(jì)算的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值。
構(gòu)件的軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值 Nu0,按本規(guī)范公式(7.4.1)計(jì)算,但應(yīng)取等號,并以 Nu0 代替 N。按通過軸向拉力作用點(diǎn)的彎矩平面計(jì)算的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值Mu,可按本規(guī)范第 7.1 節(jié)的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。
公式(7.4.4-1)中的 e0/Mu 也可按下列公式計(jì)算:
(7.4.4-2)
式中 e0x、e0y —— 軸向拉力對通過截面重心的 y 軸、x 軸的偏心距;
Mux、Muy —— x 軸、y 軸方向的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第 7.2 節(jié)的規(guī)定計(jì)算。
7.5 斜截面承載力計(jì)算
7.5.1 矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件,其受剪截面應(yīng)符合下列條件:
當(dāng) hw/b≤4 時(shí)
N≤fyAs+fpyAp ?。?.5.1-1)
當(dāng) hw/b≥6 時(shí)
V≤0.2βcfcbh0 ?。?.5.1-2)
當(dāng) 4<H<hw/b<6 時(shí),按線性內(nèi)插法確定。
式中 V —— 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值;
βc —— 混凝土強(qiáng)度影響系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過 C50 時(shí),取 βc=1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為 C80 時(shí),取 βc=0.8;其間按線性內(nèi)插法確定;
fc —— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.1.4 采用;
b —— 矩形截面的寬度,T形截面或I形截面的腹板寬度;
h0 —— 截面的有效高度;
hw —— 截面的腹板高度:對矩形截面,取有效高度;對T形截面,取有效高度減去翼緣高度;對I形截面,取腹板凈高。
注:1 對T形或I形截面的簡支受彎構(gòu)件,當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)時(shí),公式(7.5.1-1)中的系數(shù)可改用 0.3;
2 對受拉邊傾斜的構(gòu)件,當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)時(shí),其受剪截面的控制條件可適當(dāng)放寬。
1 支座邊緣處的截面(圖 7.5.2a、b 截面 1-1);
圖 7.5.2 斜截面受剪承載力剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面
1-1 支座邊緣處的斜截面;2-2、3-3 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)的斜截面;4-4 箍筋截面面積或間距改變處的斜截面
2 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面(圖 7.5.2a 截面 2-2、3-3);
3 箍筋截面面積或間距改變處的截面(圖7.5.2b 截面 4-4);
4 腹板寬度改變處的截面。
注:1 對受拉邊傾斜的受彎構(gòu)件,尚應(yīng)包括梁的高度開始變化處、集中荷載作用處和其他不利的截面;
2 箍筋的間距以及彎起鋼筋前一排(對支座而言)的彎起點(diǎn)至后一排的彎終點(diǎn)的距離,應(yīng)符合本規(guī)范第 10.2.10 條和第 10.2.8 條的構(gòu)造要求。
7.5.3 不配置箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構(gòu)件,其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
V≤0.7βhftbh0 (7.5.3-1)
βh=(800/h0)1/4 ?。?.5.3-2)
式中 V —— 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值;
βh —— 截面高度影響系數(shù):當(dāng) h0<800mm 時(shí),取 h0=800mm;當(dāng) h0>2000mm 時(shí),取 h0=2000mm;
ft —— 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.1.4 采用。
7.5.4 矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件,當(dāng)僅配置箍筋時(shí),其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
V≤Vcs+Vp (7.5.4-1)
(7.5.4-2)
Vp=0.05Np0 ?。?.5.4-3)
式中 V —— 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值;
Vcs —— 構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值;
Vp —— 由預(yù)加力所提高的構(gòu)件受剪承載力設(shè)計(jì)值;
Asv —— 配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積:Asv=nAsv1,此處,n 為在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù),Asv1 為單肢箍筋的截面面積;
s —— 沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距;
fyv —— 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1 中的 fy 值采用;
Np0 —— 計(jì)算截面上混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力,按本規(guī)范第 6.1.14 條計(jì)算;當(dāng) Np0>0.3fcA0 時(shí),取 Np0=0.3fcA0,此處,A0 為構(gòu)件的換算截面面積。
對集中荷載作用下(包括作用有多種荷載,其中集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的 75%以上的情況)的獨(dú)立梁,當(dāng)按公式(7.5.4-1)計(jì)算時(shí),應(yīng)將公式(7.5.4-2)改為下列公式:
(7.5.4-4)
式中 λ —— 計(jì)算截面的剪跨比,可取 λ=a/h0,a為集中荷載作取點(diǎn)至支座或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離;當(dāng) λ<1.5 時(shí),取 λ=1.5,當(dāng) λ>3 時(shí),取 λ=3;集中荷載作用點(diǎn)至支座之間的箍筋,應(yīng)均勻配置。
注:1 對合力 Np0 引起的截面等矩與外彎矩方向相同的情況,以及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和允許出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁,均應(yīng)取Vp=0;
2 對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,在計(jì)算合力 Np0 時(shí),應(yīng)按本規(guī)范第 6.1.9 條和第 8.1.8 條的規(guī)定考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋傳遞長度的影響。
7.5.5 矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件,當(dāng)配置箍筋和彎起鋼筋時(shí),其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
V≤Vcs+Vp+0.8fyAsbsinαs+0.8fpyApbsinαp ?。?.5.5)
式中 V —— 配置彎起鋼筋處的剪力設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第 7.5.6 條的規(guī)定取用;
Vp —— 由預(yù)加力所提高的構(gòu)件的受剪承載力設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范公式(7.5.4-3)計(jì)算,但計(jì)算合力 Np0 時(shí)不考慮預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的作用;
Asb、Apb —— 同一彎起平面內(nèi)的非預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋、預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的載面面積;
αs、αp —— 斜截面上非預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋、預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱向軸線的夾角。
7.5.6 計(jì)算彎起鋼筋時(shí),其剪力設(shè)計(jì)值可按下列規(guī)定取用(圖 7.5.2a):
1 計(jì)算第一排(對支座而言)彎起鋼筋時(shí),取支座邊緣處的剪力值;
2 計(jì)算以后的每一排彎起鋼筋時(shí),取前一排(對支座而言)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的剪力值。
7.5.7 矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件,當(dāng)符合下列公式的要求時(shí):
V≤0.7ftbh0+0.05Np0 ?。?.5.7-1)
集中荷載作用下的獨(dú)立梁,當(dāng)符合下列公式的要求時(shí):
(7.5.7-2)
均可不進(jìn)行斜截面的受剪承載力計(jì)算,而僅需根據(jù)本規(guī)范第 10.2.9 條、第 10.2.10 條和第 10.2.11 條的有關(guān)規(guī)定,按構(gòu)造要求配置箍筋。
7.5.8 受拉邊傾斜的矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件,其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.5.8):
V≤Vcs+Vsp+0.8fyAsbsinαs ?。?.5.8-1)
(7.5.8-2)
式中 V —— 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值;
M —— 構(gòu)件斜截面受壓區(qū)末端的彎矩設(shè)計(jì)值;
Vcs —— 構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范公式(7.5.4-2)或公式(7.5.4-4)計(jì)算,其中,h0 取斜截面受拉區(qū)始端的垂直截面有效高度;
Vsp —— 構(gòu)件截面上受拉邊傾斜的縱向非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力的設(shè)計(jì)值在垂直方向的投影;對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,其值不應(yīng)大于 fyAssinβ;對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,其值不應(yīng)大于(fpyAp+fyAs)sinβ,且不應(yīng)小于 σpcApsinβ;
Zsv —— 同一截面內(nèi)箍筋的合力至斜截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離;
Zsb —— 同一彎起平面內(nèi)的彎起鋼筋的合力至斜截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離;
z —— 斜截面受拉區(qū)始端處縱向受拉鋼筋合力的水平分力至斜截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離,可近似取 z=0.9h0;
β —— 斜截面受拉區(qū)始端處傾斜的縱向受拉鋼筋的傾角;
c —— 斜截面的水平投影長度,可近似取 c=h0。
注:在梁截面高度開始變化處,斜截面的受剪承載力應(yīng)按等截面高度梁和變截面高度梁的有關(guān)公式分別計(jì)算,并應(yīng)按其中不利者配置箍筋和彎起鋼筋。
圖 7.5.8 受拉邊傾斜的受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算
7.5.9 受彎構(gòu)件斜截面的受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖 7.5.9):
圖 7.5.9 受彎構(gòu)件斜截面受彎承載力計(jì)算
M≤(fyAs+fpyAp)z+ΣfyAsbzsb+ΣfpyApbzpb+ΣfyvAsvzsv?。?.5.8-1)
V=ΣfyAsbsinαs+ΣfpyApbsinαp+ΣfyvAsv (7.5.9-2)
式中 V —— 斜截面受壓區(qū)末端的剪力設(shè)計(jì)值;
z —— 縱向非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋的合力至受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離,可近似取 z=0.9h0;
zsb、zpb —— 同一彎起平面內(nèi)的非預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋、預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的合力至斜截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離;
zsv —— 同一斜截面上箍筋的合力至斜截面受壓區(qū)合力點(diǎn)的距離。
在計(jì)算先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件端部錨固區(qū)的斜截面受彎承載力時(shí),公式中的 fpy 應(yīng)按下列規(guī)定確定:
錨固區(qū)內(nèi)的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值在錨固起點(diǎn)外應(yīng)取為零,在錨固終點(diǎn)處應(yīng)取為 fpy,在兩點(diǎn)之間可按線性內(nèi)插法確定。此時(shí),縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長度 la 應(yīng)按本規(guī)范第 9.3.1 條確定。
7.5.10 受彎構(gòu)件中配置的縱向鋼筋的箍筋,當(dāng)符合本規(guī)范第 9.3.1 條至第 9.3.3 條、第 10.2.2 條至第 10.2.4 條、第 10.2.7 條和第 10.2.10 條規(guī)定的構(gòu)造要求時(shí),可不進(jìn)行構(gòu)件斜截面的受彎承載力計(jì)算。
7.5.11 矩形、T形和I形截面的鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件,其受剪截面應(yīng)符合本規(guī)范第 7.5.1 條的規(guī)定。
7.5.12 矩形、T形和I形截面的鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件,其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.5.12)
式中 λ —— 偏心受壓構(gòu)件計(jì)算截面的剪跨比;
N —— 與剪力設(shè)計(jì)值V相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng) N>0.3fcA 時(shí),取 N=0.3fcA,此處,A 為構(gòu)件的截面面積。
計(jì)算截面的剪跨比應(yīng)按下列規(guī)定取用:
1 對各類結(jié)構(gòu)的框架柱,宜取 λ=M/(Vh0);對框架結(jié)構(gòu)中的框架柱,當(dāng)其反彎點(diǎn)在層高范圍內(nèi)時(shí),可取 λ=Hn/(2h0) ;當(dāng) λ<1 時(shí),取 λ=1;當(dāng) λ>3 時(shí),取 λ=3;此處,M 為計(jì)算截面上與剪力設(shè)計(jì)值 V 相應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值,Hn 為柱凈高。
2 對其他偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)承受均布荷載時(shí),取 λ=1.5;當(dāng)承受符合本規(guī)范第 7.5.4 條規(guī)定的集中荷載時(shí),取 λ=a/h0,當(dāng) λ<1.5 時(shí),取 λ=1.5;當(dāng) λ>3時(shí),取 λ=3;此處,a 為集中荷載至支座或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離。
7.5.13 矩形、T形和I形截面的鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)符合下列公式的要求時(shí):
(7.5.13)
可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算,而僅需根據(jù)本規(guī)范第 10.3.2 條的規(guī)定,按構(gòu)造要求配置箍筋。式中的剪跨比和軸向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)按本規(guī)范第 7.5.12 條確定。
7.5.14 矩形、T形和I形截面的鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件,其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.5.14)
式中 N —— 與剪力設(shè)計(jì)值V相應(yīng)的軸向拉力設(shè)計(jì)值;
λ —— 計(jì)算截面的剪跨比,按本規(guī)范第 7.5.12 條確定。
當(dāng)公式(7.5.14)右邊的計(jì)算值小于 fyv(Asv/s)h0 時(shí),應(yīng)取等于 fyv(Asv/s)h0 ,且 fyv(Asv/s)h0 值不得小于 0.36ftbh0。
7.5.15 圓形截面的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件,其斜截面受剪承載力可按本規(guī)范第7.5.1 至第 7.5.13 條計(jì)算,此時(shí),上述條文公式中的截面寬度 b 和截面有效高度 h0 應(yīng)分別以 1.76r 和 1.6r 代替,此處,r 為圓形截面的半徑。
7.5.16 矩形截面雙向受剪的鋼筋混凝土框架柱,其受剪截面應(yīng)符合下列條件:
Vx≤0.25βcfcbh0cosθ ?。?.5.16-1)
Vy≤0.25βcfchb0sinθ ?。?.5.16-2)
式中 Vx —— x 軸方向的剪力設(shè)計(jì)值,對應(yīng)的截面有效高度為 h0,截面寬度為 b;
Vy —— y 軸方向的剪力設(shè)計(jì)值,對應(yīng)的截面有效高度為 b0,截面寬度為 h;
θ —— 斜向剪力設(shè)計(jì)值V的作用方向與x軸的夾角,θ=arctan(Vy/Vx)。
7.5.17 矩形截面雙向受剪的鋼筋混凝土框架柱,其斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.5.17-1)
(7.5.17-2)
在 x 軸、y 軸方向的斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)值 Vux、Vuy 應(yīng)按下列公式計(jì)算:
(7.5.17-3)
(7.5.17-4)
式中 λx、λy —— 框架柱的計(jì)算剪跨比,按本規(guī)范 7.5.12 條的規(guī)定確定;
Asvx、Asvy —— 配置在同一截面內(nèi)平行于 x 軸、y 軸的箍筋各肢截面面積的總和;
N —— 與斜向剪力設(shè)計(jì)值V相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng) N>0.3fcA 時(shí),取 N=0.3fcA,此處,A 為構(gòu)件的截面面積。
在設(shè)計(jì)截面時(shí),可在公式(7.5.17-1)、公式(7.5.17-2)中近似取 Vux/Vuy=1 后直接進(jìn)行計(jì)算。
7.5.18 矩形截面雙向受剪的鋼筋混凝土框架柱,當(dāng)符合下列要求時(shí):
(7.5.18-1)
(7.5.18-2)
可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算,而僅需根據(jù)本規(guī)范第 10.3.2 條的規(guī)定,按構(gòu)造要求配置箍筋。
7.6 扭曲截面承載力計(jì)算
7.6.1 在彎矩、剪力和扭矩共同作用下,對 hw/b≤6 的矩形、T形、I形截面和 hw/tw≤6 的箱形截面構(gòu)件 (圖 7.6.1),其截面應(yīng)符合下列條件:
圖 7.6.1 受扭構(gòu)件截面
當(dāng) hw/b(或 hw/tw)≤4 時(shí)
(7.6.1-1)
當(dāng) hw/b(或 hw/tw)=6 時(shí)
(7.6.1-2)
當(dāng) 4<H<h</H<Hw/b(或 hw/tw)<6 時(shí),按線性內(nèi)插法確定。
式中 T —— 扭矩設(shè)計(jì)值;
b —— 矩形截面的寬度,T形或I形截面的腹板寬度,箱形截面的側(cè)壁總厚度 2tw;
h0 —— 截面的有效高度;
Wt —— 受扭構(gòu)件的截面受扭塑性抵抗矩,按本規(guī)范第 7.6.3 條的規(guī)定計(jì)算;
hw —— 截面的腹板高度:對矩形截面,取有效高度 h0;對T形截面,取有效高度減去翼緣高度;對I形和箱形截面,取腹板凈高;
tw —— 箱形截面壁厚,其值不應(yīng)小于 bh/7,此處,bh 為箱形截面的寬度。</H
注:當(dāng) hw/b(或 hw/tw)>6 時(shí),受扭構(gòu)件的截面尺寸條件及扭曲截面承載力計(jì)算應(yīng)符合專門規(guī)定。
7.6.2 在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的構(gòu)件(圖 7.6.1),當(dāng)符合下列公式的要求時(shí):
(7.6.2-1)
(7.6.2-2)
均可不進(jìn)行構(gòu)件受剪扭承載力計(jì)算,僅需根據(jù)本規(guī)范第 10.2.5 條、第 10.2.11 條和第 10.2.12 條的規(guī)定,按構(gòu)造要求配置縱向鋼筋和箍筋。
式中 Np0 —— 計(jì)算截面上混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力,按本規(guī)范第 6.1.14 條的規(guī)定計(jì)算,當(dāng) Np0>0.3fcA0 時(shí),取 Np0=0.3fcA0,此處,A0 為構(gòu)件的換算截面面積;
N —— 與剪力、扭矩設(shè)計(jì)值 V、T 相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng) N>0.3fcA 時(shí),取 N=0.3fcA,此處,A 為構(gòu)件的截面面積。
7.6.3 受扭構(gòu)件的截面受扭塑性抵抗矩應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:
1 矩形截面
(7.6.3-1)
式中 b、h —— 矩形截面的短邊尺寸、長邊尺寸。
2?。孕魏停尚谓孛?/DIV>
(7.6.3-2)
1)腹板
(7.6.3-3)
2)受壓翼緣
(7.6.3-4)
3)受拉翼緣
(7.6.3-5)
式中 b、h —— 腹板寬度、截面高度;
bf、bf —— 截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣寬度;
hf、hf —— 截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣寬度.
計(jì)算時(shí)取用的翼緣寬度尚應(yīng)符合 bf≤b+6hf 及 bf≤b+6hf 的規(guī)定。
3 箱形截面
(7.6.3-6)
式中 bh、hh —— 箱形截面的短邊尺寸、長邊尺寸。
7.6.4 矩形截面純扭構(gòu)件的受扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.6.4-1)
(7.6.4-2)
對鋼筋混凝土純扭構(gòu)件,其 ξ 值應(yīng)符合 0.6≤ξ≤1.7 的要求,當(dāng) ξ>1.7時(shí),取 ξ=1.7。
對偏心距 ep0≤h/6 的預(yù)應(yīng)力混凝土純扭構(gòu)件,當(dāng)符合 ξ≥1.7 時(shí),可在公式(7.6.4-1)的右邊增加預(yù)加力影響項(xiàng) ,此處,Np0 的取值應(yīng)符合本規(guī)范第 7.6.2 條的規(guī)定:在公式(7.6.4-1)中取 ξ=1.7。
式中 ξ —— 受扭的縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值;
Astl —— 受扭計(jì)算中取對稱布置的全部縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積;
Ast1 —— 受扭計(jì)算中沿截面周邊配置的箍筋單肢截面面積;
fyv —— 受扭箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1 中的 fy 值采用;
fy —— 受扭縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1 采用;
Acor —— 截面核心部分的面積:Acor=bcorhcor,此處,bcor、hcor 為箍筋內(nèi)表面范圍內(nèi)截面核心部分的短邊,長邊尺寸;
ucor —— 截面核心部分的周長:ucor=2(bcor+hcor) 。
7.6.5?。孕魏停尚谓孛婕兣?gòu)件,可將其截面劃分為幾個矩形截面,分別按本規(guī)范第 7.6.4 條進(jìn)行受扭承載力計(jì)算。
每個矩形截面的扭矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:
1 腹板
(7.6.5-1)
2 受壓翼緣
(7.6.5-2)
3 受拉翼緣
(7.6.5-3)
式中 T —— 構(gòu)件截面所承受的扭矩設(shè)計(jì)值;
Tw —— 腹板所承受的扭矩設(shè)計(jì)值;
Tf、Tf —— 受壓翼緣、受拉翼緣所承受的扭矩設(shè)計(jì)值。
7.6.6 箱形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.6.6)
式中 αh —— 箱形截面壁厚影響系數(shù):αh=2.5tw/bh,當(dāng) αh>1.0 時(shí),取 αh=1.0。
此處,ξ 值應(yīng)按本規(guī)范公式(7.6.4-2)計(jì)算,且應(yīng)符合 0.6≤ξ≤1.7 的要求,當(dāng) ξ>1.7 時(shí),取 ξ=1.7。
7.6.7 在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面鋼筋混凝土構(gòu)件,其受扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(7.6.7)
式中 N —— 與扭矩設(shè)計(jì)值T相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng) N>0.3fcA 時(shí),取 N=0.3fcA;
A —— 構(gòu)件截面面積。
此處,ξ 值應(yīng)按本規(guī)范第 7.6.4 條的規(guī)定確定。
7.6.8 在剪力和扭矩共同作用下的矩形截面剪扭構(gòu)件,其受剪扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 一般剪扭構(gòu)件
1)受剪承載力
(7.6.8-1)
(7.6.8-2)
式中 Asv —— 受剪承載力所需的箍筋截面面積;
βt —— 一般剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù):當(dāng) βt<0.5 時(shí),取 βt=0.5;當(dāng) βt>1 時(shí),取 βt=1。
2)受扭承載力
(7.6.8-3)
此處,ξ 值應(yīng)按本規(guī)范第 7.6.4 條的規(guī)定確定。
2 集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件
1)受剪承載力
(7.6.8-4)
(7.6.8-5)
式中 λ —— 計(jì)算截面的剪跨比,按本規(guī)范第 7.5.4 條的規(guī)定取用;
βt —— 集中荷載作用下剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù):當(dāng) βt<0.5 時(shí),取 βt=0.5;當(dāng) βt>1 時(shí),取 βt=1。
2)受扭承載力
受扭承載力仍應(yīng)按公式(7.6.8-3)計(jì)算,但式中的 βt 應(yīng)按公式(7.6.8-5)計(jì)算。
7.6.9 T形和I形截面剪扭構(gòu)件的受剪扭承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:
1 剪扭構(gòu)件的受剪承載力,按本規(guī)范公式(7.6.8-1)與(7.6.8-2)或公式(7.6.8-4)與(7.6.8-5)進(jìn)行計(jì)算,但計(jì)算時(shí)應(yīng)將 T 及 Wt 分別以 Tw 及 Wtw 代替;
2 剪扭構(gòu)件的受扭承載力,可根據(jù)本規(guī)范第 7.6.5 條的規(guī)定劃分為幾個矩形截面分別進(jìn)行計(jì)算;腹板可按本規(guī)范公式(7.6.8-3)、公式(7.6.8-2)或公式(7.6.8-3)、公式(7.6.8-5)進(jìn)行計(jì)算,但計(jì)算時(shí)應(yīng)將 T 及 Wt 分別以 Tw 及 Wtw 代替;受壓翼緣及受拉翼緣可按本規(guī)范第
7.6.4 條純扭構(gòu)件的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但計(jì)算時(shí)應(yīng)將 T 及 Wt 分別以 Tf 及 Wtf 及 Wtf 代替。
7.6.10 箱形截面鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件的受剪扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 一般剪扭構(gòu)件
1)受剪承載力
(7.6.10-1)
2)受扭承載力
(7.6.10-2)
以上兩個公式中的 βt 值應(yīng)按本規(guī)范公式(7.6.8-2)計(jì)算,但式中的 Wt 應(yīng)以 αhWt 代替;αh 值和 ξ 值應(yīng)按本規(guī)范第 7.6.6 條的規(guī)定確定。
2 集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件
1)受剪承載力
(7.6.10-3)
式中的 βt 值應(yīng)按本規(guī)范公式(7.6.8-5)計(jì)算,但式中的 Wt 應(yīng)以 αhWt 代替。
2)受扭承載力
受扭承載力仍應(yīng)按公式(7.6.10-2)計(jì)算,但式中的 βt 值應(yīng)按本規(guī)范公式(7.6.8-5)計(jì)算,但式中的 Wt 應(yīng)以 αhWt 代替。
7.6.11 在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形、I形和箱形截面的彎剪扭構(gòu)件,可按下列規(guī)定進(jìn)行承載力計(jì)算:
1 當(dāng) V≤0.35ftbh0 或 V≤0.875ftbh0/(λ+1)時(shí),可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計(jì)算;
2 當(dāng) T≤0.175ftWt 或 T≤0.175αhftWt 時(shí),可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計(jì)算。
7.6.12 矩形、T形、I形和箱形截面彎剪扭構(gòu)件,其縱向鋼筋截面面積應(yīng)分別按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置;箍筋截面面積應(yīng)分別按剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置。
7.6.13 在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,其受剪扭承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 受剪承載力
(7.6.13-1)
2 受扭承載力
(7.6.13-2)
式中 λ —— 計(jì)算截面的剪跨比,按本規(guī)范第 7.5.12 條確定。
以上兩個公式中的 βt 值應(yīng)按本規(guī)范公式(7.6.8-5)計(jì)算,ξ 值應(yīng)按本規(guī)范第 7.6.4 條的規(guī)定確定。
7.6.14 在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,當(dāng) T≤(0.175ft+0.035N/A)Wt 時(shí),可僅按偏心受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力和框架柱斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計(jì)算。
7.6.15 在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,其縱向鋼筋截面面積應(yīng)分別按偏心受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置;箍筋截面面積應(yīng)分別按剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置。
7.6.16 對屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩宜考慮內(nèi)力重分布。
考慮內(nèi)力重分布后的支承梁,應(yīng)按彎剪扭構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算,配置的縱向鋼筋和箍筋尚應(yīng)合本規(guī)范第 10.2.5 條、第 10.2.11 條和第 10.2.12 條的規(guī)定。
7.7 受沖切承載力計(jì)算
7.7.1 在局部荷載或集中反力作用下不配置箍筋或彎起鋼筋的板,其受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖7.7.1):
圖 7.7.1 板受沖切承載力計(jì)算
(a)局部荷載作用下;(b)集中反力作用下
1-沖切破壞錐體的斜截面;2-臨界截面;3-臨界界面;4-沖切錐體的底面線
Fl≤(0.7βhft+0.15σpc,m)ηumh0 ?。?.7.1-1)
公式(7.7.1-1)中的系數(shù) η,應(yīng)按下列兩個公式計(jì)算,并取其中較小值:
η1=0.4+1.2/βs ?。?.7.1-2)
(7.7.1-3)
式中 Fl —— 局部荷載設(shè)計(jì)值或集中反力設(shè)計(jì)值;對板柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn),取柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值的層間差值減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)板所承受的荷載設(shè)計(jì)值;當(dāng)有不平衡彎矩時(shí),應(yīng)按本規(guī)范第 7.7.5 條的規(guī)定確定;
βh —— 截面高度影響系數(shù):當(dāng) h≤800mm 時(shí),取 βh=1.0;當(dāng) h≥2000mm 時(shí),取 βh=0.9,其間按線性內(nèi)插法取用;
ft —— 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
σpc,m —— 臨界截面周長上兩個方向混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力按長度的加權(quán)平均值,其值宜控制在 1.0~3.5N/mm2 范圍內(nèi);
um —— 臨界截面的周長:距離局部荷載或集中反力作用面積周邊 h0/2 處板垂直截面的最不利周長;
h0 —— 截面有效高度,取兩個配筋方向的截面有效高度的平均值;
η1 —— 局部荷載或集中反力作用面積形狀的影響系數(shù);
η2 —— 臨界截面周長與板截面有效高度之比的影響系數(shù);
βs —— 局部荷載或集中反力作用面積為矩形時(shí)的長邊與短邊尺寸的比值,βs 不宜大于 4;當(dāng) βs<2 時(shí),取 βs=2;當(dāng)面積為圓形時(shí),取 βs=2;
αs —— 板柱結(jié)構(gòu)中柱類型的影響系數(shù):對中性,取 αs=40;對邊柱,取 αs=30;對角柱,取 αs=20。
7.7.2 當(dāng)板開有孔洞且孔洞至局部荷載或集中反力作用面積邊緣的距離不大于 6h0 時(shí),受沖切承載力計(jì)算中取用的臨界截面周長 um,應(yīng)扣除局部荷載或集中反力作用面積中心至開孔外邊畫出兩條切線之間所包含的長度(圖 7.7.2)。
圖 7.7.2 鄰近孔洞時(shí)的臨界界面周長
1-局部荷載或集中力作用面;2-臨界界面周長;3-孔洞;4-應(yīng)扣除的長度
注:當(dāng)圖中 l1>l2 時(shí),孔洞邊長 l2 用 代替
7.7.3 在局部荷載或集中反力作用下,當(dāng)受沖切承載力不滿足本規(guī)范第 7.7.1 條的要求且板厚受到限制時(shí),可配置箍筋或彎起鋼筋。此時(shí),受沖切截面應(yīng)符合下列條件:
Fl≤1.05ftηumh0 ?。?.7.3-1)
配置箍筋或彎起鋼筋的板,其受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當(dāng)配置箍筋時(shí)
Fl≤(0.35ft+0.15σpc,m)ηumh0+0.8fyvAsvu ?。?.7.3-2)
2 當(dāng)配置彎起鋼筋時(shí)
Fl≤(0.35ft+0.15σpc,m)ηumh0+0.8fyAsbusinα (7.7.3-3)
式中 Asvu —— 與呈 45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部箍筋截面面積;
Asbu —— 與呈 45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部彎起鋼筋截面面積;
α —— 彎起鋼筋與板底面的夾角。
板中配置的抗沖切箍筋或彎起鋼筋,應(yīng)符合本規(guī)范第 10.1.10 條的構(gòu)造規(guī)定。
對配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)按本規(guī)范第 7.7.1 條的要求進(jìn)行受沖切承載力計(jì)算,此時(shí),um 應(yīng)取配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外 0.5h0 處的最不利周長。
注:當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí),也可配置其他有效形式的抗沖切鋼筋(如工字鋼、槽鋼、抗剪錨栓和扁鋼U形箍等)。
7.7.4 對矩形截面柱的階形基礎(chǔ),在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖7.7.4):
圖 7.7.4 計(jì)算階形基礎(chǔ)的受沖切承載力截面位置
(a)柱與基礎(chǔ)交接處;(b)基礎(chǔ)變階處
1-沖切破壞錐體最不利一側(cè)的斜截面;2-沖切破壞錐體的底面線
Fl≤0.7βhftbmh0 ?。?.7.4-1)
Fl=psA (7.7.4-2)
bm=bt+bb/2 ?。?.7.4-3)
式中 h0 —— 柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的截面有效高度,取兩個配筋方向的截面有效高度的平均值;
Ps —— 按荷載效應(yīng)基本組合計(jì)算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值(可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重),當(dāng)基礎(chǔ)偏心受力時(shí),可取用最大的地基反力設(shè)計(jì)值;
A —— 考慮沖切荷載時(shí)取用的多邊形面積(圖 7.7.4 中的陰影面積 ABCDEF);
bt —— 沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長:當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí),取柱寬;當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí),取上階寬;
bb —— 柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長,bb=bt+2h0。
7.7.5 板柱結(jié)構(gòu)在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)考慮板柱節(jié)點(diǎn)臨界截面上的剪應(yīng)力傳遞不平衡彎矩、并按本規(guī)范第 7.7.1 條或第 7.7.3 條進(jìn)行受沖切承載力計(jì)算時(shí),其集中反力設(shè)計(jì)值 Fl 應(yīng)以等效集中反力設(shè)計(jì)值 Fl,eq 代替,F(xiàn)l,eq 可按本規(guī)范附錄 G 的規(guī)定計(jì)算。
7.8 局部受壓承載力計(jì)算
7.8.1 配置間接鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其局部受壓區(qū)的截面尺寸應(yīng)符合下列要求:
Fl≤1.35βcβlfcAln ?。?.7.1-1)
(7.8.1-2)
式中 Fl —— 局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設(shè)計(jì)值;對反張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的錨頭局壓區(qū)的壓力設(shè)計(jì)值,應(yīng)取 1.2 倍張拉控制力;
fc —— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的張拉階段驗(yàn)算中,應(yīng)根據(jù)相應(yīng)階段的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度 fcu 值按本規(guī)范表 4.1.4 的規(guī)定以線性內(nèi)插法確定;
βc —— 混凝土強(qiáng)度影響系數(shù),按本規(guī)范第 7.5.1 條的規(guī)定取用;
βl —— 混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù);
Al —— 混凝土局部受壓面積;
Aln —— 混凝土局部受壓凈面積;對后張法構(gòu)件,應(yīng)在混凝土局部受壓面積中扣除孔道、凹槽部分的面積;
Ab —— 局部受壓的計(jì)算底面積,按本規(guī)范第 7.8.2 條確定。
7.8.2 局部受壓的計(jì)算面積 Ab,可由局部受壓面積與計(jì)算底面積按同心、對稱的原則確定;對常用情況,可按圖 7.8.2 取用。
圖 7.8.2 局部受壓的計(jì)算底面積
7.8.3 當(dāng)配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積 Acor≥Al 時(shí)(圖 7.8.3),局部受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
Fl≤0.9(βcβlfc+2αρvβcorfy)Aln ?。?.8.3-1)
當(dāng)為方格網(wǎng)式配筋時(shí)(圖 7.8.3a),其體積配筋率 ρv 應(yīng)按下列公式計(jì)算:
(7.8.3-2)
此時(shí),鋼筋網(wǎng)兩個方向上單位長度內(nèi)鋼筋截面面積的比值不宜大于 1.5。
當(dāng)為螺旋式配筋時(shí)(圖 7.8.3b),其體積配筋率 ρv 應(yīng)按下列公式計(jì)算:
ρv=4Ass1/(dcors) ?。?.8.3-3)
式中 βcor —— 配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù),仍按本規(guī)范公式(7.8.1-2)計(jì)算,但 Ab 以 Acor 代替,當(dāng) Acor>Ab 時(shí),應(yīng)取 Acor=Ab;
fy —— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范表 4.2.3-1 采用;
α —— 間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù),按本規(guī)范第 7.3.2 條的規(guī)定取用;
Acor —— 方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核心面積,其重心應(yīng)與 Al 的重心重合,計(jì)算中仍按同心、對稱的原則取值;
ρv —— 間接鋼筋的體積配筋率(核心面積 Acor 范圍內(nèi)單位混凝土體積所含間接鋼筋的體積);
n1、As1 —— 方格網(wǎng)沿 l1 方向的鋼筋根數(shù)、單根鋼筋的截面面積;
n2、As2 —— 方格網(wǎng)沿 l2 方向的鋼筋根數(shù)、單根鋼筋的截面面積;
Ass1 —— 單根螺旋式間接鋼筋的截面面積;
dcor —— 螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土截面直徑;
s —— 方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋的間距,宜取 30~80mm。
間接鋼筋應(yīng)配置在圖 7.8.3 所規(guī)定的高度 h 范圍內(nèi),對方格網(wǎng)式鋼筋,不應(yīng)少于 4 片;對螺旋式鋼筋,不應(yīng)少于 4 圈。對柱接頭,h 尚不應(yīng)小于 15d,d 為柱的縱向鋼筋直徑。
圖 7.8.3 局部受壓區(qū)的間接鋼筋
(a)方格網(wǎng)式配筋;(b)螺旋式配筋
7.9 疲勞驗(yàn)算
7.9.1 需作疲勞驗(yàn)算的受彎構(gòu)件,其正截面疲勞應(yīng)力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:
1 截面應(yīng)變保持平面;
2 受壓區(qū)混凝土的法向應(yīng)力圖形取為三角形;
3 對鋼筋混凝土構(gòu)件,不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度,拉力全部由縱向鋼筋承受;對要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,受拉區(qū)混凝土的法向應(yīng)力圖形取為三角形;
4 采用換算截面計(jì)算。
7.9.2 在疲勞驗(yàn)算中,荷載應(yīng)取用標(biāo)準(zhǔn)值;對吊車荷載應(yīng)乘以動力系數(shù),吊車荷載的動力系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009 的規(guī)定取用。對跨度不大于 12m 的吊車梁,可取用一臺最大吊車荷載。
7.9.3 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件疲勞驗(yàn)算時(shí),應(yīng)計(jì)算下列部位的應(yīng)力:
1 正截面受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應(yīng)力和縱向受拉鋼筋的應(yīng)力幅;
2 截面中和軸處混凝土的剪應(yīng)力和箍筋的應(yīng)力幅。
注:縱向受壓鋼筋可不進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。
7.9.4 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的疲勞應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:
σfc,max≤ffc ?。?.9.4-1)
Δσfsi≤Δffy (7.9.4-2)
式中 σfc,max —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)截面受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土壓應(yīng)力,按本規(guī)范公式(7.9.5-1)計(jì)算;
Δσfsi —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)截面受拉區(qū)第 i 層縱向鋼筋的應(yīng)力幅,按本規(guī)范公式(7.9.5-2)計(jì)算;
ffc —— 混凝土軸心抗壓疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第 4.1.6 條確定;
Δffy —— 鋼筋的疲勞應(yīng)力幅限值,按本規(guī)范表 4.2.5-1 采用。
注:當(dāng)縱向受拉鋼筋為同一鋼種時(shí),可僅驗(yàn)算最外層鋼筋的應(yīng)力幅。
7.9.5 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的混凝土壓應(yīng)力和鋼筋的應(yīng)力幅應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應(yīng)力
σfc,max=Mfmaxx0/If0 (7.9.5-1)
2 縱向受拉鋼筋的應(yīng)力幅
Δσfsi=σfsi,max-σfsi,min ?。?.9.5-1)
σfsi,min=αfEMfmin(h0i-x0)/If0 ?。?.9.5-2)
σfsi,max=αfEMfmax(h0i-x0)/If0 ?。?.9.5-3)
式中 Mfmax、Mfmin —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)同一截面上在相應(yīng)荷載組合下產(chǎn)生的最大彎矩值、最小彎矩值;
σfsi,min、σfsi,max —— 由彎矩 Mfmin、Mfmax 引起相應(yīng)截面受拉區(qū)第i層縱向鋼筋的應(yīng)力;
αfE —— 鋼筋的彈性模量與混凝土疲勞變形模量的比值:αfE=Es/Efc;
If0 —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)相應(yīng)于彎矩 Mfmax 與 Mfmin 為相同方向時(shí)的換算截面慣性矩;
x0 —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)相應(yīng)于彎矩 Mfmax 與 Mfmin 為相同方向時(shí)的換算截面受壓區(qū)高度;
h0i —— 相應(yīng)于彎矩 Mfmax 與 Mfmin 為相同方向時(shí)的截面受壓區(qū)邊緣至受拉區(qū)第 i 層縱向鋼筋截面重心的距離。
當(dāng)彎矩 Mfmin 與彎矩 Mfmax 的方向相反時(shí),公式(7.9.5-3)中 h0i、X0 和 If0 應(yīng)以截面相反位置的 h0i、x0 和 If0 代替。
7.9.6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件疲勞驗(yàn)算時(shí),換算截面的受壓區(qū)高度 x0、x0 和慣性矩 If0、If0 應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 矩形及翼緣位于受拉區(qū)的T形截面
bx20/2+αfEAs(X0-as)-αfEAs(h0-x0)=0 (7.9.6-1)
If0=bx30/3+αfEAs(X0-as)2+αfEAs(h0-x0)2 ?。?.9.6-2)
2?。尚渭耙砭壩挥谑軌簠^(qū)的T形截面
1)當(dāng) x0>hf 時(shí)(圖 7.9.6)
圖 7.9.6 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面疲勞應(yīng)力計(jì)算
bfx20/2-(bf-b)(x0-h(huán)f)2/2+αfEAs(x0-as)-αfEAs(h0-x0)=0 (7.9.6-3)
If0=bfx30/3-(bf-b)(x0-h(huán)f)3/3+αfEAs(X0-as)2+αfEAs(h0-x0)2 ?。?.9.6-4)
2)當(dāng) x0≤hf 時(shí),按寬度為 bf 的矩形截面計(jì)算。
3 對 x0、If0 的計(jì)算,仍可采用上述 x0、If0 的相應(yīng)公式;當(dāng) 彎矩Mfmin 與 Mfmax 的方向相反時(shí),與 x0、x0 相應(yīng)的受壓區(qū)位置分別在該截面的下側(cè)和上側(cè);當(dāng)彎矩 Mfmin 與 Mfmax 的方向相同時(shí),可取 x0=x0、If0=If0。
注:1 當(dāng)縱向受拉鋼筋沿截面高度分層布置時(shí),上述公式中的 As 及 h0 應(yīng)分別按分層的 Asi 及 h0i 進(jìn)行計(jì)算。
2 縱向受壓鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合 αfEσfc≤fy 的條件;當(dāng) αfEσfc>fy 時(shí),本條各公式中αfEAs 應(yīng)以 fyAs/σfc 代替,此處,fy 為縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,σfc 為縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)處的混凝土應(yīng)力。
7.9.7 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面的疲勞驗(yàn)算及剪力的分配應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 截面中和軸處的剪應(yīng)力,當(dāng)符合下列條件時(shí):
τf≤0.6fft ?。?.9.7-1)
該區(qū)段的剪力全部由混凝土承受,此時(shí),箍筋可按構(gòu)造要求配置。
式中 τf —— 截面中和軸處的剪應(yīng)力,按本規(guī)范第 7.9.8 條計(jì)算;
fft —— 混凝土軸心抗拉疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第 4.1.6 條確定。
2 截面中和軸處的剪應(yīng)力不符合公式(7.9.7-1)的區(qū)段,其剪力應(yīng)由箍筋和混凝土共同承受。此時(shí),箍筋的應(yīng)力幅Δσfsv應(yīng)符合下列規(guī)定:
Δσfsv≤Δffyv ?。?.9.7-2)
式中 Δσfsv —— 箍筋的應(yīng)力幅,按本規(guī)范公式(7.9.9-1)計(jì)算;
Δffyv —— 箍筋的疲勞應(yīng)力幅限值,按本規(guī)范表 4.2.5-1 中的 Δffy 采用。
7.9.8 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中和軸處的剪應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算:
τf=Vfmax/bz0 ?。?.9.8)
式中 Vfmax —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)在相應(yīng)荷載組合下構(gòu)件驗(yàn)算截面的最大剪力值;
b —— 矩形截面寬度,T形、I形截面的腹板寬度;
z0 —— 受壓區(qū)合力點(diǎn)至受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離,此時(shí),受壓區(qū)高度 x0 按本規(guī)范公式(7.9.6-1)或(7.9.6-3)計(jì)算。
7.9.9 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面上箍筋的應(yīng)力幅應(yīng)按下列公式計(jì)算:
Δσfsv=(ΔVfmax-0.1ηfftbh0)s/(Asvz0) (7.9.9-1)
ΔVfmax=Vfmax-Vfmin ?。?.9.9-2)
η=ΔVfmax/Vfmax ?。?.9.9-3)
式中 ΔVfmax —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)構(gòu)件驗(yàn)算截面的最大剪力幅值;
Vfmin —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)在相應(yīng)荷載組合下構(gòu)件驗(yàn)算截面的最小剪力值;
η —— 最大剪力幅相對值;
s —— 箍筋的間距;
Asv —— 配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積。
7.9.10 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件疲勞驗(yàn)算時(shí),應(yīng)計(jì)算下列部位的應(yīng)力:
1 正截面受拉區(qū)和受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應(yīng)力及受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅;
2 截面重心及截面寬度劇烈改變處在混凝土主拉應(yīng)力。
7.9.11 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面的疲勞應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應(yīng)力
1)當(dāng)為壓應(yīng)力時(shí)
σfcc,max≤ffc ?。?.9.11-1)
2)當(dāng)為拉應(yīng)力時(shí)
σfct,max≤fft ?。?.9.11-2)
2 受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅
Δσfp≤Δffpy ?。?.9.11-3)
3 受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅
Δσfs≤Δffy ?。?.9.11-4)
式中 σfcc,max —— 受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維混凝土的最大壓應(yīng)力(取絕對值),按本規(guī)范公式(7.9.12-1)或公式(7.9.12-2)計(jì)算確定;
σfct,max —— 受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維混凝土的最大拉應(yīng)力,按本規(guī)范公式(7.9.12-1)或公式(7.9.12-2)計(jì)算確定;
Δσfp —— 受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅,按本規(guī)范公式(7.9.12-3)計(jì)算;
Δffpy —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋疲勞應(yīng)力幅限值,按本規(guī)范表 4.2.5-2 采用;
Δσfs —— 受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅,按本規(guī)范公式(7.9.12-6)計(jì)算;
Δffy —— 非預(yù)應(yīng)力鋼筋疲勞應(yīng)力幅限值,按本規(guī)范表 4.2.5-1 采用。
7.9.12 對要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,其正截面的混凝土、縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小、最大應(yīng)力和應(yīng)力幅應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維的混凝土應(yīng)力
σfc,min 或 σfc,max=σpc+ (Mfmin/I0)y0 (7.9.12-1)
σfc,max 或 σfc,min=σpc+ (Mfmax/I0)y0 (7.9.12-2)
2 受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力及應(yīng)力幅
Δσfp=σfp,max-σfp,miny0 ?。?.9.12-3)
σfp,min=σpe+αpE(Mfmin/I0)y0p (7.9.12-4)
σfp,max=σpe+αpE(Mfmax/I0)y0p ?。?.9.12-5)
3 受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力及應(yīng)力幅
Δσfs=σfs,max-σfs,min ?。?.9.12-7)
σfs,min=σse+αE(Mfmin/I0)y0s ?。?.9.12-8)
σfs,max=σse+αE(Mfmax/I0)y0s ?。?.9.12-9)
式中 σfc,min、σfc,max —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維混凝土的最小、最大應(yīng)力,最小、最大應(yīng)力以其絕對值進(jìn)行判別;
σpc —— 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后,由預(yù)加力在受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力,按本規(guī)范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)計(jì)算;
Mfmax、Mfmin —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)同一截面上在相應(yīng)荷載組合下產(chǎn)生的最大、最小彎矩值;
αpE —— 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值:αpE=Es/Ec;
I0 —— 換算截面的慣性矩;
y0 —— 受拉區(qū)邊緣或受壓區(qū)邊緣至換算截面重心的距離;
σfp,min、σfp,max —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)所計(jì)算的受拉區(qū)一層預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小、最大應(yīng)力;
Δσfp —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)所計(jì)算的受拉區(qū)一層預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅;
σpe —— 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后所計(jì)算的受拉區(qū)一層預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力,按本規(guī)范公式(6.1.5-2)或公式(6.1.5-5)計(jì)算;
y0s、y0p —— 所計(jì)算的受拉區(qū)一層非預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心至換算截面重心的距離;
σfs,min、σfs,max —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)所計(jì)算的受拉區(qū)一層非預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小、最大應(yīng)力;
Δσfs —— 疲勞驗(yàn)算時(shí)所計(jì)算的受拉區(qū)一層非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力幅;
σse —— 消壓彎矩 Mp0 作用下所計(jì)算的受拉區(qū)一層非預(yù)應(yīng)力鋼筋中產(chǎn)生的應(yīng)力;此處,Mp0 為受拉區(qū)一層非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心處的混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)的相應(yīng)彎矩值。
注:公式(7.9.12-1)、(7.9.12-2)中的 σpc、(Mfmin/I0)y0、(Mfmax/I0)y0,當(dāng)為拉應(yīng)力時(shí)以正值代入;當(dāng)為壓力時(shí)以負(fù)值代入;公式(7.9.12-7)、(7.9.12-8)中的 σse 以負(fù)值代入。
7.9.13 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件斜截面混凝土的主拉應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定:
σftp≤fft ?。?.9.13)
式中 σftp —— 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件斜截面疲勞驗(yàn)算纖維處的混凝土主拉應(yīng)力,按本規(guī)范第 8.1.6 條的公式計(jì)算(對吊車荷載,尚應(yīng)計(jì)入動力系數(shù))
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