6.—2 正截面承【载力:计算
?
》。
6.2.1 】 本条对正截面承】载,力计算方法作了基】本假定
】
1 【 ,平截面假定
!
试验表!明在纵向受拉—钢筋的应力达到【屈服强度之前及达】。到屈服强度后的一定!塑性转动范围内截】面的平?。均应变基本符—合平截面假定因此】按照平?截面假定《建立判别纵向受拉】钢筋是否屈服的界】限条件和确定屈服】之,前钢筋的应力—。σ,s是:合理的?平截:。面假定作为计算【手段即使钢筋—已达屈服甚》至进入强化段时也还!是可行?的计算值《与试验值《符合较?好
?
引!。用平截面假定—可,以将各种《类型截面(包—括周:边配:筋截面?)在单向或双—向受力情况》下的正截面》承载:力计算贯穿》。。起来:提高了计算方法【的逻:辑性和条理性—。使计算公式具—有明确的物》理概念引《用平截面假定—也,为利用电《算进行混《凝土构件正截面全过!程分析(包括非线性!分析)提供了—必不:可少的截《。面变形条件》
【 , 国际上的主【要规范均采用—。了平截面假定
】
2! 混凝土的应力】-应变曲线
—
— 随《着混凝土强》。度的提高《混凝土受压时的应】力,-应变曲线将逐【渐,变化其上升段将【逐渐:趋向:线性变化《且,对应于峰《值应力?的,应变稍有提高;【下降:段趋于?。变陡极?限,应变:。有所:减少为了综合反映】低、中强《。度混:凝土和高强混凝土】。的特性与02版【规范相同本规范对正!截面设计用的混凝】土应:力-应变关系—采用如下《简化表达形式
!。
】
根据国】内,中、低强度混凝【土和高强度混凝【土偏心?受压短?柱的试验结果在条文!中给出?了有关?参数n、ε0、ε】。cu的取值与—试验结果较》为接近
》
?
? :3 纵向受拉钢筋!的,极限拉应变
!
—纵向受拉钢筋的【极限拉应变本规范规!定为0.01作为】构件:达到承载《能力极限状》态的标?志之:一对有物理屈服【点的钢筋该值—相当于钢筋应变【进,入了屈服《台阶:;对:无屈服?点的钢筋《设计所用的强度【是以条件屈服点为依!据的极限拉应变的】规,定是限制钢筋—的强化?强度同时也表示设】计采用?的钢:筋的极?限拉应变不》得小于0.01以】保证结?构构件具有》必要的延性对预应】。力混:凝,土,结构构件其极限拉】应变应从混》凝土消压时的预应】力筋应力σp0处】开始算起
—
,
— 对:非均:匀受压构件》。混凝土?的,极限压应变达到εc!u或者受拉钢筋的】极限:拉应:变,达到0.0》。1即这两个》。极限应变中只要具】备,其,中一个就标志着构】件达到?了承载?能,力极限状态
!。
:6,。.2.2《 本条的规定同0!2版规范
】。
:。。6,.2.3 —轴向压力在挠曲杆】件中:产生的二阶效应(P!-δ效应《)是偏压杆件中由】轴向压力在》产生:了挠曲变形》的杆件内引起的曲率!和弯矩增量例如【。在结构中常》见的反弯点位于柱】高中部的偏压—构件中这种二—阶效应虽能增—大构件除两端区域】外各截面的曲率【和弯:。矩但:增大后的《弯矩通常不可能【超过:。柱两端控《制截面的弯矩因此】在这种?情,况下P-δ效应不会!对杆件截《面的偏心受压承载能!力产生不《利影响但《是在反弯点不在杆件!高度范围内(即沿杆!件,长度均?为同号弯《矩)的较细长且轴】压比偏大的偏压构】件中经?P,-δ效应增》。大后的杆《件中部弯矩有—可能:超过:柱端控?制截面的《弯矩:此时就必须在截面】设,计中考?虑P-?δ效应的《附加影响因后一【种情况?在工程?中较少出现为—了不对各个偏压构件!逐一进行《。验算:。本,条给出了《可以不考虑P-【δ效应的条件该【条件是根据》分析结果《并参:考国外规《范,给出的
】
6.?2.:4, 本条给出—了在偏压构件中考】虑P-δ效应—。的具体方法即C【m-ηns》法该:方,法的基?。本思路与美国—ACI 《318-《。0,8,规范所用方法相同】其中ηns使用中国!。习惯:。的极:限,曲率表达式》该表达式是》借用02版规范偏】心距增大系数η的形!式并作了下列调整后!给出的
《
!1 考《。虑本:规范所用钢材—强度总体有所提【高故将0《。2版规范η公式中反!映极限曲率的—“1/14》。00”改为“1/】1300”
】
《。 : ,2 ?根,据对:P-:δ效应规律的分析取!消了:02版规范η公式中!在,细长度?偏大情况下减小【。构件挠曲变》形的系数ζ2
!
》 :本条Cm系数的【表达形式《与美国ACI— 318-》08:规范所用形式相【似但取?值略偏高这是—根,据我国所做的系列试!验结果?考虑钢筋混》凝土:偏,心压杆P《-δ效应规律的【较大离散《性而给?出的
【
》对剪力墙、核心筒】墙,肢类构件由于—P-δ效应》不明显计算时可【以忽:略对排架《结构柱当《采用本规范第B【.0.4条的规定计!算二阶?效应后不再按—。本条规定计算P-】δ,效应;当《排架柱未按本规【范第B.0》.4条计算其侧移二!阶效应?。时仍应按本》。规范:第B.0.》4条考虑其P-【δ效应
【。
6.2.5 】。 由于工程中—实际:存,在着荷载作用位置的!不定性、《混凝土质量》的不均匀性及施【。工的偏差等因素都】。可能产?生附加偏心距很多】国家的规范中都有】关,于附加偏心距—的具体规定因—此参照国《外规范的《经验规定了附加偏心!。距ea的绝对值与相!对值的要求并取其较!大值用?于计算
《
《
6:.,2.6?。 在承载力计算中!可采用合《适的压应《力图形只要》在承载力计算上【能与可?靠,的试验结《。果基本?符合为简化》计算本规范采—用了等效矩形—压应力图形此时【矩形应力图的应力】。取,fc乘以系数α【1矩形应力图的高】度可取等于按—平截面假定所确定】的中:和轴高?。度xn乘以系数【。β1对中低强度【混凝土当n=2ε】0=0.002【εcu=《0,.003《3时α?。1=0.969β】1=0.82—4;为简化计算取】α1=?1,.0β1=0.8】对高强度《混凝:土用随混《。凝土强度《提高而逐《渐降:低,的系数α1》、β1?值来反?映高强度混》凝土:的特点这种处—理,方法能适应混—凝,土强度进《一步提高的要求【也是多数国家—规范采用的处—理方法?上述的简化计—算与试验结果—对比:。大体:接近应当指出—将上述简化计算的规!定用:于,三角形截面、圆形】截面的受压》。区,会带来一定的—误差
】6.:2.7 》构件达?到界限破坏是指【正截面上受》拉钢:筋屈服与《受,压区混凝土》破坏:同时发生时的破【坏状态对应于这一破!坏,状态受压《边混凝土《应变达到ε》cu;对《配,置,有屈服点钢》筋的钢筋混凝土【构件纵向受拉钢【筋的应?变,取fy/ES—界限:受压:区高:度xb与《界限中和轴高度xn!b,的比值为《β1根据平》截面假定可得截面】相对界限受压区高】度ζb的公式(6】.2.7《-1)
! ,。 : 对配置《无屈服点钢筋—的钢筋混凝土构件】或预应力混》凝土构件根据—条件屈服点的定【义应考虑0.2%】的残余应变普—通钢:筋,应变取(fy/E】。S,+,0.00《2):、,预,应力:筋应变取[(fpy!-,σp0)/E—S+0.00—。2]:根据平?截面假?定可得公式》(6.2.7—-,2)和公《。式,(6:.2:。.7-3《)
—
无屈服点!的普通钢《筋通常是《指细规格的》带,肋钢筋无屈服点【的特性?主要取决《于钢筋?的轧制和调直等【工艺在钢《筋标准中有》屈服:点钢筋的屈服强度】以σs表示无屈服】。点,钢筋的屈服强度以】。σp0.2表示
】
:
?6.2.《8 :。 ,钢筋应力σs—的计算公式是以【混凝土达到极限压】应变εcu作为构件!达到承载能力极限】状态标志《而给出的
【
》 , 按平截面假定【可写出截面》任意位置处》的普通钢《筋应力σsi的计】算公式(6.2【.8-1)和预【应力筋应力σpi的!计算公式(》6,。.2.8-2)
】
— : ,。为了简化《。计算根据我国—大量的?试验资料及计—。算分:析表明小偏》。心,受压情况下》实测受拉边或—受压较小《边的钢筋应力σs】。与ζ接近直线关系】考虑到ζ=ζb【及ζ=β1作—为,界限条件取》σs与ζ之》间为线?性关:系,就可得到公》式(6?.2.8-3)、】公,式(6.2.8-4!)
:
!按上述线性》关系式在求解—正截面承载力时一】般情况?下为二次《方,程,
《
6.2.9【 :。在02版《规范中将圆形—、圆:环,形截面混凝》土构件的正截面【承,载力:列,在正文本次修订将圆!形,截面、圆环形—截面与任意》。截面构件的正截【面承载力计》算一同列入附录
】
?
,。
6.2.1—0~6.2.1【4, 保留02版规范!的实用计算方法
!
— 构件《中如无纵向受—压钢筋或不考虑【纵向受压钢》筋时:不需要?符合:公式(6.》2.10-4)的要!求
—
6.2.15 !保留了?02版规范的规定】为,。保持与偏心受压【构,。件正截面《。承载力?计算具?有相近的可靠—度在正文公》式(6?.,2.15)》右端:乘以系?数0.9
—
》 : 0:2版规范第7.3】.1:1条规定的》受压构件《计算长度l0—主要适用于有侧【移受偏心压力作【用的构件《不完全适用于上下端!有,支,点的轴心受压—构件对于《上下端有支》点的轴心受压构件其!。计算长度l0可偏】安全地取构件—上,下端支点《之间距离的1.1】倍
:
,
!
,6.:2,.16 保留【了02版规范的规定!根,据国:。内外的试验结—果,当混凝土强度等级大!于C50时间接钢筋!混凝土的《约束:作用将会《降低:为此在混凝土强【度等级为C5—0~C8《0,的范围内给》出折减系数α值基于!与第6.2.15】条相同的理》由在公式(6—.,2.16-》1)右端乘以系数0!.9
《
6.2【.17? 矩形截面—。偏心受压构件—
?
《 1 —对非对称配筋的小偏!心受压构《件当偏心距很小【时为了防止As产】。生受压破坏尚应按公!式(6?.2.17-—。5)进行验算—此处引入了初—始,偏心距ei=e0】-ea这是考虑【了不:利方向的附加偏心】。距计算?表,明只有?当N>fc》b,h时钢筋As的配】筋率才有可能—大于最?小配筋率的》规定
】 2 对】称配:筋小偏心受压的钢】筋混凝土构件近似】计算方法
】。
—当应用偏心受压【构,件的基本公式—(6.?2.17-》。1)、公《式(6.2.17-!2)及公式》(6.2.》8-1)求解对称】配筋小偏心受压【构件承载力时—将出现ζ的三次方程!。第6.2.17【。条第:4款:。。的简化公式是取 】 使求解ζ的—方,程降为一次》方程便于《。直接求得小》偏压构?件,所需的配筋面积【
【。 ,。 , 同:理上述简化方—法也可扩展用于T】形,和I形截面的构件】
》
3— 本?次对偏心受压构件】二阶效应的》计算方法进行了修订!即除排架结构柱以外!不再采用η-l【0法新修订》的方法主要希望通】过计算机进》行结构分析时—。一并考虑由》结构侧移引起的二阶!效应为了进》行截面设计》时内力取值的一致】。性当需要利用简化计!算方法计算由结构侧!移引起的二阶—效应和?需要考虑杆件自【。身挠曲引起的—二阶效应《时也应先按照附录B!的简化计算方法和按!照第6.2》.3条?和第6.《。2,.4条的《规,定进:行考虑?二阶效应的内力计算!即在进行《截,面设计时其内力【已经考虑了二阶【效应
?
,
,。
6.》2,.18 》给出了I形截面【偏心受压构件正截】面受压承载力计算】公,式对T形、倒T形截!面则可按条文注的规!定进:行计算;同》时对非对称配筋【的小偏心受压构件】给出了验算》。公式及其适用的近】。似条件
《
,
6》.2.19 沿截!。面腹部均匀配置【纵向:钢筋:(沿截面腹部配置】等直径、等》间距的纵向受力【钢,筋)的矩形、T形】。或I形截面偏—心受压构件其正截面!承载力可根据—第6.2.1条中】一般计算方法的【基本假?定列出平衡方程【进行计算《但由于计算公—式较繁不便于设计】应用:故作了必要》简化给出了公式(6!.2.19-1【)~公式(》6,.2.19-4)
!
,
根!据第6.2.1【条的基本假定均匀】配筋的钢筋应变到达!屈服的纤维》距,中和轴的《距离为β《ζη0?/β1此处》。β=:fyw/《(Esεcu)【。分析:表明常用的钢筋β值!变化幅度不大而【且对:均匀配筋的内力【影响:很小因此将》按平:。截面假定写》出的均匀配筋内【力Nsw、M—sw的表达》式分别用直线及二】次曲线近《似拟合即给出—公式(6.2—.19-3)—、公式(6.—2.:。19:-4)这两个—简化公式《
》
? 计?算分析表明对两对边!集中:配筋与腹《部均匀?配筋呈一《定比例的《条件下本《条的简化计算与【按一般方法精确计】算的结果相比误差】不大并可使计算工作!量,得到很大简化
】
?
6.2.》20 规范对排】架柱计算《长度的规定引自【1974《年的规范钢筋混凝土!结构设计规》范TJ 10-7】4其计算长度值是在!当时的?弹性分析和工—程经验基础上确【定的在没《。有新的研究分析结果!之前本?规范继?续沿用原规范—的规定
《
!本次规范修订—对有侧移框架结构的!P-△效应》简化:计算:不,。再,采用η-l0—法而采用层增大系】数法因此进行框【架结构P《-△效应计算时不】再需要计算框架柱的!计算长度《l0因此《取,消了02版规—。范第7?.3.11条第【。3款中?。框架柱计算长度【公式(7.3.【。11-1《)、公式(7.【3.11-》2)本规《范第:6.2.20条【第2款表6.2.2!0-2中框架柱【的计算长度》l0:主要:用于计算轴》心受:压框架柱稳定系数】φ以及计《算偏:。心受压构件裂—缝,宽度的偏心距增大系!数时采用
》
》6.2.2》1, 本条对对—称双向偏心受—。压,构件正截面》承载力的计算—作了规定
》
》 1》 , 当按本规范—附录E?的,一般方?法计算时《本条规定了分—别按x、y轴计算】e,i的公式;有可靠试!验,依据时也可采用更合!理,的其他公式计算
】
》 ? 2 给出了双】向偏:心受压?的倪克勤(》N.V.Niki】tin)《公式并指明了两种】配,筋形式的《计算原则
】
—3 当需要考【虑二阶弯矩的影响】时给:出的弯矩设计值M0!xM0y已经—包含了二阶弯—。。矩,。的,影响即取消了0【2,版规范第《。7.3?.14条中的—弯矩增?大,系数ηx《、ηy原因详见第】6.2.1》7条条文说明
】
6.—2.2?2,~6.2.25 !保留了02版—规范的相应条文【
【 : 对沿截面高—度或周边《均匀配筋的矩形、】T形或I形偏心受拉!。截面其正截面承载力!基本符合 的变化!规律且略偏》于安全?;,此公式改写后即【为公式?(6:.2.25-1【)试验表《明它:。也适用于对称配筋】。矩形:截面钢筋混凝土【双向偏?心受拉?构件公式(6.2】.2:。5-1)是》89规范在》条文说明中》提出的公式
【