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
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》。。 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σs?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
》
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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
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— 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!、εcu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
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: 《纵向受拉钢筋的【。极限拉应变》。本规范?规定:为0.0《1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σp【0处开始《算起
—
对非均!匀,受压构件混凝—土的极限压应变达】到εcu或者受【拉钢筋的《极,限拉应变《达到0.01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02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Cm-》ηns法该》方法的基本》思,路与美?国A:CI 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02—版规范η公》式中:反映极?。限曲率的“1/【1400”改—为“1/《1300《”
《
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, 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 31【8-0?8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?α1:。。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!=2ε0=0.0】02εcu=0【.,003?3时α1=0.9】69β1=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
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》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εcu】;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/E《S界限受压区—高度:x,。b与界限中和轴【高,度xnb的比值为β!1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+0.002)、!预应力筋应变—取[:(fpy-σ—p0)/ES—+0:.0:。02]?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σ!p0:.2表示
!。
6.2.8 】钢,。筋应力σ《。s的计算《公式是以混凝—土达到极限压应变ε!cu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σs》i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)
》
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?
》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
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6—.2.10》~6.2.》14 保留0【2版规范的实用【计算方法
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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(6.2.1【0-4)的要求
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6.2.】15 保留了0】2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(6.2.1!5,)右端乘以系数【0.9
《
【 02版规范第7!.3.11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
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,。
6.2.16! 保留了》0,2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~C80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.!2.1?7 矩形截面偏】心受压构件
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!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》=,e,0,-ea这是》考虑了不利方向【的附加偏心距计算】表,明只有当N>fcb!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
!
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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-l0】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!.,1,8 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
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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》.2.1《9-1)~公—式(6.2.—19-4)
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【 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βζη!0/β1此处β=】fyw/(Esεc!u)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—。、Msw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
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6:.2.20 — 规范对排架柱计】算长度的规定引自1!974年的规范钢筋!混凝土结《构设计规范TJ 1!。0-74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0:2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.?2.2?。。0条第2款表6.】2.20-2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
!
》6.2.21 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
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《 《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
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《。 2 给出了【双,向偏心受压的倪克】勤,(N.V.Niki!t,in)公《式并指明《了两种配筋》。形式:。的计算原则
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3 ! 当需要《考虑二阶《弯矩的影《响时给出《。的弯矩设计值—M0xM《0y已经包》含了二阶弯矩的影】响即:取消了0《2版规范《第7.3.1—4,条中:的弯矩增《大系数?ηx、ηy原因详见!第6.2.17条】条文说明《
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6》.2.2《2~6?.2.25》 保留了02【版规范?的相应?条文
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?。 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(6.2.25!-,1)是89规范在条!文说明?中提:出,的公式
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