6》.2 正截面承载!力,计算
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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?
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— 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【
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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、εc【u的取值与试验结果!较为接近
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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
】
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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-η》ns法该方法的基本!思路与美国》ACI 《31:8-08《规范所?用方法相同其中η】ns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“1/14—00:”,改,为“1/《。。。1,300”
】
? ?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
!
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— 本条Cm—系数的表达形式与】美国AC《I 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
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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
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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x】n乘以?系数β1对中低强度!混凝土当《。。n=2ε《0=0?.002εcu=】0.:0033时》α1=0《.,969β1=0.】8,24;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、β》1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xb与界》限中和轴高》度xnb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/《。ES+0.》002)《、预应力《筋应变取[(fpy!-σp0)/E【S+0.0》0,2]根据平截—面假定可得》公式(6.2.7-!2)和公式》。(6.2.》7-3)
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? 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σp】0.2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:
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— , 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σ?p,i的计算公式(6】.2.8-》2)
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】 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σ》s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?
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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02》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?
! 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l!0可偏安《全地:取构件上下端支【点之间?距离的1.》1倍
】
—6.2.1》6 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C】50~C80的范】围内给出《折减:。系数α?值基于与第6.2】.1:。5条相?同的理由在公式(】。。6.2.1》6,-1)右端》乘以系数0.—9
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6.2.1!7 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>fcbh时【钢筋As的配—筋率才有可能大于】最小配?筋率的规定
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2 !对称配?筋,小偏心?受压的钢《筋混凝土构件近【似,计算:。方法
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》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,6.2.1》7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
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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
】
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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》
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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(6.2.19!。-,。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N!s,w、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
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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
《
6.2.2!0 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
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》 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l!0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.—3.1?1-:2):本规范第6.2.】20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.N?ikiti》n)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M0xM0【y已:经包含了二阶弯【矩的:影响即取消了02】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
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?6.2.22~【6,.2.2《5 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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