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材料
材料
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《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》是2002年中国建筑工业出版社出版的图书,作者是中华人民共和国建设部国。

基本信息

  • 作者

    中华人民共和国建设部 国

  • 出版社

    中国建筑工业出版社

  • 出版时间

    2002年3月1日

  • 页数

    360 页

  • 定价

    40.00

  • 装帧

    平装

  • ISBN

    9781511210645

折叠 编辑本段 规范前言

中华人民共和国国家标准

GB 50010-2010

混凝土结构设计规范

Code for design of concrete structures

批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部

关于发布国家标准《混凝土结构设计规范》的公告:现批准《混凝土结构设计规范》为国家标准,编号为GB 50010-2010,自2011年7月1日起施行。其中,3.1.7、3.3.2、4.1.3、4.1.4、4.2.2、4.2.3、8.5.1、10.1.1、11.1.3、11.2.3、11.3.1、11.3.6、11.4.12、11.7.14为强制性条文,必须严格执行。原《混凝土结构设计规范》GB50010-2002年同时废止。

本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2010年8月18

根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2006]77号文)要求,本规范由中国建筑科学研究院会同有关单位经调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上修订完成。[1]

本规范的主要内容是:总则、术语和符号基本设计规定、材料、结构分析、承载能力极限状态计算、正常使用极限状态验算、构造规定、结构构件的基本规定、预应力混凝土结构构件、混凝土结构构件抗震设计以及有关的附录。

本规范修订的主要技术内容是:1.补充了结构方案、结构防连续倒塌、既有结构设计和无粘结预应力设计的原则规定;2.修改了正常使用极限状态验算的有关规定;3.增加了500MPa级带肋钢筋,以300MPa级光圆钢筋取代了235MPa级钢筋;4.补充了复合受力构件设计的相关规定,修改了受剪、受冲切承载力计算公式;5.调整了钢筋的保护层厚度钢筋锚固长度和纵向受力钢筋最小配筋率的有关规定;6.补充、修改了柱双向受剪、连梁和剪力墙边缘构件的抗震设计相关规定;7.补充、修改了预应力混凝土构件及板柱节点抗震设计的相关要求。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

折叠 编辑本段 规范正文

折叠 总则

1.0.1本次修订根据多年来的工程经验和研究成果,并总结了上一版规范的应用情况和存在问题,贯彻国家"四节一环保"的技术政策,对部分内容进行了补充和调整。适当扩充了混凝土结构耐久性的相关内容;引入了强度级别为500MPa级的热轧带肋钢筋;对承载力极限状态计算方法、正常使用极限状态验算方法进行了改进;完善了部分结构构件的构造措施;补充了结构防连续倒塌和既有结构设计的相关内容等。

本次修订继承上一版规范为实现房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程混凝土结构共性技术问题设计方法统一的原则,修订力求使本规范的共性技术问题能进一步为各行业规范认可。

1.0.2本次修订补充了对结构防连续倒塌设计和既有结构设计的基本原则,同时增加了无粘结预应力混凝土结构的相关内容。

对采用陶粒、浮石、煤矸石等为骨料的轻骨料混凝土结构,应按专门标准进行设计。

设计下列结构时,尚应符合专门标准的有关规定:

1 超重混凝土结构、防辐射混凝土结构、耐酸(碱)混凝土结构等;

2 修建在湿陷性黄土、膨胀土地区或地下采掘区等的结构;

3 结构表面温度高于100℃或有生产热源且结构表面温度经常高于60℃的结构;

4 需作振动计算的结构。

1.0.3本规范依据工程结构以及建筑结构的可靠性统一标准修订。本规范的内容是基于现阶段混凝土结构设计的成熟做法和对混凝土结构承载力以及正常使用的最低要求。当结构受力情况、材料性能等基本条件与本规范的编制依据有出入时,则需根据具体情况通过专门试验或分析加以解决。

1.0.4本规范与相关的标准、规范进行了合理的分工和衔接,执行时尚应符合相关标准、规范的规定。

折叠 术语、符号

2.1 术语

2.1.1混凝土结构 concrete structure

以混凝土为主制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

2.1.2素混凝土结构 plain concrete structure

无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。

2.1.3普通钢筋 steel bar

用于混凝土结构构件中的各种非预应力筋的总称。

2.1.4预应力筋 prestressing tendon and/or bar

用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋等的总称。

2.1.5钢筋混凝土结构 reinforced concrete structure

配置受力普通钢筋的混凝土结构。

2.1.6预应力混凝土结构 prestressed concrete structure

配置受力的预应力筋,通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。

2.1.7现浇混凝土结构 cast-in-situ concrete structure

在现场原位支模并整体浇筑而成的混凝土结构。

2.1.8装配式混凝土结构 precast concrete structure

由预制混凝土构件或部件装配、连接而成的混凝土结构。

2.1.9装配整体式混凝土结构 assembled monolithic concrete structure

由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接,并在连接部位浇筑混凝土而形成整体受力的混凝土结构。

2.1.10叠合构件 composite member

由预制混凝土构件(或既有混凝土结构构件)和后浇混凝土组成,以两阶段成型的整体受力结构构件。

2.1.11深受弯构件 deep flexural member

跨高比小于5的受弯构件。

2.1.12深梁 deepbeam

跨高比小于2的简支单跨梁或跨高比小于2.5的多跨连续梁。

2.1.13先张法预应力混凝土结构 pretensioned prestressed concrete structure

在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土,并通过放张预应力筋由粘结传递而建立预应力的混凝土结构。

2.1.14后张法预应力混凝土结构 post-tensioned prestressed concrete structure

浇筑混凝土并达到规定强度后,通过张拉预应力筋并在结构上锚固而建立预应力的混凝土结构。

2.1.15无粘结预应力混凝土结构 unbonded prestressed concrete structure

配置与混凝土之间可保持相对滑动的无粘结预应力筋的后张法预应力混凝土结构。

2.1.16有粘结预应力混凝土结构 bonded prestressed concrete structure

通过灌浆或与混凝土直接接触使预应力筋与混凝土之间相互粘结而建立预应力的混凝土结构。

2.1.17结构缝 structural joint

根据结构设计需求而采取的分割混凝土结构间隔的总称。

2.1.18混凝土保护层 concrete cover

结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层。

2.1.19锚固长度 anchorage length

受力钢筋依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部构造的挤压作用而达到设计承受应力所需的长度。

2.1.20钢筋连接 splice of reinforcement

通过绑扎搭接、机械连接、焊接等方法实现钢筋之间内力传递的构造形式。

2.1.21配筋率 ratio of reinforcement

混凝土构件中配置的钢筋面积(或体积)与规定的混凝土截面面积(或体积)的比值。

2.1.22剪跨比 ratio of shear span to effective depth

截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。

2.1.23横向钢筋 transverse reinforcement

垂直于纵向受力钢筋的箍筋或间接钢筋。

2.2 符号

折叠 基本设计规定

3.1 一般规定

3.1.1为满足建筑方案并从根本上保证结构安全,设计的内容应在以构件设计为主的基础上扩展到考虑整个结构体系的设计。本次修订补充有关结构设计的基本要求,包括结构方案、内力分析、截面设计、连接构造、耐久性、施工可行性及特殊工程的性能设计等。

3.1.2本规范根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153及《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定,采用概率极限状态设计方法,以分项系数的形式表达。包括结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分项系数(材料分项系数,有时直接以材料的强度设计值表达)、抗力模型不定性系数(构件承载力调整系数)等。对难于定量计算的间接作用和耐久性等,仍采用基于经验的定性方法进行设计。

本规范中的荷载分项系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取用。

3.1.3对混凝土结构极限状态的分类系根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153确定的。极限状态仍分为两类,但内容比原规范有所扩大:在承载能力极限状态中增加了结构防连续倒塌的内容;在正常使用极限状态中增加了楼盖舒适度的要求。

3.1.4本条规定了确定结构上作用的原则,直接作用根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定;地震作用根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011确定;对于直接承受吊车荷载的构件以及预制构件、现浇结构等,应按不同工况确定相应的动力系数或施工荷载。

对于混凝土结构的疲劳问题,主要是吊车梁构件的疲劳验算。其设计方法与吊车的工作级别和材料的疲劳强度有关,近年均有较大变化。当设计直接承受重级工作制吊车的吊车梁时,建议根据工程经验采用钢结构的形式。

本次修订增加了对间接作用的规定。间接作用包括温度变化、混凝土收缩与徐变、强迫位移、环境引起材料性能劣化等造成的影响,设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况确定,通常仍采用经验性的构造措施进行设计。

对于罕遇自然灾害以及爆炸、撞击、火灾等偶然作用以及非常规的特殊作用,应根据有关标准或由具体条件和设计要求确定。

3.1.5混凝土结构的安全等级由现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153确定。本条仅补充规定:可以根据实际情况调整构件的安全等级。对破坏引起严重后果的重要构件和关键传力部位,宜适当提高安全等级、加大构件重要性系数;对一般结构中的次要构件及可更换构件,可根据具体情况适当降低其重要性系数。

3.1.6设计应根据现有技术条件(材料、工艺、机具等)考虑施工的可行性。对特殊结构,应提出控制关键技术的要求,以达到设计目标。

3.1.7各类建筑结构的设计使用年限并不一致,应按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的规定取用,相应的荷载设计值及耐久性措施均应依据设计使用年限确定。改变用途和使用环境(如超载使用、结构开洞、改变使用功能、使用环境恶化等)的情况均会影响其安全及使用年限。任何对结构的改变(无论是在建结构或既有结构)均须经设计许可或技术鉴定,以保证结构在设计使用年限内的安全和使用功能。

3.2 结构方案

3.3承载能力极限状态计算

3.4正常使用极限状态验算

3.5 耐久性设计

3.6防连续倒塌设计原则

3.7 既有结构设计原则

折叠 材料

4.1 混凝土

第4.1.1条混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值 系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期或设计规定龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

第4.1.2条素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。

第4.1.3条混凝土轴心抗压强度的标准值fck应按表4.1.3-1采用;轴心抗拉强度的标准值ftk应按表4.1.3-2采用

表4.1.3-1 混凝土轴心抗压强度标准值(N/m㎡)

强度

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

fck

10.0

13.4

16.7

20.1

23.4

26.8

29.6

32.4

35.5

38.5

41.5

44.5

47.4

50.2

表4.1.3-2 混凝土轴心抗拉强度标准值(N/m㎡)

强度

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

ftk

1.27

1.54

1.78

2.01

2.20

2.39

2.51

2.64

2.74

2.85

2.93

2.99

3.05

3.11

第4.1.4条混凝土轴心抗压强度的设计值fc应按表4.1.3-1采用;轴心抗拉强度的设计值ft应按表4.1.3-2采用

表4.1.4-1 混凝土轴心抗压强度设计值(N/m㎡)

强度

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

fc

7.2

9.6

11.9

14.3

16.7

19.1

21.1

23.1

25.3

27.5

29.7

31.8

33.8

35.9

表4.1.4-2 混凝土轴心抗拉强度设计值(N/m㎡)

强度

混凝土强度等级

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

ft

0.91

1.10

1.27

1.43

1.57

1.71

1.80

1.89

1.96

2.04

2.09

2.14

2.18

2.22

第4.1.5条混凝土受压和受拉的弹性模量Ec宜按表4.1.5采用。

混凝土的剪切变形模量GC可按相应弹性模量值的40%采用。

混凝土泊松比vc可按0.2采用。

强度

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

Ec

2.20

2.55

2.80

3.00

3.15

3.25

3.35

3.45

3.55

3.60

3.65

3.70

3.75

3.80

注:1 当有可靠试验依据时,弹性模量可根据实测数据确定;

2 当混凝土中掺有大量矿物掺命料时,弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。

第4.1.6条混凝土轴心抗压疲劳强度设计值、轴心抗拉疲劳强度设计值应分别按表4.1.4-1、表4.1.4-2中的强度设计值乘疲劳强度修正系数γρ确定。混凝土受压或受拉疲劳强度修正系数γρ应根据疲劳应力比值分别按表4.1.6-1、表4.1.6-2采用;当混凝土承受拉-压疲劳应力作用时,疲劳强度修正系数γρ取0.60。

疲劳应力比值应按下列公式计算::第4.1.7条混凝土疲劳变形模量Ec应按表4.1.7采用。

第4.1.8条当温度在0℃到100℃范围内时,混凝土线膨胀系数αc可采用1 ×10/℃。

混凝土泊松比νc可采用0.2。

混凝土剪变模量Gc可按表4.1.5中混凝土弹性模量的0.4倍采用 。

4.2钢筋

折叠 结构分析

5.1 基本原则

第5.1.1条结构按承载能力极限状态计算和按正常使用极限状态验算时,应按国家现行有关标准规定的作用(荷载)对结构的整体进行作用(荷载)效应分析;必要时,尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的结构分析。

第5.1.2条当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时,应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用效应组合。

结构可能遭遇火灾、爆炸、撞击等偶然作用时,尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。

第5.1.3条结构分析所需的各种几何尺寸,以及所采用的计算图形、边界条件、作用的取值与组合、材料性能的计算指标、初始应力和变形状况等,应符合结构的实际工作状况,并应具有相应的构造保证措施。

结构分析中所采用的各种简化和近似假定,应有理论或试验的依据,或经工程实践验证。计算结果的准确程度应符合工程设计的要求。

第5.1.4条结构分析应符合下列要求:

1应满足力学平衡条件;

2应在不同程度上符合变形协调条件,包括节点和边界的约束条件;

3应采用合理的材料或构件单元的本构关系。

第5.1.5条结构分析时,宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点等选择下列方法:

--线弹性分析方法;

--考虑塑性内力重分布的分析方法;

--塑性极限分析方法;

--非线性分析方法;

--试验分析方法。

第5.1.6条结构分析所采用的电算程序应经考核和验证,其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。

对电算结果,应经判断和校核;在确认其合理有效后,方可用于工程设计。

5.2 分析模型

5.3弹性分析

5.4塑性内力重分布分析

5.5弹塑性分析

5.6塑性极限分析

5.7间接作用分析

折叠 计算要求

6.1 一般规定

第6.1.1条预应力混凝土结构构件,除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外,尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算。

当预应力作为荷载效应考虑时,其设计值在本规范有关章节计算公式中给出。对承载能力极限状态,当预应力效应对结构有利时,预应力分项系数应取1.0;不利时应取1.2。对正常使用极限状态,预应力分项系数应取1.0。

第6.1.2条当通过对一部分纵向钢筋施加预应力已能使构件符合裂缝控制要求时,承载力计算所需的其余纵向钢筋可采用非预应力钢筋。非预应力钢筋宜采用HRB400级、HRB335级钢筋,也可采用RRB400级钢筋。

第6.1.3条预应力钢筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表6.1.3规定的张拉控制应力限值,且不应小于0.4fptk.

当符合下列情况之一时,表6.1.3中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk:

1要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋;

2要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。

张拉控制应力限值

表6.1.3

钢筋种类

张拉方法

先张法

后张法

消除应力钢丝、纲绞线

0.75fptk

0.75fptk

热处理钢筋

0.70fptk

0.65fptk

第6.1.4条施加预应力时,所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定,但不宜低于设计混凝土强度等级值的75%。

第6.1.5条由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力,可分别按下列公式计算:

1先张法构件

由预加力产生的混凝土法向应力

(6.1.5-1)

相应阶段预应力钢筋的有效预应力

σpe=σcon-σl-αEσpc

(6.1.5-2)

预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

σp0=σcon-σl

(6.1.5-3)

2后张法构件

由预应力产生的混凝土法向应力

(6.1.5-4)

相应阶段预应力钢筋的有效预应力

σpe=σcon-σl

(6.1.5-5)

预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力

σp0=σcon-σl+αEσpc

(6.1.5-6)

式中

An--净截面面积,即扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截面面积及纵向非预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之和;对由不同混凝土强度等级组成的截面,应根据混凝土弹性模量比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积;

A0--换算截面面积:包括净截面面积以及全部纵向预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积;

I0、In--换算截面惯性矩、净截面惯性矩;

ep0 、epn--换算截面重心、净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离,按本规范第6.1.6条的规定计算;

y0、yn--换算截面重心、净截面重心至所计算纤维处的距离;

σl--相应阶段的预应力损失值,按本规范第6.2.1条至6.2.7条的规定计算;

αE--钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值:αE=Es/Ec,此处,Es按本规范表4.2.4采用,Ec按本规范表4.1.5采用;

Np0、Np--先张法构件、后张法构件的预应力钢筋及非预应力钢筋的合力,按本规范第6.1.6条计算;

M2--由预加力Np在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩,按本规范第6.1.7条的规定计算。

注:1在公式(6.1.5-1)、(6.1.5-4)中,右边第二、第三项与第一项的应力方向相同时取加号,相反时取减号;公式(6.1.5-2)、(6.1.5-6)适用于σpc为压应力的情况,当σpc为拉应力时,应以负值代入;

2在设计中宜采取措施避免或减少柱和墙等约束构件对梁、板预应力效果的不利影响。

第6.1.6条预应力钢筋及非预应力钢筋的合力以及合力点的偏心距(图6.1.6)宜按下列公式计算:

1先张法构件

Np0=σp0Ap+σ'p0A'p-σl5As-σ'l5A's

(6.1.6-1)

(6.1.6-2)

2后张法构件

Np=σpeAp+σ'peA'p-σl5As-σ'l5A's

(6.1.6-3)

(6.1.6-4)

式中

σp0、σ'p0--受拉区、受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力;

σpe、σ'pe--受拉区、受压区预应力钢筋的有效预应力;

Ap、A'p--受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积;

As、A's--受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积;

yp、y'p--受拉区、受压区预应力合力点至换算截面重心的距离;

ys、y's--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离;

σl5、σ'l5--受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值,按本规范第6.2.5条的规定计算;

ypn、y'pn--受拉区、受压区预应力合力点至净截面重心的距离;

ysn、y'sn--受拉区、受压区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离。

注:当公式(6.1.6-1)至公式(6.1.6-4)中的A'p=0时,可取式中σ'l5=0。

第6.1.7条后张法预应力混凝土超静定结构,在进行正截面受弯承载力计算及抗裂验算时,在弯矩设计值中次弯矩应参与组合;在进行斜截面受剪承载力计算及抗裂验算时,在剪力设计值中次剪力应参与组合。

次弯矩、次剪力及其参与组合的计算应符合下列规定:

1按弹性分析计算时,次弯矩M2宜按下列公式计算:

M2=Mr-M1

(6.1.7-1)

M1=Npepn

(6.1.7-2)

式中

Np--预应力钢筋及非预应力钢筋的合力,按本规范公式(6.1.6-3)计算;

epn--净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离,按本规范公式(6.1.6-4)计算;

M1--预加力NP对净截面重心偏心引起的弯距值;

Mr--由预加力NP的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值。

次剪力宜根据构件各截面次弯矩的分布按结构力学方法计算。

2在对截面进行受弯及受剪承载力计算时,当参与组合的次弯矩、次剪力对结构不利时,预应力分项系数应取1.2;有利时应取1.0。

3在对截面进行受弯及受剪的抗裂验算时,参与组合的次弯矩和次剪力的预应力分项系数应取1.0。

第6.1.8条对后张法预应力混凝土框架梁及连续梁,在满足本规范第9.5节纵向受力钢筋最小配筋率的条件下,当截面相对受压区高度ζ≤0.3时,可考虑内力重分布,支座截面矩可按10%调幅,并应满足正常使用极限状态验算要求;当ζ>0.3时,不应考虑内力重分布。此处,ζ应按本规范第7章的规定计算。

第6.1.9条先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度ltr应按下列公式计算:

ltr=αd

(6.1.9)

式中

σpe--放张时预应力钢筋的有效预应力;

d--预应力钢筋的公称直径,按本规范附录B采用;

α--预应力钢筋的外形系数,按本规范表9.3.1采用;

f'tk--与放张时混凝土立方体抗压强度f'cu相应的轴心抗拉强度标准值,按本规范表4.1.3以线性内插法确定。

当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时,ltr的起点应从距构件末端0.25ltr处开始计算。

第6.1.10条计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力时,锚固长度范围内的预应力钢筋抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零,在锚固终点处应取为fpy,两点之间可按线性内插法确定。预应力钢筋的锚固长度la应按本规范第9.3.1条确定。

第6.1.11条预应力混凝土结构构件的施工阶段,除应进行承载能力极限状态验算外,对预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全截面受压的构件,在预加力、自重及施式荷载(必要时应考虑动力系数)作用下,其截面边缘的混凝土法向应力尚应符合下列规定(图6.1.11):

σct≤f'tk

(6.1.11-1)

σcc≤0.8f'ck

(6.1.11-2)

截面边缘的混凝土法向应力可按下列公式计算:

σcc或σct=σpc+±

(6.1.11-3)

式中

σcc、σct--相应施工阶段计算截面边缘纤维的混凝土压应力、拉应力;

f'tk、f'ck--与各施工阶段混凝土立方体抗压强度f'cu相应的抗拉强度标准值、抗压强度标准值,按本规范表4.1.3以线性内插法确定;

Nk、Mk--构件自重及施工荷载的标准组合的计算截面产生的轴向力值、弯矩值;

W0--验算边缘的换算截面弹性抵抗矩。

第6.1.12条预应力混凝土结构构件的施工阶段,除应进行承载能力极限状态验算外,对预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的构件,其截面边缘的混凝土法向应力应符合下列规定:

σct≤2f'tk

(6.1.12-1)

σcc≤0.8f'ck

(6.1.12-2)

此处σct、σcc仍按本规范第6.1.11条的规定计算。

第6.1.13条预应力混凝土结构构件预拉区纵向钢筋的配筋应符合下列要求:

1施工阶段预拉区不允许出现裂缝的构件,预拉区纵向钢筋的配筋率(A's+A'p)/A不应小于0.2%,对后张法构件不应计入A'p,其中,A为构件截面面积;

2施工阶段预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的构件,当σct=2f'tk时,预拉区纵向钢筋的配筋率A's/A不应小于0.4%;当f'tk<σct<2f'tk时,则在0.2%和0.4%之间按线性内插法确定;

3预拉区的纵向非预应力钢筋的直径不宜大于14mm,并应沿构件预拉区的外边缘均匀配置。

注:施工阶段预拉区不允许出现裂缝的板类构件,预拉区纵向钢筋的配筋可根据具体情况按实践经验确定。

第6.1.14条对先张法和后张法预应力混凝土结构构件,在承载力和裂缝宽度计算中,所用的混凝土法向预应力等于零时的预应力钢筋及非预应力钢筋合力Np0及相应的合力点的偏心距ep0,均应按本规范公式(6.1.6-1)及(6.1.6-2)计算,此时,先张法和后张法构件预应力钢筋的应力σp0、σ'p0 均应按本规范第6.1.5条的规定计算。

折叠 状态计算

7.1 正截面承载力计算的一般规定

第7.1.1条本章第7.1节至第7.4节规定的正截面承载能力极限状态计算,适用于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件、受压构件和受拉构件。

对跨高比小于5的钢筋混凝土深受弯构件,其承载力应按本规范第10章第10.7节的规定进行计算。

第7.1.2条正截面承载力应按下列基本假定进行计算:

1截面应变保持平面;

2不考虑混凝土的抗拉强度;

3混凝土受压的应力与应变关系曲线按下列规定取用:当εc≤ε0时

(7.1.2-1)

当ε0<εc≤εcu时

σc=fc

(7.1.2-2)

(7.1.2-3)

(7.1.2-4)

(7.1.2-5)

式中

σc--混凝土压应变为εc时的混凝土压应力;

fc--混凝土轴心抗压强度设计值,按本规范表4.1.4采用;

ε0--混凝土压应力刚达到fc时的混凝土压应变,当计算的ε0值小于0.002时,取为0.002;

εcu--正截面的混凝土极限压应变,当处于非均匀受压时,按公式(7.1.2-5)计算,如计算的εcu值大于0.0033,取为0.0033;当处于轴心受压时取为ε0;

fcu,k--混凝土立方体抗压强度标准值,按本规范第4.1.1条确定;

n--系数,当计算的n值大于2.0时,取为2.0。

4纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其绝对值不应大于其相应的强度设计值。纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。

第7.1.3条受弯构件、偏心受力构件正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图。

矩形应力图的受压区高度x可取等于按截面应变保持平面的假定所确定的中和轴高度乘以系数β1。当混凝土强度等级不超过C50时,β1取为0.8,当混凝土强度等级为C80时,β1取为0.74,其间按线性内插法确定。

矩形应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值fc乘以系数α1。当混凝土强度等级不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,其间按线性内插法确定。

第7.1.4条纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度ζb应按下列公式计算:

1钢筋混凝土构件

有屈服点钢筋

(7.1.4-1)

有屈服点钢筋

(7.1.4-2)

第二章 正常使用极限状态验算

8.1 裂缝控制验算

第9章 构造规定

9.1伸缩缝

第10章 结构构件的基本规定

10.1 板

第10.1.1条现浇钢筋混凝土板的厚度不应小于表10.1.1规定的数值。

现浇钢筋混凝土板的最小厚度(mm)

表10.1.1

板的类别

最小厚度

单向板

屋面板

60

民用建筑楼板

60

工业建筑楼板

70

行车道下的楼板

80

双向板

80

密肋板

肋间距小于或等于700mm

40

肋间距大于700mm

50

悬臂板

板的悬臂长度小于或等于500mm

60

板的悬臂长度大于500mm

80

无梁楼板

150

第10.1.2条混凝土板应按下列原则进行计算:

1两对边支承的板应按单向板计算;

2四边支承的板应按下列规定计算:

1)当长边与短边长度之比小于或等于2.0时,应按双向板计算;

2)当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,宜按双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋;

3)当长边与短边长度之比大于或等于3.0时,可按沿短边方向受力的单向板计算。

第10.1.3条当多跨单向板、多跨双向板采用分离式配筋时,跨中正弯矩钢筋宜全部伸入支座;支座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度应覆盖负弯矩图并满足钢筋锚固的要求。

第10.1.4条板中受力钢筋的间距,当板厚h≤150mm时,不宜大于200mm;当板厚h>150mm时,不宜大于1.5h,且不宜大于250mm。

第10.1.5条简支板或连续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于5d,d为下部纵向受力钢筋的直径。当连续板内温度、收缩应力较大时,伸入支座的锚固长度宜适当增加。

第10.1.6条当现浇板的受力钢筋与梁平行时,应沿梁长度方向配置间距不大于200mm且与梁垂直的上部构造钢筋,其直径不宜小于8mm,且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积的三分之一。该构造钢筋伸入板内的长度从梁边算起每边不宜小于板计算跨度l0的四分之一(图10.1.6)。

第10.1.7条对与支承结构整体浇筑或嵌固在承重砌体墙内的现浇混凝土板,应沿支承周边配置上部构造钢筋,其直径不宜小于8mm,间距不宜大于200mm,并应符合下列规定:

1现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑的单向板或双向板,应在板边上部设置垂直于板边的构造钢筋,其截面面积不宜小于板跨中相应方向纵向钢筋截面面积的三分之一;该钢筋自梁边或墙边伸入板内的长度,在单向板中不宜小于受力方向板计算跨度的五分之一;在双向板中不宜小于板短跨方向计算跨度的四分之一;在板角处该钢筋应沿两个垂直方向布置或按放射状布置;当柱角或墙的阳角突出到板内且尺寸较大时,亦应沿柱边或墙阳角边布置构造钢筋,该构造钢筋伸入板内的长度应从柱边或墙边算起。上述上部构造钢筋应按受拉钢筋锚固在梁内、墙内或柱内;

2嵌固在砌体墙内的现浇混凝土板,其上部与板边垂直的构造钢筋伸入板内的长度,从墙边算起不宜小于板短边跨度的七分之一;在两边嵌固于墙内的板角部分,应配置双向上部构造钢筋,该钢筋伸入板内的长度从墙边算起不宜小于板短边跨度的四分之一;沿板的受力方向配置的上部构造钢筋,其截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的三分之一;沿非受力方向配置的上部构造钢筋,可根据经验适当减少。

第10.1.8条当按单向板设计时,除沿受力方向布置受力钢筋外,尚应在垂直受力方向布置分布钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%;分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm;对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适当增加,其间距不宜大于200mm.

注:当有实践经验或可靠措施时,预制单向板的分布钢筋可不受本条限制。

第10.1.9条在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150-200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。

温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置构造钢筋网,并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。

第10.1.10条混凝土板中配置抗冲切箍筋或弯起钢筋时,应符合下列构造要求:

1板的厚度不应小于150mm;

2按计算所需的箍筋及相应的架立钢筋应配置在与45°冲切破坏锥面相交的范围内,且从集中荷载作用面或柱截面边缘向外的分布长度不应小于1.5h0(图10.1.10a);箍筋应做成封闭式,直径不应小于6mm,间距不应大于h0/3;

3按计算所需弯起钢筋的弯起角度可根据板的厚度在30°-45°之间选取;弯起钢筋的倾斜段应与冲切破坏锥面相交(图10.1.10b),其交点应在集中荷载作用面或柱截面边缘以外(1/2-2/3)h的范围内。弯起钢筋直径不宜小于12mm,且每一方向不宜小于3根。

第10.1.11条对卧置于地基上的基础筏板,当板的厚度h>2m时,除应沿板的上、下表面布置纵、横方向的钢筋外,尚宜沿板厚度方向间距不超过1m设置与板面平行的构造钢筋网片,其直径不宜小于12mm,纵横方向的间距不宜大于200mm.

第10.1.12条当板中采用钢筋焊接网片配筋时,应符合国家现行有关标准的规定。第11章 混凝土结构构件抗震设计

11.1 一般规定

附录A 素混凝土结构构件计算

A.1 一般规定

附录B 钢筋的公称截面面积、计算截面面积及理论重量

附录C 混凝土的多轴强度和本构关系

C.1 总则

第附录C.1.1条混凝土的多轴强度和本构关系可采用下列方法确定:

1制作试件并通过试验测定:

2选择合理形式的数学模型,由试验标定其中所需的参数值;

3采用经过试验验证或工程经验证明可行的数学模型。

第附录C.1.2条本附录中所给出的各种数学模型适用于下述条件:混凝土强度等级C20-C80;混凝土质量密度2200-2400kg/m;正常温度、湿度环境;正常加载速度。

第附录C.1.3条本附录中,混凝土的应力-应变曲线和多轴强度均按相对值σ/fc、ε/εc、σ/ft、ε/εt、f3/fc和f1/ft等给出。其中,分母为混凝土的单轴强度(fc或ft)和相应的峰值应变(εc或εt)。

根据结构分析方法和极限状态验算的需要,单轴强度(fc或ft)可分别取为标准值(fck或ftk)、设计值(fc或ft)或平均值(fcm或ftm)。其中,平均值应按下列公式计算:

fcm=fck/(1-1.645δc)

(C.1.3-1)

ftm=ftk/(1-1.645δt)

(C.1.3-2)

式中

δc、δt--混凝土抗压强度、抗拉强度的变异系数,宜根据试验统计确定。

C.2 单轴应力-应变关系

第附录C.2.1条混凝土单轴受压的应力-应变曲线方程可按下列公式确定(图C.2.1):

当x≤1时

y=αax+(3-2αa)x+(αa-2)x

(C.2.1-1)

当x>1时

y=x/[αd(x-1)+x]

(C.2.1-2)

x=ε/εc

(C.2.1-3)

y=σ/fc

(C.2.1-4)

式中

αa、αd--单轴受压应力-应变曲线上升段、下降段的参数值,按表C.2.1采用;

fc--混凝土的单轴抗压强度(fck、fc或fcm);

εc--与fc相应的混凝土峰值压应变,按表C.2.1采用。

混凝土单轴受压应力-应变曲线的参数值

表C.2.1

fc(N/mm)

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

εc(×10)

1370

1470

1560

1640

1720

1790

1850

1920

1980

2030

αa

2.21

2.15

2.09

2.03

1.96

1.90

1.84

1.78

1.71

1.65

αd

0.41

0.74

1.06

1.36

1.65

1.94

2.21

2.48

2.74

3.00

εu/εc

4.2

3.0

2.6

2.3

2.1

2.0

1.9

1.9

1.8

1.8

注:

εu为应力-应变曲线下降段上应力等于0.5fc时的混凝土压应变。

第附录C.2.2条混凝土单轴受拉的应力-应变曲线方程可按下列公式确定(图C.2.2):

当x≤1时

y=1.2x-0.2x

(C.2.2-1)

当x>1时

y=x/[αt(x-1)+x]

(C.2.2-2)

x=ε/εt

(C.2.2-3)

y=σ/ft

(C.2.2-4)

式中

αt--单轴受拉应力-应变曲线下降段的参数值,按表C.2.2取用;

ft--混凝土的单轴抗拉强度(ftk、ft或ftm);

εt--与ft相应的混凝土峰值拉应变,按表C.2.2取用。

混凝土单轴受拉应力-应变曲线的参数值

表C.2.2

ft(N/mm)

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

εt(×10)

65

81

95

107

118

128

137

αt

0.31

0.70

1.25

1.95

2.81

3.82

5.00

C.3 多轴强度

第附录C.3.1条二维、三维结构或处于多维应力状态的杆系结构的局部,由线弹性分析、非线性分析或试验方法求得应力分布和混凝土主应力值σi后,混凝土多轴强度验算应符合下列要求:

│σi│≤│fi│(i=1,2,3)

(C.3.1)

式中 σi--混凝土主应力值:受拉为正,受压为负,且σ1≥σ2≥σ3;

fi--混凝土多轴强度:受拉为正,受压为负,且f1≥f2≥f3,宜按第C.3.2至C.3.4条的混凝土多轴强度相对值(fi/ ft或fi/ fc)计算。

第附录C.3.2条在二轴(压-压、拉-压、拉-拉)应力状态下,混凝土的二轴强度可按图C.3.2所示的包络图确定。

第附录C.3.3条在三轴受压(压-压-压)应力状态下,混凝土的抗压强度(f3)可根据应力比σ1/σ3按图C.3.3插值确定,其最高强度值不宜超过5fc。

第附录C.3.4条在三轴拉-压(拉-拉-压、拉-压-压)应力状态下,混凝土的多轴强度可不计σ2的影响,按二轴拉-压强度取值(图C.3.2)。

在三轴受拉(拉-拉-拉)应力状态下,混凝土的抗拉强度(f1)可取0.9ft。

C.4破坏准则和本构模型

第附录C.4.1条混凝土在多轴应力状态下的破坏准则可采用下列一般方程表达:

τoct/fc=a[(b-σoct/fc)/(c-σoct/fc)]

(C.4.1-1)

c=ct(cos3θ/2)+cc(sin3θ/2)

(C.4.1-2)

σoct=(f1+f2+f3)/3

(C.4.1-3)

(C.4.1-4)

(C.4.1-5)

式中

σoct--按混凝土多轴强度计算的八面体正应力;

τoct--按混凝土多轴强度计算的八面体剪应力;

a、b、d、ct、cc--参数值,宜由试验标定;无试验依据时可按下列数值取用:a=6.9638,b=0.09,d=0.9297,ct=12.2445,cc=7.3319。

第附录C.4.2条混凝土的本构关系可采用非线弹性的正交异性模型,也可采用经过验证的其他本构模型。附录D 后张预应力钢筋常用束形的预应力损失

第附录D.0.1条抛物线形预应力钢筋可近似按圆弧形曲线预应力钢筋考虑。当其对应的圆心角θ≤30°时(图D.0.1),由于锚具变形和钢筋内缩,在反向摩擦影响长度lf范围内的预应力损失值σl1可按下列公式计算:

σl1=2σconlf(μ/rc+k)(1-x/lf)

(D.0.1-1)

反向摩擦影响长度lf(m)可按下列公式计算:

(D.0.1-2)

式中

rc--圆弧形曲线预应力钢筋的曲率半径(m);

μ--预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数,按本规范表6.2.4采用;

k--考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数,按本规范表6.2.4采用;

x--张拉端至计算截面的距离(m);

a--张拉端锚具变形和钢筋内缩值(mm),按本规范表6.2.2采用;

Es--预应力钢筋弹性模量。

第附录D.0.2条端部为直线(直线长度为l0),而后由两条圆弧形曲线(圆弧对应的圆心角θ≤30°)组成的预应力钢筋(图D.0.2),预应力损失值σl1可按下列公式计算:

当x≤l0时

σl1=2i1(l1-l0)+2i2(lf-l1)

(D.0.2-1)

当l0< x≤ l1时

σl1=2i1(l1-x)+2i2(lf-l1)

(D.0.2-2)

当l1< x≤ lf时

σl1=2i2(lf-x)

(D.0.2-3)

反向摩擦影响长度lf(m)可按下列公式计算:

(D.0.2-4)

i1=σa(k+μ/rc1)

(D.0.2-5)

i2=σb(k+μ/rc2)

(D.0.2-6)

式中

l1--预应力钢筋张拉端起点至反弯点的水平投影长度;

i1、i2--第一、二段圆弧形曲线预应力钢筋中应力近似直线变化的斜率;

rc1、rc2--第一、二段圆弧形曲线预应力钢筋的曲率半径;

σa、σb--预应力钢筋在a、b点的应力。

第附录D.0.3条当折线形预应力钢筋的锚固损失消失于折点c之外时(图D.0.3),σl1可按下列公式计算:

当x≤l0时

σl1=2σ1+2i1(l1-l0)+2σ2+2i2(lf-l1)

(D.0.3-1)

当ι0< x≤ι1时

σl1=2i1(l1-x)+2σ2+2i2(lf-l1)

(D.0.3-2)

当l1< x≤ lf时

σl1=2i2(lf-x)

(D.0.3-3)

反向摩擦影响长度lf(m)可按下列公式计算:

(D.0.3-4)

i1=σcon(1-μθ)k

(D.0.3-5)

i2=σcon[1-k(l1-l0)](1-μθ)k

(D.0.3-6)

σ1=σconμθ

(D.0.3-7)

σ2=σcon[1-k(l1-l0)](1-μθ)μθ

(D.0.3-8)

式中

i1--预应力钢筋在bc段中应力近似直线变化的斜率;

i2--预应力钢筋在折点c以外应力近似直线变化的斜率;

l1--张拉端起点至预应力钢筋折点c的水平投影长度。

折叠 附录E

与时间相关的预应力损失

第附录E.0.1条混凝土收缩和徐变引起预应力钢筋的预应力损失终极值可按下列规定计算:

1受拉区纵向预应力钢筋应力损失终极值σl5

σl5=(0.9αpσpcφ∞+Esε∞)/(1+15ρ)

(E.0.1-1)

式中

σpc--受拉区预应力钢筋合力点处由预加力(扣除相应阶段预应力损失)和梁自重产生的混凝土法向压应力,其值不得大于0.5f'cu;对简支梁可取跨中截面与四分之一跨度处截面的平均值;对连续梁和框架可取若干有代表性截面的平均值;

φ∞--混凝土徐变系数终极值;

ε∞--混凝土收缩应变终极值;

Es--预应力钢筋弹性模量;

αp--预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;

ρ--受拉区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率:对先张法构件,ρ=(Ap+As)/A0;对后张法构件,ρ=(Ap+As)/An;对于对称配置预应力钢筋和非预应力钢筋的构件,配筋率ρ取钢筋总截面面积的一半。

当无可靠资料时,φ∞、ε∞值可按表E.0.1采用。如结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下,表列数值应增加30%。

混凝土收缩应变和徐变系数终极值

表E.0.1

终极值

收缩应变终极值ε∞(×10)

徐变系数终极值φ∞

理论厚度2A/u(mm)

100

200

300

≥600

100

200

300

≥600

预加力时的混凝土龄期(d)

3

2.50

2.00

1.70

1.10

3.0

2.5

2.3

2.0

7

2.30

1.90

1.60

1.10

2.6

2.2

2.0

1.8

10

2.17

1.86

1.60

1.10

2.4

2.1

1.9

1.7

14

2.00

1.80

1.60

1.10

2.2

1.9

1.7

1.5

28

1.70

1.60

1.50

1.10

1.8

1.5

1.4

1.2

≥60

1.40

1.40

1.30

1.00

1.4

1.2

1.1

1.0

注:

1预加力时的混凝土龄期,对先张法构件可取3-7d,对后张法构件可取7-28d;

2A为构件截面面积,u为该截面与大气接触的周边长度;

3当实际构件的理论厚度和预加力时的混凝土龄期为表列数值的中间值时,可按线性内插法确定。

2受压区纵向预应力钢筋应力损失终极值σ'l5

σ'l5=(0.9αpσ'pcφ∞+Esε∞)/(1+15ρ')

(E.0.1-2)

式中

σ'pc--受压区预应力钢筋合力点处由预加力(扣除相应阶段预应力损失)和梁自重产生的混凝土法向压应力,其值不得大于0.5f'cu,当σ'pc为拉应力时,取σ'pc=0;

ρ'--受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率:对先张法构件,ρ'=(A'p+A's)/A0;对后张法构件,ρ'=(A'p+A's)/An。

注:对受压区配置预应力钢筋A'p及非预应力钢筋A's的构件,在计算公式(E.0.1-1)、(E.0.1-2)中的σpc及σ'pc时,应按截面全部预加力进行计算。

第附录E.0.2条考虑时间影响的混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值,可由本附录E.0.1条计算的预应力损失终极值σl5、σ'l5乘以表E.0.2中相应的系数确定。

考虑时间影响的预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失值,可由本规范第6.2.1条计算的预应力损失值σl4

折叠 附录F

任意截面构件正截面承载力计算

附录F 任意截面构件正截面承载力计算第附录F.0.1条任意截面的钢筋混凝土和预应力混凝土构件,其正截面承载力可按下列方法计算:

1将截面划分为有限多个混凝土单元、纵向普通钢筋单元和预应力钢筋单元(图F.0.1a),并近似取单元内的应变和应力为均匀分布,其合力点在单元重心处;

2各单元的应变按本规范第7.1.2条的截面应变保持平面的假定由下列公式确定(图F.0.1b):

εci=φu[(xcisinθ+ycicosθ)-r]

(F.0.1-1)

εsj=-φu[(xsjsinθ+ysjcosθ)-r]

(F.0.1-2)

εpk=-φu[(xpksinθ+ypkcosθ)-r]+εp0k

(F.0.1-3)

3截面达到承载能力极限状态时的极限转角φu应按下列两种情况确定:

1)当截面受压区外边缘的混凝土压应变εc达到混凝土极限压应变εcu且受拉区最外排钢筋的应变εs1小于0.01时,应按下列公式计算:

φu=εcu/xn

(F.0.1-4)

2)当截面受拉区最外排钢筋的应变εs1达到0.01且受压区外边缘的混凝土压应变εc小于混凝土极限压应变εcu时,应按下列公式计算:

φu=0.01/(h01-xn)

(F.0.1-5)

4混凝土单元的压应力和普通钢筋单元、预应力钢筋单元的应力应按本规范第7.1.2条的基本假定确定;

5构件正截面承载力应按下列公式计算(图F.0.1):

(F.0.1-6)

(F.0.1-7)

(F.0.1-8)

式中

N--轴向力设计值,当为压力时取正值,当为拉力时取负值;

Mx、My--考虑结构侧移、构件挠曲和附加偏心距引起的附加弯矩后,在截面x轴、y轴方向的弯矩设计值;由压力产生的偏心在x轴的上侧时My取正值,由压力产生的偏心在y轴的右侧时Mx取正值;

εci、σci--第i个混凝土单元的应变、应力,受压时取正值,受拉时取应力σci=0;序号i为1,2,...,l,此处,l为混凝土单元数;

Aci--第i个混凝土单元面积;

xci、yci--第i个混凝土单元重心到y轴、x轴的距离, xci在y轴右侧及yci在x轴上侧时取正值;

εsj、σsj--第j个普通钢筋单元的应变、应力,受拉时取正值,应力σsi应满足本规范公式(7.1.5-5)的条件;序号j为1,2,...,m,此处,m为普通钢筋单元数;

Asj--第j个普通钢筋单元面积;

xsj、ysj--第j个普通钢筋单元重心到y轴、x轴的距离,xsj在y轴右侧及ysj在x轴上侧时取正值;

εpk、σpk--第k个预应力钢筋单元的应变、应力,受拉时取正值,应力σpk应满足本规范公式(7.1.5-6)的条件,序号k为1,2,...,n,此处,n为预应力钢筋单元数;

εp0k--第k个预应力钢筋单元在该单元重心处混凝土法向应力等于零时的应变,其值取σp0k除以预应力钢筋的弹性模量,当受拉时取正值;σp0k按本规范公式(6.1.5-3)或公式(6.1.5-6)计算;

Apk--第k个预应力钢筋单元面积;

xpk、ypk--第k个预应力钢筋单元重心到y轴、x轴的距离,xpk在y轴右侧及ypk在x轴上侧时取正值;

x、y--以截面重心为原点的直角坐标轴;

r--截面重心至中和轴的距离;

h01--截面受压区外边缘至受拉区最外排普通钢筋之间垂直于中和轴的距离;

θ--x轴与中和轴的夹角,顺时针方向取正值;

xn--中和轴至受压区最外侧边缘的距离。

第附录F.0.2条在确定中和轴位置时,应要求双向受弯构件的内、外弯矩作用平面相重合;应要求双向偏心受力构件的轴向力作用点、混凝土和受压钢筋的合力点以及受拉钢筋的合力点在同一条直线上。当不符合以上条件时,尚应考虑扭转的影响。

折叠 附录G

板柱节点计算用等效集中反力设计值

第附录G.0.1条在竖向荷载、水平荷载作用下的板柱节点,其受冲切承载力计算中所用的等效集中反力设计值Fl,eq可按下列情况确定:

1传递单向不平衡弯矩的板柱节点

当不平衡弯矩作用平面与柱矩形截面两个轴线之一相重合时,可按下列两种情况进行计算:

1)由节点受剪传递的单向不平衡弯矩α0Munb,当其作用的方向指向图G.0.1的AB边时,等效集中反力设计值可按下列公式计算:

Fl,eq=Fl+α0MunbaABumh0/Ic

(G.0.1-1)

Munb=Munb,c-Fleg

(G.0.1-2)

2)由节点受剪传递的单向不平衡弯矩α0Munb,当其作用的方向指向图G.0.1的CD边时,等效集中反力设计值可按下列公式计算:

Fl,eq=Fl+α0Munb aCDumh0/Ic

(G.0.1-3)

Munb=Munb,c+Fleg

(G.0.1-4)

式中

Fl--在竖向荷载、水平荷载作用下,柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值;

α0--计算系数,按本规范第G.0.2条计算;

Munb--竖向荷载、水平荷载对轴线2(图G.0.1)产生的不平衡弯矩设计值;

Munb,c--竖向荷载、水平荷载对轴线1(图G.0.1)产生的不平衡弯矩设计值;

aAB、aCD--轴线2至AB、CD边缘的距离;

Ic--按临界截面计算的类似极惯性矩,按本规范第G.0.2条的计算;

eg--在弯矩作用平面内轴线1至轴线2的距离,按本规范第G.0.2条计算;对中柱截面和弯矩作用平面平行于自由边的边柱截面,eg=0.

2传递双向不平衡弯矩的板柱节点

当节点受剪传递的两个方向不平衡弯矩为α0xMunb,x、α0yMunb,y时,等效集中反力设计值可按下列公式计算:

Fl,eq=Fl+τunb,maxumh0

(G.0.1-5)

τunb,max=αoxMunb,xax/Icx+αoyMunb,yay/Icy

(G.0.1-6)

式中

τunb,max--双向不平衡弯矩在临界截面上产生的最大剪应力设计值;

Munb,x、Munb,y--竖向荷载、水平荷载引起对临界截面周长重心处x轴、y轴方向的不平衡弯矩设计值,可按公式(G.0.1-2)或公式(G.0.1-4)同样的方法确定;

αox、αoy--x轴、y轴的计算系数,按本规范第G.0.2条和第G.0.3条确定;

Icx、Icy--对x轴、y轴按临界截面计算的类似极惯性矩,按本规范第G.0.2条和第G.0.3条确定;

ax、ay--最大剪应力τmax作用点至x轴、y轴的距离。

3当考虑不同的荷载组合时,应取其中的较大值作为板柱节点受冲切承载力计算用的等效集中反力设计值。

第附录G.0.2条板柱节点考虑受剪传递单向不平衡弯矩的受冲切承载力计算中,与等效集中反力设计值Fl,eq有关的参数和本附录图G.0.1中所示的几何尺寸,可按下列公式计算:

1中柱处临界截面的类似极惯性矩、几何尺寸及计算系数可按下列公式计算(图G.0.1a):

Ic=h0at/6+2h0am(at/2)

(G.0.2-1)

aAB=aCD=at/2

(G.0.2-2)

eg=0

(G.0.2-3)

(G.0.2-4)

2边柱处临界截面的类似极惯性矩、几何尺寸及计算系数可按下列公式计算:

1)弯矩作用平面垂直于自由边(图G.0.1b)

Ic=h0at/6+h0amaAB+2h0at(at/2-aAB)

(G.0.2-5)

aAB=at/(am+2at)

(G.0.2-6)

aCD=at-aAB

(G.0.2-7)

eg=aCD-hc/2

(G.0.2-8)

(G.0.2-9)

2)弯矩作用平面平行于自由边(图G.0.1c)

Ic=h0at/12+2h0am(at/2)

(G.0.2-10)

aAB=aCD=at/2

(G.0.2-11)

eg=0

(G.0.2-12)

(G.0.2-13)

3角柱处临界截面的类似极惯性矩、几何尺寸及计算系数可按下列公式计算(图G.0.1d):

Ic=h0at/12+h0amaAB+h0at(at/2-aAB)

(G.0.2-14)

aAB=at/2(am+at)

(G.0.2-15)

aCD=at-aAB

(G.0.2-16)

eg=aCD-hc/2

(G.0.2-17)

(G.0.2-18)

第附录G.0.3条在按本附录公式(G.0.1-5)、公式(G.0.1-6)进行板柱节点考虑传递双向不平衡弯矩的受冲切承载力计算中,如将本附录第G.0.2条的规定视作x轴(或y轴)的类似极惯性矩、几何尺寸及计算系数,则与其相应的y轴(或x轴)的类似极惯性矩、几何尺寸及计算系数,可将前述的x轴(或y轴)的相应参数进行转换确定。

第附录G.0.4条当边柱、角柱部位有悬臂板时,临界截面周长可计算至垂直于自由边的板端处,按此计算的临界截面周长应与按中柱计算的临界截面周长相比较,并取两者中的较小值。在此基础上,应按本规范第G.0.2条和第G.0.3条的原则,确定板柱节点考虑受剪传递不平衡弯矩的受冲切承载力计算所用等效集中反力设计值Fl,eq的有关参数。

折叠 说明

1、为了便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的用词:

正面词采用"必须";

反面词采用"严禁"。

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的词:

正面词采用"应";

反面词采用"不应"或"不得"。

3)表示允许稍有选择,在条件允许时首先应这样做的词:

正面词采用"宜";

反面词采用"不宜"。

表示有选择,有一定条件下可以这样做的,采用"可"。

2、规范中指定应按其它有关标准、规范执行时,写法为:"应符合……的规定"或"应按……执行"。

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