9.3.1 為增強板柱節(jié)點的抗沖切承載力,可采用下列方法:
1 沖切力較大時,將板柱節(jié)點附近板的厚度局部加厚,形成柱帽或托板(圖9.4.9);
2 配置抗沖切栓釘(圖9.4.10-1、圖9.4.10-2);
3 在板柱節(jié)點附近板內(nèi)配置抗沖切箍筋(圖9.4.11-1)或抗沖切彎起鋼筋(圖9.4.11-2);
4 配置互相垂直并通過柱子截面的由型鋼(工字鋼、槽鋼等)焊接而成的型鋼剪力架(圖9.3.6)。
9.3.2 板柱節(jié)點在垂直荷載、水平荷載作用下的受沖切承載力計算,應(yīng)考慮板柱節(jié)點沖切破壞臨界截面上的傳遞不平衡彎矩所產(chǎn)生的剪應(yīng)力。其集中反力設(shè)計值,應(yīng)以等效集中反力設(shè)計值代替。等效集中反力設(shè)計值可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010附錄F的規(guī)定計算。
抗震設(shè)計時,節(jié)點處地震作用下的不平衡彎矩引起的沖切反力應(yīng)乘以增大系數(shù),抗震等級為一、二、三級板柱的增大系數(shù)分別取1.7、1.5、1.3。
9.3.3 在豎向荷載、水平荷載作用下不配置抗沖切鋼筋的板,其受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖9.3.3-1):
式(9.3.3-1)、式(9.3.3-2)中的系數(shù)η,應(yīng)按下列兩個公式計算,并取其較小值:
1-沖切破壞椎體的斜截面;2-計算截面;
3-計算截面周長;4-沖切破壞椎體的底面線 圖9.3.3-1 板受沖切承載力計算 式中:Fl——局部荷載設(shè)計值或集中反力設(shè)計值;對板柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點,取柱所承受的軸向壓力設(shè)計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)計值。 Fl,eq——等效集中反力設(shè)計值,當(dāng)有不平衡彎矩時,可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010附錄F的規(guī)定計算。 βh——截面高度影響系數(shù);當(dāng)h≤800mm時,取βh=1.0;當(dāng)h≥2000mm時,取βh=0.9,其間按線性內(nèi)插法取用; ft——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值; σpc,m——計算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1.0N/mm²~3.5 N/mm²范圍內(nèi); 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的長邊與短邊尺寸的比值,βs不宜大于4;當(dāng) βs<2時,取βs=2;當(dāng)面積為圓形時,取βs=2; αs——板柱結(jié)構(gòu)中柱類型的影響系數(shù);對中柱,取αs=40,對邊柱,取αs=30;對角柱,取αs=20。 γRE——承載力抗震調(diào)整系數(shù),取0.85。 um——臨界截面的周長,具體規(guī)定如下: 1)臨界截面是指沖切最不利的破壞錐體底面與頂面線之間的平均周長處板的沖切截面。其中: ①對等厚板為垂直于板中心平面的截面; ②對變高度板為垂直于板受拉面的截面。 2)臨界截面的周長是指: ①對矩形截面或其他凸角形截面柱,是距離局部荷載或集中反力作用面積周長h0/2處板垂直截面最不利周長; ②對凹角形截面柱(異形截面柱),宜選擇周長um的形狀呈凸角折線,其折角不能大于180°,由此可得到最小周長,此時在局部周長區(qū)段力柱邊的距離允許大于h0/2。常見的復(fù)雜集中反力作用下的沖切臨界截面,如圖9.3.3-2所示。
圖9.3.3-2 板的沖切臨界截面示例 3)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,受沖切承載力計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中心至開孔外邊畫出兩條切線之間所包含的長度。鄰近自由邊時,應(yīng)扣除自由邊的長度,見圖9.3.3-3。
圖9.3.3-3 鄰近孔洞或自由邊時的臨界截面周長
9.3.4 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點板的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求且板厚受到限制時,可配置抗沖切栓釘(圖9.4.11-1、9.4.11-2)或抗沖切箍筋(圖9.4.12-1)。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 板的受沖切截面應(yīng)符合下列條件:
2 配置抗沖切栓釘或箍筋的板抗沖切承載力可按下式計算:
式中:Asvu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部栓釘或箍筋的截面面積;
fyv——栓釘或箍筋的抗拉強度設(shè)計值,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010采用。
3 對配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)按式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求進行受沖切承載力驗算。此時,臨界截面周長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。
9.3.5 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)的要求且板厚受到限制時,也可在板中配置抗沖切彎起鋼筋。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 板的受沖切截面控制條件應(yīng)符合式(9.3.4-1)的規(guī)定;
2 受沖切承載力可按下列公式計算:
式中:Asbu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部抗沖切彎起鋼筋截面面積;
fy——彎起鋼筋抗拉強度設(shè)計值。
α——彎起鋼筋與板底的夾角。
2)抗震設(shè)計時,不宜采用配置彎起鋼筋抗沖切。
3 對配置抗沖切彎起鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)按式(9.3.3-1)要求進行受沖切承載力驗算。
9.3.6 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求且板厚受到限制時,還可在板中配置抗沖切型鋼剪力架。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 型鋼剪力架的型鋼高度不應(yīng)大于其腹板厚度的70倍;剪力架每個伸臂末端可削成與水平呈30°~60°的斜角;型鋼的全部受壓翼緣應(yīng)位于距混凝土板的受壓邊緣0.3h0范圍內(nèi);
2 型鋼剪力架每個伸臂的剛度與混凝土組合板換算截面剛度的比值aa應(yīng)符合下列要求:
式中:Ia——型鋼截面慣性矩;
Io,cr——混凝土組合板裂縫截面的換算截面慣性矩;
Ea、Ec——分別為剪力架和混凝土的彈性模量。
計算慣性矩Io,cr時,按型鋼和鋼筋的換算面積以及混凝土受壓區(qū)的面積計算確定,此時組合板截面寬度取垂直于所計算彎矩方向的柱寬bc與板有效高度h0之和。
3 工字鋼焊接剪力架伸臂長度可由下列近似公式確定(圖9.3.6(a)):
上式中的系數(shù)η,應(yīng)取式(9.3.3-3)、式(9.3.3-4)兩者中的較小值。
式中:um,de——設(shè)計截面周長,按圖9.3.6所示計算確定;
Fl,eq——距柱周邊h0/2處的等效集中反力設(shè)計值;
bc——柱計算彎矩方向的邊長。
槽鋼焊接剪力架的伸臂長度可按(圖9.3.6(b))所示的設(shè)計截面周長,用與工字鋼焊接剪力架相似方法確定。
4 剪力架每個伸臂根部的彎矩設(shè)計值及受彎承載力應(yīng)滿足下列要求:
式中:ha——剪力架每個伸臂型鋼的全高;
hc——計算彎矩方向的柱子尺寸;
n——型鋼剪力架相同伸臂的數(shù)目;
W——型鋼剪力架截面受拉邊緣的彈性抵抗矩;
fa——鋼材的抗拉強度設(shè)計值,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003有關(guān)規(guī)定取用。
圖9.3.6 剪力架及其計算沖切面
5 配置型鋼剪力架板的沖切承載力應(yīng)滿足下列要求:
6 配置型鋼剪力架時,對板及柱內(nèi)鋼筋的配置影響較大,不如栓釘及箍筋有利。
式(9.3.3-1)、式(9.3.3-2)中的系數(shù)η,應(yīng)按下列兩個公式計算,并取其較小值:
1-沖切破壞椎體的斜截面;2-計算截面;3-計算截面周長;4-沖切破壞椎體的底面線 圖9.3.3-1 板受沖切承載力計算 式中:Fl——局部荷載設(shè)計值或集中反力設(shè)計值;對板柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點,取柱所承受的軸向壓力設(shè)計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)計值。 Fl,eq——等效集中反力設(shè)計值,當(dāng)有不平衡彎矩時,可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010附錄F的規(guī)定計算。 βh——截面高度影響系數(shù);當(dāng)h≤800mm時,取βh=1.0;當(dāng)h≥2000mm時,取βh=0.9,其間按線性內(nèi)插法取用; ft——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值; σpc,m——計算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1.0N/mm²~3.5 N/mm²范圍內(nèi); 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的長邊與短邊尺寸的比值,βs不宜大于4;當(dāng) βs<2時,取βs=2;當(dāng)面積為圓形時,取βs=2; αs——板柱結(jié)構(gòu)中柱類型的影響系數(shù);對中柱,取αs=40,對邊柱,取αs=30;對角柱,取αs=20。 γRE——承載力抗震調(diào)整系數(shù),取0.85。 um——臨界截面的周長,具體規(guī)定如下: 1)臨界截面是指沖切最不利的破壞錐體底面與頂面線之間的平均周長處板的沖切截面。其中: ①對等厚板為垂直于板中心平面的截面; ②對變高度板為垂直于板受拉面的截面。 2)臨界截面的周長是指: ①對矩形截面或其他凸角形截面柱,是距離局部荷載或集中反力作用面積周長h0/2處板垂直截面最不利周長; ②對凹角形截面柱(異形截面柱),宜選擇周長um的形狀呈凸角折線,其折角不能大于180°,由此可得到最小周長,此時在局部周長區(qū)段力柱邊的距離允許大于h0/2。常見的復(fù)雜集中反力作用下的沖切臨界截面,如圖9.3.3-2所示。

圖9.3.3-2 板的沖切臨界截面示例 3)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,受沖切承載力計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中心至開孔外邊畫出兩條切線之間所包含的長度。鄰近自由邊時,應(yīng)扣除自由邊的長度,見圖9.3.3-3。
圖9.3.3-3 鄰近孔洞或自由邊時的臨界截面周長
9.3.4 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點板的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求且板厚受到限制時,可配置抗沖切栓釘(圖9.4.11-1、9.4.11-2)或抗沖切箍筋(圖9.4.12-1)。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 板的受沖切截面應(yīng)符合下列條件:
2 配置抗沖切栓釘或箍筋的板抗沖切承載力可按下式計算:
式中:Asvu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部栓釘或箍筋的截面面積;
fyv——栓釘或箍筋的抗拉強度設(shè)計值,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010采用。
3 對配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)按式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求進行受沖切承載力驗算。此時,臨界截面周長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。
9.3.5 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)的要求且板厚受到限制時,也可在板中配置抗沖切彎起鋼筋。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 板的受沖切截面控制條件應(yīng)符合式(9.3.4-1)的規(guī)定;
2 受沖切承載力可按下列公式計算:
式中:Asbu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部抗沖切彎起鋼筋截面面積;
fy——彎起鋼筋抗拉強度設(shè)計值。
α——彎起鋼筋與板底的夾角。
2)抗震設(shè)計時,不宜采用配置彎起鋼筋抗沖切。
3 對配置抗沖切彎起鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)按式(9.3.3-1)要求進行受沖切承載力驗算。
9.3.6 在豎向荷載、水平荷載作用下,當(dāng)板柱節(jié)點的受沖切承載力不滿足式(9.3.3-1)或式(9.3.3-2)的要求且板厚受到限制時,還可在板中配置抗沖切型鋼剪力架。此時,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 型鋼剪力架的型鋼高度不應(yīng)大于其腹板厚度的70倍;剪力架每個伸臂末端可削成與水平呈30°~60°的斜角;型鋼的全部受壓翼緣應(yīng)位于距混凝土板的受壓邊緣0.3h0范圍內(nèi);
2 型鋼剪力架每個伸臂的剛度與混凝土組合板換算截面剛度的比值aa應(yīng)符合下列要求:
式中:Ia——型鋼截面慣性矩;
Io,cr——混凝土組合板裂縫截面的換算截面慣性矩;
Ea、Ec——分別為剪力架和混凝土的彈性模量。
計算慣性矩Io,cr時,按型鋼和鋼筋的換算面積以及混凝土受壓區(qū)的面積計算確定,此時組合板截面寬度取垂直于所計算彎矩方向的柱寬bc與板有效高度h0之和。
3 工字鋼焊接剪力架伸臂長度可由下列近似公式確定(圖9.3.6(a)):
上式中的系數(shù)η,應(yīng)取式(9.3.3-3)、式(9.3.3-4)兩者中的較小值。
式中:um,de——設(shè)計截面周長,按圖9.3.6所示計算確定;
Fl,eq——距柱周邊h0/2處的等效集中反力設(shè)計值;
bc——柱計算彎矩方向的邊長。
槽鋼焊接剪力架的伸臂長度可按(圖9.3.6(b))所示的設(shè)計截面周長,用與工字鋼焊接剪力架相似方法確定。
4 剪力架每個伸臂根部的彎矩設(shè)計值及受彎承載力應(yīng)滿足下列要求:
式中:ha——剪力架每個伸臂型鋼的全高;
hc——計算彎矩方向的柱子尺寸;
n——型鋼剪力架相同伸臂的數(shù)目;
W——型鋼剪力架截面受拉邊緣的彈性抵抗矩;
fa——鋼材的抗拉強度設(shè)計值,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003有關(guān)規(guī)定取用。
圖9.3.6 剪力架及其計算沖切面
5 配置型鋼剪力架板的沖切承載力應(yīng)滿足下列要求:
6 配置型鋼剪力架時,對板及柱內(nèi)鋼筋的配置影響較大,不如栓釘及箍筋有利。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
