(Ⅰ)正截面承載力計(jì)算的一般規(guī)定
6.2.1 正截面承載力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:
1 截面應(yīng)變保持平面。
2 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。
3 混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系按下列規(guī)定取用:



6.2.5 偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)計(jì)入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值應(yīng)取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值。 6.2.6 受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí),受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖。
矩形應(yīng)力圖的受壓區(qū)高度x可取截面應(yīng)變保持平面的假定所確定的中和軸高度乘以系數(shù)β1。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),β1取為0.80,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),β1取為0.74,其間按線性內(nèi)插法確定。
矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值可由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘以系數(shù)α1確定。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),α1取為0.94,其間按線性內(nèi)插法確定。 6.2.7 縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ζb應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 鋼筋混凝土構(gòu)件
有屈服點(diǎn)普通鋼筋
式中:ζb——相對(duì)界限受壓區(qū)高度,取xb/h0;
xb——界限受壓區(qū)高度;
h0——截面有效高度:縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離;
ES——鋼筋彈性模量,按本規(guī)范表4.2.5采用;
σp0——受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(10.1. 6—3)或公式(10.1.6—6)計(jì)算;
εcu——非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變,按本規(guī)范公式(6.2.1—5)計(jì)算;
β1——系數(shù),按本規(guī)范第6.2.6條的規(guī)定計(jì)算。
注:當(dāng)截面受拉區(qū)內(nèi)配置有不同種類或不同預(yù)應(yīng)力值的鋼筋時(shí),受彎構(gòu)件的相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)分別計(jì)算,并取其較小值。
6.2.8 縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)按下列規(guī)定確定:
1 縱向鋼筋應(yīng)力宜按下列公式計(jì)算:
6.2.9 矩形、I形、T形截面構(gòu)件的正截面承載力可按本節(jié)規(guī)定計(jì)算;任意截面、圓形及環(huán)形截面構(gòu)件的正截面承載力可按本規(guī)范附錄E的規(guī)定計(jì)算。
(Ⅱ) 正截面受彎承載力計(jì)算
6.2.10 矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.2.10):



按上述公式計(jì)算T形、I形截面受彎構(gòu)件時(shí),混凝土受壓區(qū)高度仍應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10—3)和公式(6.2.10—4)的要求。
6.2.12 T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度 可按本規(guī)范表5.2.4所列情況中的最小值取用。 6.2.13 受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10—3)的要求。當(dāng)由構(gòu)造要求或按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算要求配置的縱向受拉鋼筋截面面積大于受彎承載力要求的配筋面積時(shí),按本規(guī)范公式(6.2.10—2)或公式(6.2.11—3)計(jì)算的混凝土受壓區(qū)高度x,可僅計(jì)入受彎承載力條件所需的縱向受拉鋼筋截面面積。
6.2.14 當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向普通受壓鋼筋時(shí),應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10—4)的條件;當(dāng)不滿足此條件時(shí),正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:


式中:fyv——間接鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第4.2.3條的規(guī)定采用;
Acor——構(gòu)件的核心截面面積,取間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土截面面積;
Asso——螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的換算截面面積;
dcor——構(gòu)件的核心截面直徑,取間接鋼筋內(nèi)表面之間的距離;
Assl——螺旋式或焊接環(huán)式單根間接鋼筋的截面面積;
s——間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方向的間距;
α——間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),取1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取0.85,其間按線性內(nèi)插法確定。
注:1 按公式(6.2.16—1)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值的1.5倍;
2 當(dāng)遇到下列任意一種情況時(shí),不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋的影響,而應(yīng)按本規(guī)范第6.2.15條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算:
1)當(dāng)l0/d>12時(shí);
2)當(dāng)按公式(6.2.16—1)算得的受壓承載力小于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得的受壓承載力時(shí);
3)當(dāng)間接鋼筋的換算截面面積Asso小于縱向普通鋼筋的全部截面面積的25%時(shí)。
6.2.17 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.2.17):




6. 2. 20 軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)算長度l0可按下列規(guī)定確定:
1 剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱,其計(jì)算長度l0可按表6. 2. 20—1取用。
注:1 表中H為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高;Hl為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度;Hu為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度;
2 表中有吊車房屋排架柱的計(jì)算長度,當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí),可按無吊車房屋柱的計(jì)算長度采用,但上柱的計(jì)算長度仍可按有吊車房屋采用;
3 表中有吊車房屋排架柱的上柱在排架方向的計(jì)算長度,僅適用于Hu/Hl不小于0.3的情況;當(dāng)Hu/Hl小于0.3時(shí),計(jì)算長度宜采用2.5Hu。 2 一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計(jì)算長度l0可按表6.2.20—2取用。
注:表中H為底層柱從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度;對(duì)其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。
6.2.21 對(duì)截面具有兩個(gè)互相垂直的對(duì)稱軸的鋼筋混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件(圖6.2.21),其正截面受壓承載力可選用下列兩種方法之一進(jìn)行計(jì)算:

構(gòu)件的截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nu0,可按本規(guī)范公式(6.2.15)計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nu0代替,且不考慮穩(wěn)定系數(shù)φ及系數(shù)0.9。
構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nux,可按下列情況計(jì)算:
1)當(dāng)縱向普通鋼筋沿截面兩對(duì)邊配置時(shí),Nux可按本規(guī)范第6.2.17條或第6.2.18條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nux代替。
2)當(dāng)縱向普通鋼筋沿截面腹部均勻配置時(shí),Nux可按本規(guī)范第6.2.19條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nux代替。
構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nuy可采用與Nux相同的方法計(jì)算。
(Ⅳ)正截面受拉承載力計(jì)算
6.2.22 軸心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
N≤fyAs+fpyAp (6.2.22)
式中:N——軸向拉力設(shè)計(jì)值;
As、Ap——縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋的全部截面面積。
6.2.23 矩形截面偏心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 小偏心受拉構(gòu)件


6.2.24 沿截面腹部均勻配置縱向普通鋼筋的矩形、T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.25—1)的規(guī)定,式中正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值Mu可按本規(guī)范公式(6.2.19—1)和公式(6.2.19—2)進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),同時(shí)應(yīng)分別取N為0和以Mu代替Nei。
6.2.25 對(duì)稱配筋的矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:

條文說明
6.2 正截面承載力計(jì)算
6.2.1 本條對(duì)正截面承載力計(jì)算方法作了基本假定。
1 平截面假定
試驗(yàn)表明,在縱向受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度之前及達(dá)到屈服強(qiáng)度后的一定塑性轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi),截面的平均應(yīng)變基本符合平截面假定。因此,按照平截面假定建立判別縱向受拉鋼筋是否屈服的界限條件和確定屈服之前鋼筋的應(yīng)力σs是合理的。平截面假定作為計(jì)算手段,即使鋼筋已達(dá)屈服,甚至進(jìn)入強(qiáng)化段時(shí),也還是可行的,計(jì)算值與試驗(yàn)值符合較好。
引用平截面假定可以將各種類型截面(包括周邊配筋截面)在單向或雙向受力情況下的正截面承載力計(jì)算貫穿起來,提高了計(jì)算方法的邏輯性和條理性,使計(jì)算公式具有明確的物理概念。引用平截面假定也為利用電算進(jìn)行混凝土構(gòu)件正截面全過程分析(包括非線性分析)提供了必不可少的截面變形條件。
國際上的主要規(guī)范,均采用了平截面假定。
2 混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
隨著混凝土強(qiáng)度的提高,混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線將逐漸變化,其上升段將逐漸趨向線性變化,且對(duì)應(yīng)于峰值應(yīng)力的應(yīng)變稍有提高;下降段趨于變陡,極限應(yīng)變有所減少。為了綜合反映低、中強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)混凝土的特性,與02版規(guī)范相同,本規(guī)范對(duì)正截面設(shè)計(jì)用的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用如下簡化表達(dá)形式:
根據(jù)國內(nèi)中、低強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度混凝土偏心受壓短柱的試驗(yàn)結(jié)果,在條文中給出了有關(guān)參數(shù):n、ε0、εcu的取值,與試驗(yàn)結(jié)果較為接近。
3 縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變
縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變本規(guī)范規(guī)定為0.01,作為構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志之一。對(duì)有物理屈服點(diǎn)的鋼筋,該值相當(dāng)于鋼筋應(yīng)變進(jìn)入了屈服臺(tái)階;對(duì)無屈服點(diǎn)的鋼筋,設(shè)計(jì)所用的強(qiáng)度是以條件屈服點(diǎn)為依據(jù)的。極限拉應(yīng)變的規(guī)定是限制鋼筋的強(qiáng)化強(qiáng)度,同時(shí),也表示設(shè)計(jì)采用的鋼筋的極限拉應(yīng)變不得小于0.01,以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有必要的延性。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其極限拉應(yīng)變應(yīng)從混凝土消壓時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力σp0處開始算起。
對(duì)非均勻受壓構(gòu)件,混凝土的極限壓應(yīng)變達(dá)到εcu或者受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變達(dá)到0.01,即這兩個(gè)極限應(yīng)變中只要具備其中一個(gè),就標(biāo)志著構(gòu)件達(dá)到了承載能力極限狀態(tài)。
6.2.2 本條的規(guī)定同02版規(guī)范。
6.2.3 軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)(P—δ效應(yīng))是偏壓桿件中由軸向壓力在產(chǎn)生了撓曲變形的桿件內(nèi)引起的曲率和彎矩增量。例如在結(jié)構(gòu)中常見的反彎點(diǎn)位于柱高中部的偏壓構(gòu)件中,這種二階效應(yīng)雖能增大構(gòu)件除兩端區(qū)域外各截面的曲率和彎矩,但增大后的彎矩通常不可能超過柱兩端控制截面的彎矩。因此,在這種情況下,P—δ效應(yīng)不會(huì)對(duì)桿件截面的偏心受壓承載能力產(chǎn)生不利影響。但是,在反彎點(diǎn)不在桿件高度范圍內(nèi)(即沿桿件長度均為同號(hào)彎矩)的較細(xì)長且軸壓比偏大的偏壓構(gòu)件中,經(jīng)P—δ效應(yīng)增大后的桿件中部彎矩有可能超過柱端控制截面的彎矩。此時(shí),就必須在截面設(shè)計(jì)中考慮P—δ效應(yīng)的附加影響。因后一種情況在工程中較少出現(xiàn),為了不對(duì)各個(gè)偏壓構(gòu)件逐一進(jìn)行驗(yàn)算,本條給出了可以不考慮P—δ效應(yīng)的條件。該條件是根據(jù)分析結(jié)果并參考國外規(guī)范給出的。
6.2.4 本條給出了在偏壓構(gòu)件中考慮P—δ效應(yīng)的具體方法,即Cm—ηns法。該方法的基本思路與美國ACI 318-08規(guī)范所用方法相同。其中ηns使用中國習(xí)慣的極限曲率表達(dá)式。該表達(dá)式是借用02版規(guī)范偏心距增大系數(shù)η的形式,并作了下列調(diào)整后給出的:
1 考慮本規(guī)范所用鋼材強(qiáng)度總體有所提高,故將02版規(guī)范η公式中反映極限曲率的“1/1400”改為“1/1300”。
2 根據(jù)對(duì)P—δ效應(yīng)規(guī)律的分析,取消了02版規(guī)范η公式中在細(xì)長度偏大情況下減小構(gòu)件撓曲變形的系數(shù)ζ2。
本條Cm系數(shù)的表達(dá)形式與美國ACI 318-08規(guī)范所用形式相似,但取值略偏高,這是根據(jù)我國所做的系列試驗(yàn)結(jié)果,考慮鋼筋混凝土偏心壓桿P—δ效應(yīng)規(guī)律的較大離散性而給出的。
對(duì)剪力墻、核心筒墻肢類構(gòu)件,由于P—δ效應(yīng)不明顯,計(jì)算時(shí)可以忽略。對(duì)排架結(jié)構(gòu)柱,當(dāng)采用本規(guī)范第B.0.4條的規(guī)定計(jì)算二階效應(yīng)后,不再按本條規(guī)定計(jì)算P—δ效應(yīng);當(dāng)排架柱未按本規(guī)范第B.0.4條計(jì)算其側(cè)移二階效應(yīng)時(shí),仍應(yīng)按本規(guī)范第B.0.4條考慮其P—δ效應(yīng)。
6.2.5 由于工程中實(shí)際存在著荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性及施工的偏差等因素,都可能產(chǎn)生附加偏心距。
很多國家的規(guī)范中都有關(guān)于附加偏心距的具體規(guī)定,因此參照國外規(guī)范的經(jīng)驗(yàn),規(guī)定了附加偏心距ea的絕對(duì)值與相對(duì)值的要求,并取其較大值用于計(jì)算。
6.2.6 在承載力計(jì)算中,可采用合適的壓應(yīng)力圖形,只要在承載力計(jì)算上能與可靠的試驗(yàn)結(jié)果基本符合。為簡化計(jì)算,本規(guī)范采用了等效矩形壓應(yīng)力圖形,此時(shí),矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力取fc乘以系數(shù)α1,矩形應(yīng)力圖的高度可取等于按平截面假定所確定的中和軸高度xn乘以系數(shù)β1。對(duì)中低強(qiáng)度混凝土,當(dāng)n=2,ε0=0.002,εcu=0.0033時(shí),α1=0.969,β1=0.824;為簡化計(jì)算,取α1=1.0,β1=0.8。對(duì)高強(qiáng)度混凝土,用隨混凝土強(qiáng)度提高而逐漸降低的系數(shù)α1、β1值來反映高強(qiáng)度混凝土的特點(diǎn),這種處理方法能適應(yīng)混凝土強(qiáng)度進(jìn)一步提高的要求,也是多數(shù)國家規(guī)范采用的處理方法。上述的簡化計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比大體接近。應(yīng)當(dāng)指出,將上述簡化計(jì)算的規(guī)定用于三角形截面、圓形截面的受壓區(qū),會(huì)帶來一定的誤差。
6.2.7 構(gòu)件達(dá)到界限破壞是指正截面上受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的破壞狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于這一破壞狀態(tài),受壓邊混凝土應(yīng)變達(dá)到εcu;對(duì)配置有屈服點(diǎn)鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件,縱向受拉鋼筋的應(yīng)變?nèi)y/ES。界限受壓區(qū)高度xb與界限中和軸高xnb的比值為β1,根據(jù)平截面假定,可得截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度ζb的公式(6.2.7—1)。
對(duì)配置無屈服點(diǎn)鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,根據(jù)條件屈服點(diǎn)的定義,應(yīng)考慮0.2%的殘余應(yīng)變,普通鋼筋應(yīng)變?nèi)?fy/ES+0.002)、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變?nèi)(fpy-σp0)/ES+0.002]。根據(jù)平截面假定,可得公式(6.2.7—2)和公式(6.2.7—3)。
無屈服點(diǎn)的普通鋼筋通常是指細(xì)規(guī)格的帶肋鋼筋,無屈服點(diǎn)的特性主要取決于鋼筋的軋制和調(diào)直等工藝。在鋼筋標(biāo)準(zhǔn)中,有屈服點(diǎn)鋼筋的屈服強(qiáng)度以σs表示,無屈服點(diǎn)鋼筋的屈服強(qiáng)度以σp0.2表示。
6.2.8 鋼筋應(yīng)力σs的計(jì)算公式,是以混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變εcu作為構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)標(biāo)志而給出的。
按平截面假定可寫出截面任意位置處的普通鋼筋應(yīng)力σsi的計(jì)算公式(6.2.8—1)和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力σpi的計(jì)算公式(6.2.8—2)。
為了簡化計(jì)算,根據(jù)我國大量的試驗(yàn)資料及計(jì)算分析表明,小偏心受壓情況下實(shí)測受拉邊或受壓較小邊的鋼筋應(yīng)力σs與ζ接近直線關(guān)系??紤]到ζ=ζb及ζ=β1作為界限條件,取σs與ζ之間為線性關(guān)系,就可得到公式(6.2.8—3)、公式(6.2.8—4)。
按上述線性關(guān)系式,在求解正截面承載力時(shí),一般情況下為二次方程。
6.2.9 在02版規(guī)范中,將圓形、圓環(huán)形截面混凝土構(gòu)件的正截面承載力列在正文,本次修訂將圓形截面、圓環(huán)形截面與任意截面構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算一同列入附錄。
6.2.10~6.2.14 保留02版規(guī)范的實(shí)用計(jì)算方法。
構(gòu)件中如無縱向受壓鋼筋或不考慮縱向受壓鋼筋時(shí),不需要符合公式(6.2.10—4)的要求。
6.2.15 保留了02版規(guī)范的規(guī)定。為保持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算具有相近的可靠度,在正文公式(6.2.15)右端乘以系數(shù)0.9。
02版規(guī)范第7.3.11條規(guī)定的受壓構(gòu)件計(jì)算長度l0主要適用于有側(cè)移受偏心壓力作用的構(gòu)件,不完全適用于上下端有支點(diǎn)的軸心受壓構(gòu)件。對(duì)于上下端有支點(diǎn)的軸心受壓構(gòu)件,其計(jì)算長度l0可偏安全地取構(gòu)件上下端支點(diǎn)之間距離的1.1倍。
6.2.16 保留了02版規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C50時(shí),間接鋼筋混凝土的約束作用將會(huì)降低,為此,在混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50~C80的范圍內(nèi),給出折減系數(shù)α值?;谂c第6.2.15條相同的理由,在公式(6.2.16—1)右端乘以系數(shù)0.9。
6.2.17 矩形截面偏心受壓構(gòu)件:
1 對(duì)非對(duì)稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)偏心距很小時(shí),為了防止As產(chǎn)生受壓破壞,尚應(yīng)按公式(6.2.17—5)進(jìn)行驗(yàn)算,此處引入了初始偏心距ei=e0-ea,這是考慮了不利方向的附加偏心距。計(jì)算表明,只有當(dāng)N>fcbh時(shí),鋼筋A(yù)s的配筋率才有可能大于最小配筋率的規(guī)定。
2 對(duì)稱配筋小偏心受壓的鋼筋混凝土構(gòu)件近似計(jì)算方法:
當(dāng)應(yīng)用偏心受壓構(gòu)件的基本公式(6.2.17—1)、公式(6.2.17—2)及公式(6.2.8—1)求解對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件承載力時(shí),將出現(xiàn)ζ的三次方程。第6.2.17條第4款的簡化公式是取
,使求解ζ的方程降為一次方程,便于直接求得小偏壓構(gòu)件所需的配筋面積。同理,上述簡化方法也可擴(kuò)展用于T形和I形截面的構(gòu)件。
3 本次對(duì)偏心受壓構(gòu)件二階效應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行了修訂,即除排架結(jié)構(gòu)柱以外,不再采用η-l0法。新修訂的方法主要希望通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)一并考慮由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)。為了進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)力取值的一致性,當(dāng)需要利用簡化計(jì)算方法計(jì)算由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)和需要考慮桿件自身撓曲引起的二階效應(yīng)時(shí),也應(yīng)先按照附錄B的簡化計(jì)算方法和按照第6.2.3條和第6.2.4條的規(guī)定進(jìn)行考慮二階效應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算。
即在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí),其內(nèi)力已經(jīng)考慮了二階效應(yīng)。
6.2.18 給出了I形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式,對(duì)T形、倒T形截面則可按條文注的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算;同時(shí),對(duì)非對(duì)稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,給出了驗(yàn)算公式及其適用的近似條件。
6.2.19 沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋(沿截面腹部配置等直徑、等間距的縱向受力鋼筋)的矩形、T形或I形截面偏心受壓構(gòu)件,其正截面承載力可根據(jù)第6.2.1條中一般計(jì)算方法的基本假定列出平衡方程進(jìn)行計(jì)算。但由于計(jì)算公式較繁,不便于設(shè)計(jì)應(yīng)用,故作了必要簡化,給出了公式(6.2.19—1)~公式(6.2.19—4)。
根據(jù)第6.2.1條的基本假定,均勻配筋的鋼筋應(yīng)變到達(dá)屈服的纖維距中和軸的距離為βζη0/β1,此處,β=fyw/(Esεcu)。分析表明,常用的鋼筋β值變化幅度不大,而且對(duì)均勻配筋的內(nèi)力影響很小。因此,將按平截面假定寫出的均勻配筋內(nèi)力Nsw、Msw的表達(dá)式分別用直線及二次曲線近似擬合,即給出公式(6.2.19—3)、公式(6.2.19—4)這兩個(gè)簡化公式。
計(jì)算分析表明,對(duì)兩對(duì)邊集中配筋與腹部均勻配筋呈一定比例的條件下,本條的簡化計(jì)算與按一般方法精確計(jì)算的結(jié)果相比誤差不大,并可使計(jì)算工作量得到很大簡化。
6.2.20 規(guī)范對(duì)排架柱計(jì)算長度的規(guī)定引自1974年的規(guī)范《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TJ 10—74,其計(jì)算長度值是在當(dāng)時(shí)的彈性分析和工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定的。在沒有新的研究分析結(jié)果之前,本規(guī)范繼續(xù)沿用原規(guī)范的規(guī)定。
本次規(guī)范修訂,對(duì)有側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的P—△效應(yīng)簡化計(jì)算,不再采用η—l0法,而采用層增大系數(shù)法。因此,進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)P—△效應(yīng)計(jì)算時(shí)不再需要計(jì)算框架柱的計(jì)算長度l0,因此取消了02版規(guī)范第7.3.11條第3款中框架柱計(jì)算長度公式(7.3.11—1)、公式(7.3.11—2)。本規(guī)范第6.2.20條第2款表6.2.20—2中框架柱的計(jì)算長度l0主要用于計(jì)算軸心受壓框架柱穩(wěn)定系數(shù)φ,以及計(jì)算偏心受壓構(gòu)件裂縫寬度的偏心距增大系數(shù)時(shí)采用。
6.2.21 本條對(duì)對(duì)稱雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算作了規(guī)定:
1 當(dāng)按本規(guī)范附錄E的一般方法計(jì)算時(shí),本條規(guī)定了分別按x、y軸計(jì)算ei的公式;有可靠試驗(yàn)依據(jù)時(shí),也可采用更合理的其他公式計(jì)算。
2 給出了雙向偏心受壓的倪克勤(N.V.Nikitin)公式,并指明了兩種配筋形式的計(jì)算原則。
3 當(dāng)需要考慮二階彎矩的影響時(shí),給出的彎矩設(shè)計(jì)值M0x,M0y已經(jīng)包含了二階彎矩的影響,即取消了02版規(guī)范第7.3.14條中的彎矩增大系數(shù)ηx、ηy,原因詳見第6.2.17條條文說明。
6.2.22~6.2.25 保留了02版規(guī)范的相應(yīng)條文。
對(duì)沿截面高度或周邊均勻配筋的矩形、T形或I形偏心受拉截面,其正截面承載力基本符合
的變化規(guī)律,且略偏于安全;此公式改寫后即為公式(6.2.25—1)。試驗(yàn)表明,它也適用于對(duì)稱配筋矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件。公式(6.2.25—1)是89規(guī)范在條文說明中提出的公式。
6.2.1 正截面承載力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:
1 截面應(yīng)變保持平面。
2 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。
3 混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系按下列規(guī)定取用:



6.2.5 偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)計(jì)入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值應(yīng)取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值。 6.2.6 受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí),受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖。
矩形應(yīng)力圖的受壓區(qū)高度x可取截面應(yīng)變保持平面的假定所確定的中和軸高度乘以系數(shù)β1。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),β1取為0.80,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),β1取為0.74,其間按線性內(nèi)插法確定。
矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值可由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘以系數(shù)α1確定。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),α1取為0.94,其間按線性內(nèi)插法確定。 6.2.7 縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ζb應(yīng)按下列公式計(jì)算:
1 鋼筋混凝土構(gòu)件
有屈服點(diǎn)普通鋼筋
式中:ζb——相對(duì)界限受壓區(qū)高度,取xb/h0;xb——界限受壓區(qū)高度;
h0——截面有效高度:縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離;
ES——鋼筋彈性模量,按本規(guī)范表4.2.5采用;
σp0——受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,按本規(guī)范公式(10.1. 6—3)或公式(10.1.6—6)計(jì)算;
εcu——非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變,按本規(guī)范公式(6.2.1—5)計(jì)算;
β1——系數(shù),按本規(guī)范第6.2.6條的規(guī)定計(jì)算。
注:當(dāng)截面受拉區(qū)內(nèi)配置有不同種類或不同預(yù)應(yīng)力值的鋼筋時(shí),受彎構(gòu)件的相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)分別計(jì)算,并取其較小值。
6.2.8 縱向鋼筋應(yīng)力應(yīng)按下列規(guī)定確定:
1 縱向鋼筋應(yīng)力宜按下列公式計(jì)算:
6.2.9 矩形、I形、T形截面構(gòu)件的正截面承載力可按本節(jié)規(guī)定計(jì)算;任意截面、圓形及環(huán)形截面構(gòu)件的正截面承載力可按本規(guī)范附錄E的規(guī)定計(jì)算。
(Ⅱ) 正截面受彎承載力計(jì)算6.2.10 矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T形截面受彎構(gòu)件,其正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.2.10):



按上述公式計(jì)算T形、I形截面受彎構(gòu)件時(shí),混凝土受壓區(qū)高度仍應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10—3)和公式(6.2.10—4)的要求。
6.2.12 T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計(jì)算寬度 可按本規(guī)范表5.2.4所列情況中的最小值取用。 6.2.13 受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.10—3)的要求。當(dāng)由構(gòu)造要求或按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算要求配置的縱向受拉鋼筋截面面積大于受彎承載力要求的配筋面積時(shí),按本規(guī)范公式(6.2.10—2)或公式(6.2.11—3)計(jì)算的混凝土受壓區(qū)高度x,可僅計(jì)入受彎承載力條件所需的縱向受拉鋼筋截面面積。
6.2.14 當(dāng)計(jì)算中計(jì)入縱向普通受壓鋼筋時(shí),應(yīng)滿足本規(guī)范公式(6.2.10—4)的條件;當(dāng)不滿足此條件時(shí),正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:


式中:fyv——間接鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第4.2.3條的規(guī)定采用;Acor——構(gòu)件的核心截面面積,取間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土截面面積;
Asso——螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的換算截面面積;
dcor——構(gòu)件的核心截面直徑,取間接鋼筋內(nèi)表面之間的距離;
Assl——螺旋式或焊接環(huán)式單根間接鋼筋的截面面積;
s——間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方向的間距;
α——間接鋼筋對(duì)混凝土約束的折減系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),取1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取0.85,其間按線性內(nèi)插法確定。
注:1 按公式(6.2.16—1)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得的構(gòu)件受壓承載力設(shè)計(jì)值的1.5倍;
2 當(dāng)遇到下列任意一種情況時(shí),不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋的影響,而應(yīng)按本規(guī)范第6.2.15條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算:
1)當(dāng)l0/d>12時(shí);
2)當(dāng)按公式(6.2.16—1)算得的受壓承載力小于按本規(guī)范公式(6.2.15)算得的受壓承載力時(shí);
3)當(dāng)間接鋼筋的換算截面面積Asso小于縱向普通鋼筋的全部截面面積的25%時(shí)。
6.2.17 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.2.17):





6. 2. 20 軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)算長度l0可按下列規(guī)定確定:1 剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱,其計(jì)算長度l0可按表6. 2. 20—1取用。
注:1 表中H為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高;Hl為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度;Hu為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度;2 表中有吊車房屋排架柱的計(jì)算長度,當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí),可按無吊車房屋柱的計(jì)算長度采用,但上柱的計(jì)算長度仍可按有吊車房屋采用;
3 表中有吊車房屋排架柱的上柱在排架方向的計(jì)算長度,僅適用于Hu/Hl不小于0.3的情況;當(dāng)Hu/Hl小于0.3時(shí),計(jì)算長度宜采用2.5Hu。 2 一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計(jì)算長度l0可按表6.2.20—2取用。
注:表中H為底層柱從基礎(chǔ)頂面到一層樓蓋頂面的高度;對(duì)其余各層柱為上下兩層樓蓋頂面之間的高度。
6.2.21 對(duì)截面具有兩個(gè)互相垂直的對(duì)稱軸的鋼筋混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件(圖6.2.21),其正截面受壓承載力可選用下列兩種方法之一進(jìn)行計(jì)算:

構(gòu)件的截面軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nu0,可按本規(guī)范公式(6.2.15)計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nu0代替,且不考慮穩(wěn)定系數(shù)φ及系數(shù)0.9。構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nux,可按下列情況計(jì)算:
1)當(dāng)縱向普通鋼筋沿截面兩對(duì)邊配置時(shí),Nux可按本規(guī)范第6.2.17條或第6.2.18條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nux代替。
2)當(dāng)縱向普通鋼筋沿截面腹部均勻配置時(shí),Nux可按本規(guī)范第6.2.19條的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),將N以Nux代替。
構(gòu)件的偏心受壓承載力設(shè)計(jì)值Nuy可采用與Nux相同的方法計(jì)算。
(Ⅳ)正截面受拉承載力計(jì)算
6.2.22 軸心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
N≤fyAs+fpyAp (6.2.22)
式中:N——軸向拉力設(shè)計(jì)值;
As、Ap——縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋的全部截面面積。
6.2.23 矩形截面偏心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 小偏心受拉構(gòu)件


6.2.24 沿截面腹部均勻配置縱向普通鋼筋的矩形、T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合本規(guī)范公式(6.2.25—1)的規(guī)定,式中正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值Mu可按本規(guī)范公式(6.2.19—1)和公式(6.2.19—2)進(jìn)行計(jì)算,但應(yīng)取等號(hào),同時(shí)應(yīng)分別取N為0和以Mu代替Nei。
6.2.25 對(duì)稱配筋的矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件,其正截面受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:

條文說明
6.2 正截面承載力計(jì)算
6.2.1 本條對(duì)正截面承載力計(jì)算方法作了基本假定。
1 平截面假定
試驗(yàn)表明,在縱向受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度之前及達(dá)到屈服強(qiáng)度后的一定塑性轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi),截面的平均應(yīng)變基本符合平截面假定。因此,按照平截面假定建立判別縱向受拉鋼筋是否屈服的界限條件和確定屈服之前鋼筋的應(yīng)力σs是合理的。平截面假定作為計(jì)算手段,即使鋼筋已達(dá)屈服,甚至進(jìn)入強(qiáng)化段時(shí),也還是可行的,計(jì)算值與試驗(yàn)值符合較好。
引用平截面假定可以將各種類型截面(包括周邊配筋截面)在單向或雙向受力情況下的正截面承載力計(jì)算貫穿起來,提高了計(jì)算方法的邏輯性和條理性,使計(jì)算公式具有明確的物理概念。引用平截面假定也為利用電算進(jìn)行混凝土構(gòu)件正截面全過程分析(包括非線性分析)提供了必不可少的截面變形條件。
國際上的主要規(guī)范,均采用了平截面假定。
2 混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
隨著混凝土強(qiáng)度的提高,混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線將逐漸變化,其上升段將逐漸趨向線性變化,且對(duì)應(yīng)于峰值應(yīng)力的應(yīng)變稍有提高;下降段趨于變陡,極限應(yīng)變有所減少。為了綜合反映低、中強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)混凝土的特性,與02版規(guī)范相同,本規(guī)范對(duì)正截面設(shè)計(jì)用的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用如下簡化表達(dá)形式:
根據(jù)國內(nèi)中、低強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度混凝土偏心受壓短柱的試驗(yàn)結(jié)果,在條文中給出了有關(guān)參數(shù):n、ε0、εcu的取值,與試驗(yàn)結(jié)果較為接近。3 縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變
縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變本規(guī)范規(guī)定為0.01,作為構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志之一。對(duì)有物理屈服點(diǎn)的鋼筋,該值相當(dāng)于鋼筋應(yīng)變進(jìn)入了屈服臺(tái)階;對(duì)無屈服點(diǎn)的鋼筋,設(shè)計(jì)所用的強(qiáng)度是以條件屈服點(diǎn)為依據(jù)的。極限拉應(yīng)變的規(guī)定是限制鋼筋的強(qiáng)化強(qiáng)度,同時(shí),也表示設(shè)計(jì)采用的鋼筋的極限拉應(yīng)變不得小于0.01,以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有必要的延性。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其極限拉應(yīng)變應(yīng)從混凝土消壓時(shí)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力σp0處開始算起。
對(duì)非均勻受壓構(gòu)件,混凝土的極限壓應(yīng)變達(dá)到εcu或者受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變達(dá)到0.01,即這兩個(gè)極限應(yīng)變中只要具備其中一個(gè),就標(biāo)志著構(gòu)件達(dá)到了承載能力極限狀態(tài)。
6.2.2 本條的規(guī)定同02版規(guī)范。
6.2.3 軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)(P—δ效應(yīng))是偏壓桿件中由軸向壓力在產(chǎn)生了撓曲變形的桿件內(nèi)引起的曲率和彎矩增量。例如在結(jié)構(gòu)中常見的反彎點(diǎn)位于柱高中部的偏壓構(gòu)件中,這種二階效應(yīng)雖能增大構(gòu)件除兩端區(qū)域外各截面的曲率和彎矩,但增大后的彎矩通常不可能超過柱兩端控制截面的彎矩。因此,在這種情況下,P—δ效應(yīng)不會(huì)對(duì)桿件截面的偏心受壓承載能力產(chǎn)生不利影響。但是,在反彎點(diǎn)不在桿件高度范圍內(nèi)(即沿桿件長度均為同號(hào)彎矩)的較細(xì)長且軸壓比偏大的偏壓構(gòu)件中,經(jīng)P—δ效應(yīng)增大后的桿件中部彎矩有可能超過柱端控制截面的彎矩。此時(shí),就必須在截面設(shè)計(jì)中考慮P—δ效應(yīng)的附加影響。因后一種情況在工程中較少出現(xiàn),為了不對(duì)各個(gè)偏壓構(gòu)件逐一進(jìn)行驗(yàn)算,本條給出了可以不考慮P—δ效應(yīng)的條件。該條件是根據(jù)分析結(jié)果并參考國外規(guī)范給出的。
6.2.4 本條給出了在偏壓構(gòu)件中考慮P—δ效應(yīng)的具體方法,即Cm—ηns法。該方法的基本思路與美國ACI 318-08規(guī)范所用方法相同。其中ηns使用中國習(xí)慣的極限曲率表達(dá)式。該表達(dá)式是借用02版規(guī)范偏心距增大系數(shù)η的形式,并作了下列調(diào)整后給出的:
1 考慮本規(guī)范所用鋼材強(qiáng)度總體有所提高,故將02版規(guī)范η公式中反映極限曲率的“1/1400”改為“1/1300”。
2 根據(jù)對(duì)P—δ效應(yīng)規(guī)律的分析,取消了02版規(guī)范η公式中在細(xì)長度偏大情況下減小構(gòu)件撓曲變形的系數(shù)ζ2。
本條Cm系數(shù)的表達(dá)形式與美國ACI 318-08規(guī)范所用形式相似,但取值略偏高,這是根據(jù)我國所做的系列試驗(yàn)結(jié)果,考慮鋼筋混凝土偏心壓桿P—δ效應(yīng)規(guī)律的較大離散性而給出的。
對(duì)剪力墻、核心筒墻肢類構(gòu)件,由于P—δ效應(yīng)不明顯,計(jì)算時(shí)可以忽略。對(duì)排架結(jié)構(gòu)柱,當(dāng)采用本規(guī)范第B.0.4條的規(guī)定計(jì)算二階效應(yīng)后,不再按本條規(guī)定計(jì)算P—δ效應(yīng);當(dāng)排架柱未按本規(guī)范第B.0.4條計(jì)算其側(cè)移二階效應(yīng)時(shí),仍應(yīng)按本規(guī)范第B.0.4條考慮其P—δ效應(yīng)。
6.2.5 由于工程中實(shí)際存在著荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性及施工的偏差等因素,都可能產(chǎn)生附加偏心距。
很多國家的規(guī)范中都有關(guān)于附加偏心距的具體規(guī)定,因此參照國外規(guī)范的經(jīng)驗(yàn),規(guī)定了附加偏心距ea的絕對(duì)值與相對(duì)值的要求,并取其較大值用于計(jì)算。
6.2.6 在承載力計(jì)算中,可采用合適的壓應(yīng)力圖形,只要在承載力計(jì)算上能與可靠的試驗(yàn)結(jié)果基本符合。為簡化計(jì)算,本規(guī)范采用了等效矩形壓應(yīng)力圖形,此時(shí),矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力取fc乘以系數(shù)α1,矩形應(yīng)力圖的高度可取等于按平截面假定所確定的中和軸高度xn乘以系數(shù)β1。對(duì)中低強(qiáng)度混凝土,當(dāng)n=2,ε0=0.002,εcu=0.0033時(shí),α1=0.969,β1=0.824;為簡化計(jì)算,取α1=1.0,β1=0.8。對(duì)高強(qiáng)度混凝土,用隨混凝土強(qiáng)度提高而逐漸降低的系數(shù)α1、β1值來反映高強(qiáng)度混凝土的特點(diǎn),這種處理方法能適應(yīng)混凝土強(qiáng)度進(jìn)一步提高的要求,也是多數(shù)國家規(guī)范采用的處理方法。上述的簡化計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比大體接近。應(yīng)當(dāng)指出,將上述簡化計(jì)算的規(guī)定用于三角形截面、圓形截面的受壓區(qū),會(huì)帶來一定的誤差。
6.2.7 構(gòu)件達(dá)到界限破壞是指正截面上受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的破壞狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于這一破壞狀態(tài),受壓邊混凝土應(yīng)變達(dá)到εcu;對(duì)配置有屈服點(diǎn)鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件,縱向受拉鋼筋的應(yīng)變?nèi)y/ES。界限受壓區(qū)高度xb與界限中和軸高xnb的比值為β1,根據(jù)平截面假定,可得截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度ζb的公式(6.2.7—1)。
對(duì)配置無屈服點(diǎn)鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,根據(jù)條件屈服點(diǎn)的定義,應(yīng)考慮0.2%的殘余應(yīng)變,普通鋼筋應(yīng)變?nèi)?fy/ES+0.002)、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變?nèi)(fpy-σp0)/ES+0.002]。根據(jù)平截面假定,可得公式(6.2.7—2)和公式(6.2.7—3)。
無屈服點(diǎn)的普通鋼筋通常是指細(xì)規(guī)格的帶肋鋼筋,無屈服點(diǎn)的特性主要取決于鋼筋的軋制和調(diào)直等工藝。在鋼筋標(biāo)準(zhǔn)中,有屈服點(diǎn)鋼筋的屈服強(qiáng)度以σs表示,無屈服點(diǎn)鋼筋的屈服強(qiáng)度以σp0.2表示。
6.2.8 鋼筋應(yīng)力σs的計(jì)算公式,是以混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變εcu作為構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)標(biāo)志而給出的。
按平截面假定可寫出截面任意位置處的普通鋼筋應(yīng)力σsi的計(jì)算公式(6.2.8—1)和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力σpi的計(jì)算公式(6.2.8—2)。
為了簡化計(jì)算,根據(jù)我國大量的試驗(yàn)資料及計(jì)算分析表明,小偏心受壓情況下實(shí)測受拉邊或受壓較小邊的鋼筋應(yīng)力σs與ζ接近直線關(guān)系??紤]到ζ=ζb及ζ=β1作為界限條件,取σs與ζ之間為線性關(guān)系,就可得到公式(6.2.8—3)、公式(6.2.8—4)。
按上述線性關(guān)系式,在求解正截面承載力時(shí),一般情況下為二次方程。
6.2.9 在02版規(guī)范中,將圓形、圓環(huán)形截面混凝土構(gòu)件的正截面承載力列在正文,本次修訂將圓形截面、圓環(huán)形截面與任意截面構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算一同列入附錄。
6.2.10~6.2.14 保留02版規(guī)范的實(shí)用計(jì)算方法。
構(gòu)件中如無縱向受壓鋼筋或不考慮縱向受壓鋼筋時(shí),不需要符合公式(6.2.10—4)的要求。
6.2.15 保留了02版規(guī)范的規(guī)定。為保持與偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算具有相近的可靠度,在正文公式(6.2.15)右端乘以系數(shù)0.9。
02版規(guī)范第7.3.11條規(guī)定的受壓構(gòu)件計(jì)算長度l0主要適用于有側(cè)移受偏心壓力作用的構(gòu)件,不完全適用于上下端有支點(diǎn)的軸心受壓構(gòu)件。對(duì)于上下端有支點(diǎn)的軸心受壓構(gòu)件,其計(jì)算長度l0可偏安全地取構(gòu)件上下端支點(diǎn)之間距離的1.1倍。
6.2.16 保留了02版規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C50時(shí),間接鋼筋混凝土的約束作用將會(huì)降低,為此,在混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50~C80的范圍內(nèi),給出折減系數(shù)α值?;谂c第6.2.15條相同的理由,在公式(6.2.16—1)右端乘以系數(shù)0.9。6.2.17 矩形截面偏心受壓構(gòu)件:
1 對(duì)非對(duì)稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)偏心距很小時(shí),為了防止As產(chǎn)生受壓破壞,尚應(yīng)按公式(6.2.17—5)進(jìn)行驗(yàn)算,此處引入了初始偏心距ei=e0-ea,這是考慮了不利方向的附加偏心距。計(jì)算表明,只有當(dāng)N>fcbh時(shí),鋼筋A(yù)s的配筋率才有可能大于最小配筋率的規(guī)定。
2 對(duì)稱配筋小偏心受壓的鋼筋混凝土構(gòu)件近似計(jì)算方法:
當(dāng)應(yīng)用偏心受壓構(gòu)件的基本公式(6.2.17—1)、公式(6.2.17—2)及公式(6.2.8—1)求解對(duì)稱配筋小偏心受壓構(gòu)件承載力時(shí),將出現(xiàn)ζ的三次方程。第6.2.17條第4款的簡化公式是取
,使求解ζ的方程降為一次方程,便于直接求得小偏壓構(gòu)件所需的配筋面積。同理,上述簡化方法也可擴(kuò)展用于T形和I形截面的構(gòu)件。3 本次對(duì)偏心受壓構(gòu)件二階效應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行了修訂,即除排架結(jié)構(gòu)柱以外,不再采用η-l0法。新修訂的方法主要希望通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)一并考慮由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)。為了進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)力取值的一致性,當(dāng)需要利用簡化計(jì)算方法計(jì)算由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)和需要考慮桿件自身撓曲引起的二階效應(yīng)時(shí),也應(yīng)先按照附錄B的簡化計(jì)算方法和按照第6.2.3條和第6.2.4條的規(guī)定進(jìn)行考慮二階效應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算。
即在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí),其內(nèi)力已經(jīng)考慮了二階效應(yīng)。
6.2.18 給出了I形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算公式,對(duì)T形、倒T形截面則可按條文注的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算;同時(shí),對(duì)非對(duì)稱配筋的小偏心受壓構(gòu)件,給出了驗(yàn)算公式及其適用的近似條件。
6.2.19 沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋(沿截面腹部配置等直徑、等間距的縱向受力鋼筋)的矩形、T形或I形截面偏心受壓構(gòu)件,其正截面承載力可根據(jù)第6.2.1條中一般計(jì)算方法的基本假定列出平衡方程進(jìn)行計(jì)算。但由于計(jì)算公式較繁,不便于設(shè)計(jì)應(yīng)用,故作了必要簡化,給出了公式(6.2.19—1)~公式(6.2.19—4)。
根據(jù)第6.2.1條的基本假定,均勻配筋的鋼筋應(yīng)變到達(dá)屈服的纖維距中和軸的距離為βζη0/β1,此處,β=fyw/(Esεcu)。分析表明,常用的鋼筋β值變化幅度不大,而且對(duì)均勻配筋的內(nèi)力影響很小。因此,將按平截面假定寫出的均勻配筋內(nèi)力Nsw、Msw的表達(dá)式分別用直線及二次曲線近似擬合,即給出公式(6.2.19—3)、公式(6.2.19—4)這兩個(gè)簡化公式。
計(jì)算分析表明,對(duì)兩對(duì)邊集中配筋與腹部均勻配筋呈一定比例的條件下,本條的簡化計(jì)算與按一般方法精確計(jì)算的結(jié)果相比誤差不大,并可使計(jì)算工作量得到很大簡化。
6.2.20 規(guī)范對(duì)排架柱計(jì)算長度的規(guī)定引自1974年的規(guī)范《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TJ 10—74,其計(jì)算長度值是在當(dāng)時(shí)的彈性分析和工程經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定的。在沒有新的研究分析結(jié)果之前,本規(guī)范繼續(xù)沿用原規(guī)范的規(guī)定。
本次規(guī)范修訂,對(duì)有側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的P—△效應(yīng)簡化計(jì)算,不再采用η—l0法,而采用層增大系數(shù)法。因此,進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)P—△效應(yīng)計(jì)算時(shí)不再需要計(jì)算框架柱的計(jì)算長度l0,因此取消了02版規(guī)范第7.3.11條第3款中框架柱計(jì)算長度公式(7.3.11—1)、公式(7.3.11—2)。本規(guī)范第6.2.20條第2款表6.2.20—2中框架柱的計(jì)算長度l0主要用于計(jì)算軸心受壓框架柱穩(wěn)定系數(shù)φ,以及計(jì)算偏心受壓構(gòu)件裂縫寬度的偏心距增大系數(shù)時(shí)采用。
6.2.21 本條對(duì)對(duì)稱雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算作了規(guī)定:
1 當(dāng)按本規(guī)范附錄E的一般方法計(jì)算時(shí),本條規(guī)定了分別按x、y軸計(jì)算ei的公式;有可靠試驗(yàn)依據(jù)時(shí),也可采用更合理的其他公式計(jì)算。
2 給出了雙向偏心受壓的倪克勤(N.V.Nikitin)公式,并指明了兩種配筋形式的計(jì)算原則。
3 當(dāng)需要考慮二階彎矩的影響時(shí),給出的彎矩設(shè)計(jì)值M0x,M0y已經(jīng)包含了二階彎矩的影響,即取消了02版規(guī)范第7.3.14條中的彎矩增大系數(shù)ηx、ηy,原因詳見第6.2.17條條文說明。
6.2.22~6.2.25 保留了02版規(guī)范的相應(yīng)條文。
對(duì)沿截面高度或周邊均勻配筋的矩形、T形或I形偏心受拉截面,其正截面承載力基本符合
的變化規(guī)律,且略偏于安全;此公式改寫后即為公式(6.2.25—1)。試驗(yàn)表明,它也適用于對(duì)稱配筋矩形截面鋼筋混凝土雙向偏心受拉構(gòu)件。公式(6.2.25—1)是89規(guī)范在條文說明中提出的公式。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
