6.5.1 在局部荷載或集中反力作用下，不配置箍筋或彎起鋼筋的板的受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.5.1)：
6.5.2 當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計算截面周長um，應(yīng)扣除局部荷載或集中反力作用面積中心至開孔外邊畫出兩條切線之間所包含的長度(圖6.5.2)。
式中：fyv——箍筋的抗拉強度設(shè)計值，按本規(guī)范第4.2.3條的規(guī)定采用；
Asyu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部箍筋截面面積；
Asbu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部彎起鋼筋截面面積；
α——彎起鋼筋與板底面的夾角。
注：當有條件時，可采取配置栓釘、型鋼剪力架等形式的抗沖切措施。
6.5.4 配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面，尚應(yīng)按本規(guī)范第6.5.1條的規(guī)定進行受沖切承載力計算，此時，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。
6.5.5 矩形截面柱的階形基礎(chǔ)，在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.5.5)：
式中：h0——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的截面有效高度，取兩個方向配筋的截面有效高度平均值；
ps——按荷載效應(yīng)基本組合計算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計值(可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重)，當基礎(chǔ)偏心受力時，可取用最大的地基反力設(shè)計值；
A——考慮沖切荷載時取用的多邊形面積(圖6.5.5中的陰影面積ABCDEF)；
bt——沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長：當計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬；當計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬；
bb——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長，取bt＋2h0。
6.5.6 在豎向荷載、水平荷載作用下，當考慮板柱節(jié)點計算截面上的剪應(yīng)力傳遞不平衡彎矩時，其集中反力設(shè)計值Fl應(yīng)以等效集中反力設(shè)計值Fl，eq代替，F(xiàn)l，eq可按本規(guī)范附錄F的規(guī)定計算。
條文說明
6.5 受沖切承載力計算
6.5.1 02版規(guī)范的受沖切承載力計算公式，形式簡單，計算方便，但與國外規(guī)范進行對比，在多數(shù)情況下略顯保守，且考慮因素不夠全面。根據(jù)不配置箍筋或彎起鋼筋的鋼筋混凝土板的試驗資料的分析，參考國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范，本次修訂保留了02版規(guī)范的公式形式，僅將公式中的系數(shù)0.15提高到0.25。
本條具體規(guī)定的考慮因素如下：
1 截面高度的尺寸效應(yīng)。截面高度的增大對受沖切承載力起削弱作用，為此，在公式(6.5.1—1)中引入了截面尺寸效應(yīng)系數(shù)βh，以考慮這種不利影響。
2 預應(yīng)力對受沖切承載力的影響。試驗研究表明，雙向預應(yīng)力對板柱節(jié)點的沖切承載力起有利作用，主要是由于預應(yīng)力的存在阻滯了斜裂縫的出現(xiàn)和開展，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度。公式(6.5.1—1)主要是參考我國的科研成果及美國ACI 318規(guī)范，將板中兩個方向按長度加權(quán)平均有效預壓應(yīng)力的有利作用增大為0.25σpc,m，但仍偏安全地未計及在板柱節(jié)點處預應(yīng)力豎向分量的有利作用。
對單向預應(yīng)力板，由于缺少試驗數(shù)據(jù)，暫不考慮預應(yīng)力的有利作用。
3 參考美國ACI 318等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，給出了兩個調(diào)整系數(shù)η1、η2的計算公式(6.5.1—2)、公式(6.5.1—3)。對矩形形狀的加載面積邊長之比作了限制，因為邊長之比大于2后，剪力主要集中于角隅，將不能形成嚴格意義上的沖切極限狀態(tài)的破壞，使受沖切承載力達不到預期的效果，為此，引入了調(diào)整系數(shù)η1，且基于穩(wěn)妥的考慮，對加載面積邊長之比作了不宜大于4的限制；此外，當臨界截面相對周長um／h0過大時，同樣會引起受沖切承載力的降低。有必要指出，公式(6.5.1—2)是在美國ACI規(guī)范的取值基礎(chǔ)上略作調(diào)整后給出的。公式(6.5.1—1)的系數(shù)η只能取η1、η2中的較小值，以確保安全。
本條中所指的臨界截面是為了簡明表述而設(shè)定的截面，它是沖切最不利的破壞錐體底面線與頂面線之間的平均周長um處板的垂直截面。板的垂直截面，對等厚板為垂直于板中心平面的截面，對變高度板為垂直于板受拉面的截面。
對非矩形截面柱(異形截面柱)的臨界截面周長，選取周長um的形狀要呈凸形折線，其折角不能大于180°，由此可得到最小的周長，此時在局部周長區(qū)段離柱邊的距離允許大于h0／2。
6.5.2 為滿足設(shè)備或管道布置要求，有時要在柱邊附近板上開孔。板中開孔會減小沖切的最不利周長，從而降低板的受沖切承載力。在參考了國外規(guī)范的基礎(chǔ)上給出了本條的規(guī)定。
6.5.3、6.5.4 當混凝土板的厚度不足以保證受沖切承載力時，可配置抗沖切鋼筋。設(shè)計可同時配置箍筋和彎起鋼筋，也可分別配置箍筋或彎起鋼筋作為抗沖切鋼筋。試驗表明，配有沖切鋼筋的鋼筋混凝土板，其破壞形態(tài)和受力特性與有腹筋梁相類似，當抗沖切鋼筋的數(shù)量達到一定程度時，板的受沖切承載力幾乎不再增加。為了使抗沖切箍筋或彎起鋼筋能夠充分發(fā)揮作用，本條規(guī)定了板的受沖切截面限制條件，即公式(6.5.3—1)，實際上是對抗沖切箍筋或彎起鋼筋數(shù)量的限制，以避免其不能充分發(fā)揮作用和使用階段在局部荷載附近的斜裂縫過大。本次修訂參考美國ACI規(guī)范及我國的工程經(jīng)驗，對該限制條件作了適當放寬，將系數(shù)由02版規(guī)范規(guī)定的1.05放寬至1.2。
本條提及的其他形式的抗沖切鋼筋，包括但不限于工字鋼、槽鋼、抗剪栓釘、扁鋼U形箍等。
6.5.5 階形基礎(chǔ)的沖切破壞可能會在柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處發(fā)生，這與階形基礎(chǔ)的形狀、尺寸有關(guān)。對階形基礎(chǔ)受沖切承載力計算公式，也引進了本規(guī)范第6.5.1條的截面高度影響系數(shù)βh。在確定基礎(chǔ)的Fl時，取用最大的地基反力值，這樣做偏于安全。
6.5.6 板柱節(jié)點傳遞不平衡彎矩時，其受力特性及破壞形態(tài)更為復雜。為安全起見，對板柱節(jié)點存在不平衡彎矩時的受沖切承載力計算，借鑒了美國ACI 318規(guī)范和我國的《無粘結(jié)預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 92—93的有關(guān)規(guī)定，在本條中提出了考慮問題的原則，具體可按本規(guī)范附錄F計算。
6.5.2 當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計算截面周長um，應(yīng)扣除局部荷載或集中反力作用面積中心至開孔外邊畫出兩條切線之間所包含的長度(圖6.5.2)。
式中：fyv——箍筋的抗拉強度設(shè)計值，按本規(guī)范第4.2.3條的規(guī)定采用；
Asyu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部箍筋截面面積；
Asbu——與呈45°沖切破壞錐體斜截面相交的全部彎起鋼筋截面面積；
α——彎起鋼筋與板底面的夾角。
注：當有條件時，可采取配置栓釘、型鋼剪力架等形式的抗沖切措施。
6.5.4 配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面，尚應(yīng)按本規(guī)范第6.5.1條的規(guī)定進行受沖切承載力計算，此時，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。
6.5.5 矩形截面柱的階形基礎(chǔ)，在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定(圖6.5.5)：
式中：h0——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的截面有效高度，取兩個方向配筋的截面有效高度平均值；
ps——按荷載效應(yīng)基本組合計算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計值(可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重)，當基礎(chǔ)偏心受力時，可取用最大的地基反力設(shè)計值；
A——考慮沖切荷載時取用的多邊形面積(圖6.5.5中的陰影面積ABCDEF)；
bt——沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長：當計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬；當計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬；
bb——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長，取bt＋2h0。
6.5.6 在豎向荷載、水平荷載作用下，當考慮板柱節(jié)點計算截面上的剪應(yīng)力傳遞不平衡彎矩時，其集中反力設(shè)計值Fl應(yīng)以等效集中反力設(shè)計值Fl，eq代替，F(xiàn)l，eq可按本規(guī)范附錄F的規(guī)定計算。
條文說明
6.5 受沖切承載力計算
6.5.1 02版規(guī)范的受沖切承載力計算公式，形式簡單，計算方便，但與國外規(guī)范進行對比，在多數(shù)情況下略顯保守，且考慮因素不夠全面。根據(jù)不配置箍筋或彎起鋼筋的鋼筋混凝土板的試驗資料的分析，參考國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范，本次修訂保留了02版規(guī)范的公式形式，僅將公式中的系數(shù)0.15提高到0.25。
本條具體規(guī)定的考慮因素如下：
1 截面高度的尺寸效應(yīng)。截面高度的增大對受沖切承載力起削弱作用，為此，在公式(6.5.1—1)中引入了截面尺寸效應(yīng)系數(shù)βh，以考慮這種不利影響。
2 預應(yīng)力對受沖切承載力的影響。試驗研究表明，雙向預應(yīng)力對板柱節(jié)點的沖切承載力起有利作用，主要是由于預應(yīng)力的存在阻滯了斜裂縫的出現(xiàn)和開展，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度。公式(6.5.1—1)主要是參考我國的科研成果及美國ACI 318規(guī)范，將板中兩個方向按長度加權(quán)平均有效預壓應(yīng)力的有利作用增大為0.25σpc,m，但仍偏安全地未計及在板柱節(jié)點處預應(yīng)力豎向分量的有利作用。
對單向預應(yīng)力板，由于缺少試驗數(shù)據(jù)，暫不考慮預應(yīng)力的有利作用。
3 參考美國ACI 318等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，給出了兩個調(diào)整系數(shù)η1、η2的計算公式(6.5.1—2)、公式(6.5.1—3)。對矩形形狀的加載面積邊長之比作了限制，因為邊長之比大于2后，剪力主要集中于角隅，將不能形成嚴格意義上的沖切極限狀態(tài)的破壞，使受沖切承載力達不到預期的效果，為此，引入了調(diào)整系數(shù)η1，且基于穩(wěn)妥的考慮，對加載面積邊長之比作了不宜大于4的限制；此外，當臨界截面相對周長um／h0過大時，同樣會引起受沖切承載力的降低。有必要指出，公式(6.5.1—2)是在美國ACI規(guī)范的取值基礎(chǔ)上略作調(diào)整后給出的。公式(6.5.1—1)的系數(shù)η只能取η1、η2中的較小值，以確保安全。
本條中所指的臨界截面是為了簡明表述而設(shè)定的截面，它是沖切最不利的破壞錐體底面線與頂面線之間的平均周長um處板的垂直截面。板的垂直截面，對等厚板為垂直于板中心平面的截面，對變高度板為垂直于板受拉面的截面。
對非矩形截面柱(異形截面柱)的臨界截面周長，選取周長um的形狀要呈凸形折線，其折角不能大于180°，由此可得到最小的周長，此時在局部周長區(qū)段離柱邊的距離允許大于h0／2。
6.5.2 為滿足設(shè)備或管道布置要求，有時要在柱邊附近板上開孔。板中開孔會減小沖切的最不利周長，從而降低板的受沖切承載力。在參考了國外規(guī)范的基礎(chǔ)上給出了本條的規(guī)定。
6.5.3、6.5.4 當混凝土板的厚度不足以保證受沖切承載力時，可配置抗沖切鋼筋。設(shè)計可同時配置箍筋和彎起鋼筋，也可分別配置箍筋或彎起鋼筋作為抗沖切鋼筋。試驗表明，配有沖切鋼筋的鋼筋混凝土板，其破壞形態(tài)和受力特性與有腹筋梁相類似，當抗沖切鋼筋的數(shù)量達到一定程度時，板的受沖切承載力幾乎不再增加。為了使抗沖切箍筋或彎起鋼筋能夠充分發(fā)揮作用，本條規(guī)定了板的受沖切截面限制條件，即公式(6.5.3—1)，實際上是對抗沖切箍筋或彎起鋼筋數(shù)量的限制，以避免其不能充分發(fā)揮作用和使用階段在局部荷載附近的斜裂縫過大。本次修訂參考美國ACI規(guī)范及我國的工程經(jīng)驗，對該限制條件作了適當放寬，將系數(shù)由02版規(guī)范規(guī)定的1.05放寬至1.2。
本條提及的其他形式的抗沖切鋼筋，包括但不限于工字鋼、槽鋼、抗剪栓釘、扁鋼U形箍等。
6.5.5 階形基礎(chǔ)的沖切破壞可能會在柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處發(fā)生，這與階形基礎(chǔ)的形狀、尺寸有關(guān)。對階形基礎(chǔ)受沖切承載力計算公式，也引進了本規(guī)范第6.5.1條的截面高度影響系數(shù)βh。在確定基礎(chǔ)的Fl時，取用最大的地基反力值，這樣做偏于安全。
6.5.6 板柱節(jié)點傳遞不平衡彎矩時，其受力特性及破壞形態(tài)更為復雜。為安全起見，對板柱節(jié)點存在不平衡彎矩時的受沖切承載力計算，借鑒了美國ACI 318規(guī)范和我國的《無粘結(jié)預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 92—93的有關(guān)規(guī)定，在本條中提出了考慮問題的原則，具體可按本規(guī)范附錄F計算。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
