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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(lái)。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(guò)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(guó)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(jiǎn)化表達(dá)形式,根據(jù)國(guó)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(wú)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(guò)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(zhǎng)度均為同號(hào)彎矩,的較細(xì)長(zhǎng)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(guò)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(guó)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(guó)ACI。318，08規(guī)范所用方法相同、其中ηns使用中國(guó)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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?；炷临|(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(guó)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(guó)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(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)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(guó)家規(guī)范采用的處理方法.上述的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)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與界限中和軸高度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(wú)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(wú)屈服點(diǎn)的普通鋼筋通常是指細(xì)規(guī)格的帶肋鋼筋，無(wú)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(wú)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?chǔ)與u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(jiǎn)化計(jì)算,根據(jù)我國(guó)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(cè)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 考慮到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(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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、基于與第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(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)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(jiǎn)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?yè)锨鸬亩A效應(yīng)時(shí).也應(yīng)先按照附錄B的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)化。6 2。20。規(guī)范對(duì)排架柱計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shuō)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(shuō)明中提出的公式,