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1、6承載能力極限狀態(tài)計算6.1一般規(guī)定6.1.1本章適用于鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算;素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計應(yīng)符合本規(guī)范附錄D的規(guī)定。深受彎構(gòu)件、牛腿、疊合式構(gòu)件的承載力計算應(yīng)符合本規(guī)范第9章的有關(guān)規(guī)定。條文說明:鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一般均可按本章的規(guī)定進行正截面、斜截面及復(fù)合受力狀態(tài)下的承載力計算(驗算)。素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在房屋建筑中應(yīng)用不多,低配筋混凝土構(gòu)件的研究和工程實踐經(jīng)驗尚不充分。因此,本次修訂對素混凝土構(gòu)件的設(shè)計要求未作調(diào)整,其內(nèi)容見本規(guī)范附錄D。02版規(guī)范已有的深受彎構(gòu)件、牛腿、疊合構(gòu)件等的承載
2、力計算,仍然獨立于本章之外給出,深受彎構(gòu)件見附錄G,牛腿見第9.3節(jié),疊合構(gòu)件見第9.5節(jié)及附錄H。有關(guān)構(gòu)件的抗震承載力計算(驗算),見本規(guī)范第11章的相關(guān)規(guī)定。6.1.2對于二維或三維非桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)按彈性分析方法得到構(gòu)件的應(yīng)力設(shè)計值分布后,可按主拉應(yīng)力設(shè)計值的合力在配筋方向的投影確定所需的配筋量和鋼筋布置,并應(yīng)符合相應(yīng)的構(gòu)造要求;受壓應(yīng)力設(shè)計值不應(yīng)大于混凝土抗壓強度設(shè)計值,受壓鋼筋可按構(gòu)造要求配置。當(dāng)混凝土處于多軸受壓狀態(tài)時,其抗壓強度設(shè)計值可根據(jù)實際受力情況按本規(guī)范附錄C的有關(guān)規(guī)定采用。條文說明:對混凝土結(jié)構(gòu)中的非桿系混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件
3、(如復(fù)雜布置的剪力墻、大體積轉(zhuǎn)換構(gòu)件、大體積基礎(chǔ)底板等),有時無法或不方便按本章的有關(guān)規(guī)定直接由內(nèi)力進行承載力計算和設(shè)計,此時可直接采用結(jié)構(gòu)分析得到的主應(yīng)力進行配筋設(shè)計,包括配筋量和鋼筋布置。對于大尺度混凝土構(gòu)件,當(dāng)處于多軸受壓狀態(tài)時,可考慮混凝土受壓強度的有效提高。6.2正截面承載力計算(I)正截面承載力計算的一般規(guī)定6.2.1正截面承載力應(yīng)按下列基本假定進行計算:1截面應(yīng)變保持平面;2不考慮混凝土的抗拉強度;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:當(dāng)時ε≤εc0???n?εcσ=?f?11????cc(6.2.1-1)???ε??0
4、?當(dāng)時ε0cc<≤εεuσcc=f(6.2.1-2)1nf=?25()cu,k?0(6.2.1-3)60?5ε0c=+0.0020.5(fu,k?50)×10(6.2.1-4)0.0033f5010?5ε=??()×cucu,k(6.2.1-5)式中:σc——混凝土壓應(yīng)變?yōu)闀r的混凝土壓應(yīng)力;fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值,按本規(guī)范表4.1.4-1采用;ε——混凝土壓應(yīng)力達到時的混凝土壓應(yīng)變,當(dāng)計0算的值小于0.002時,取為0.002;ε——正截面的混凝土極限壓應(yīng)變,當(dāng)處于非均勻受壓且cu按公式(6.2.1-5)計算的值大于0.0033時
5、,取為0.0033;當(dāng)處于軸心受壓時取為;fcu,k——混凝土立方體抗壓強度標準值,按本規(guī)范第4.1.1條確定;n——系數(shù),當(dāng)計算的n值大于2.0時,取為2.0。4縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01;5縱向鋼筋的應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其值應(yīng)符合下列要求。新增ff?′≤≤σ(6.2.1-6)公式y(tǒng)syiσ?ff′≤≤σ(6.2.1-7)p0iipyppy式中:σ、σ——第i層縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力,sipi正值代表拉應(yīng)力,負值代表壓應(yīng)力;σ——第i層縱向預(yù)應(yīng)力筋截面重心處混凝土法p0i向應(yīng)力等于零時的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力,按本規(guī)
6、范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)計算。fy、fpy——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋抗拉強度設(shè)計值,按本規(guī)范表4.2.3-1采用、表4.2.3-2采用;fy′、fpy′——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋抗壓強度設(shè)計值,按本規(guī)范表4.2.3-1采用、表4.2.3-2采用;條文說明:本條對正截面承載力計算方法作了基本假定。1平截面假定試驗表明,在縱向受拉鋼筋的應(yīng)力達到屈服強度之前及達到屈服強度的瞬間,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)力是合理的。平截面假定作為計算手段,
7、即使鋼筋已達屈服,甚至進入強化段時,也還是可行的,計算值與試驗值符合較好。引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算貫穿起來,提高了計算方法的邏輯性和條理性,使計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度的提高,混凝土受壓時的應(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)
8、變有所減少。為了綜合反映低、中強度混凝土和高強混凝土的特性,與02版規(guī)范相同,本規(guī)范對正截面設(shè)計用的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用如下簡化表達形式:n上升段??ε???c?σ=f?1?