第5.1.21條 計(jì)算偏心受壓構(gòu)件時(shí),應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓度對(duì)縱向力偏心距的影響,此時(shí),應(yīng)將縱向力對(duì)截面重心的偏心距e0乘以偏心距增大系數(shù)η。η值可按下列公式計(jì)算:
式中
K--強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù),取1.55,不考慮附加安全系數(shù);
Eh--輕骨料混凝土的彈性模量;
J--混凝土截面的慣性矩;
ae--與偏心距有關(guān)的系數(shù),按下式或下表采用:
當(dāng)e0/h≥1時(shí),取ab=0.328。
當(dāng)全部縱向鋼筋的配筋百分率大于3%時(shí),式中J應(yīng)乘以系數(shù)1.2。
在下列情況下,不考慮撓度對(duì)偏心距的影響:
1.任意截面--當(dāng)L0/rw≤14時(shí)(rw為彎矩作用平面的回轉(zhuǎn)半徑);
2.矩形截面--當(dāng)L0/h≤4時(shí);
3.T形截面--當(dāng)L0/h≤14v時(shí),系數(shù)v按表15采用。
系數(shù)v值 表15
注:①當(dāng)偏心受壓構(gòu)件的偏心距很小(例如e ≤1 500l0)時(shí),如考慮η值后的偏心受壓計(jì)算的強(qiáng)度反而大于軸心受壓計(jì)算的強(qiáng)度,則應(yīng)按軸心受壓強(qiáng)度采用。
②當(dāng)按公式(5-1-21)求得的η值為負(fù)值或大于3時(shí),應(yīng)加大截面尺寸。
第5.1.22條 偏心受壓構(gòu)件除應(yīng)計(jì)算彎矩作用平面的強(qiáng)度以外,尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的強(qiáng)度。此時(shí)不考慮彎矩的作用,但應(yīng)考慮縱向彎曲的影響。
式中 N0--軸心受壓時(shí)截面所能承受的縱向力,此時(shí),考慮全部縱向鋼筋,但不考慮縱向彎曲系數(shù)φ;
Nx--縱向力作用于x軸,當(dāng)考慮增大系數(shù)后的偏心距為ηxe0x時(shí)截面所能承受的縱向力,此時(shí),僅考慮沿平行于y軸兩對(duì)邊的縱向鋼筋;
Ny--縱向力作用于y軸,當(dāng)考慮增大系數(shù)后的偏心距為ηye0y時(shí)截面所能承受的縱向力,此時(shí),僅考慮沿平行于x軸兩對(duì)邊的縱向鋼筋;
N0x--軸心受壓時(shí)截面所能承受的縱向力,此時(shí),所考慮的縱向鋼筋同Nx,但不考慮縱向彎曲系數(shù)φ;
N0y--軸心受壓時(shí)截面所能承受的縱向力,此時(shí),所考慮的縱向鋼筋同Ny,但不考慮縱向彎曲系數(shù)φ。
注:ηx、ηy分別為縱向力KN作用下,在x軸方向的偏心距e0x及y軸方向的偏心距e0y的偏心距增大系數(shù),按第5-1-21條公式(5-1-21)計(jì)算。
圖11 鋼筋輕骨料混凝土雙向偏心受壓構(gòu)件截面圖a)實(shí)際截面圖;b)計(jì)算Nx的截面圖;c)計(jì)算Ny的截面圖(Ⅴ)偏心受拉構(gòu)件
一、當(dāng)縱向力N作用在鋼筋A(yù)g合力點(diǎn)及A'g合力點(diǎn)之間時(shí),按小偏心受拉構(gòu)件的公式計(jì)算:
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土偏心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù),按第3-2-2條表8、表9采用。
二、當(dāng)縱向力N不作用在鋼筋A(yù)g合力點(diǎn)及A'g合力點(diǎn)之間時(shí),按大偏心受拉構(gòu)件的公式計(jì)算:
此時(shí),中和軸的位置按下列公式確定:
混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)符合χ≤0.5h0。當(dāng)計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí),則尚應(yīng)符合zh≤h0-a'g的條件,如zh>h0-a'g時(shí)可按下列公式計(jì)算:
如按公式(5-1-24-6)求得的構(gòu)件強(qiáng)度比不考慮受壓鋼筋還小時(shí),則在計(jì)算中不應(yīng)考慮受壓鋼筋。
一、當(dāng)縱向力N作用在鋼筋A(yù)g合力點(diǎn)及A'g合力點(diǎn)之間時(shí),按公式(5-1-24-1)和(5-1-24-2)計(jì)算;
二、當(dāng)縱向力N不作用在鋼筋A(yù)g合力點(diǎn)及A'g合力點(diǎn)之間時(shí),按下列公式計(jì)算:
此時(shí),中和軸的位置按下列公式確定:
混凝土受壓區(qū)的高度應(yīng)符合x(chóng)≤0.5h0,計(jì)算中考慮受壓鋼筋時(shí),則尚應(yīng)符合x(chóng)≥2a'g的條件。
圖12 矩形截面鋼筋輕骨料混凝土偏心受拉構(gòu)件的正截面強(qiáng)度計(jì)算圖a)小偏心受拉構(gòu)件;b)大偏心受拉構(gòu)件(Ⅵ)受扭計(jì)算
當(dāng)符合下列條件時(shí),受扭鋼筋可按構(gòu)造要求配置:
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土受扭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù),按第3-2-2條表3-2-2-1、表3-2-2-2采用;
MT--扭矩;
WT--混凝土截面塑性抗扭抵抗矩,WT=1/6d2(3c-d);
h0--平行于彎矩作用平面的截面有效高度;
b--垂直于彎矩作用平面的截面寬度;
c--截面的長(zhǎng)邊尺寸;
d--截面的短邊尺寸。
圖13 鋼筋輕骨料混凝土彎扭構(gòu)件截面圖
式中 Rgh--箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度,按表4、表5中受拉鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用;
ak--附加垂直箍筋的單肢截面面積;
Ahe--截面核芯面積,Ahe=Chedhe;
Che--以箍筋中心線計(jì)算的截面核芯部分的長(zhǎng)邊尺寸;
dhe--以箍筋中心線計(jì)算的截面核芯部分的短邊尺寸;
S--箍筋間距;
m'--受扭構(gòu)件縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比,
Rg--縱筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度;
An--受扭計(jì)算時(shí),全部附加縱向鋼筋的截面面積;
`N She--截面核芯部分的周長(zhǎng), βt--與配筋率有關(guān)的系數(shù),按下列規(guī)定采用:
(Ⅶ)局部承壓
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土構(gòu)件的局部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù),按第3-2-2條表8的基本安全系數(shù)采用。僅對(duì)表9項(xiàng)次6中荷載變異較大的結(jié)構(gòu),才考慮附加安全系數(shù);
Nc--考慮局部承壓時(shí)的縱向力;
β、βhe--局部承壓強(qiáng)度的提高系數(shù),按公式(4-4-2)計(jì)算,并應(yīng)符合其限制條件。在計(jì)算βhe時(shí),應(yīng)以Ahe代替Ad,此處Ahe為鋼筋網(wǎng)或螺旋形配筋以內(nèi)的混凝土核芯面積,但不大于Ad,且其重心應(yīng)與Ac的重心相重合;
μt--間接鋼筋的體積配筋率(即核芯范圍內(nèi)單位混凝土體積中所包含的間接鋼筋體積)。
圖14 局部承壓的配筋圖a)焊接鋼筋網(wǎng)或正交疊置的回形鋼筋網(wǎng)(不少于4片);b)螺旋式配筋
當(dāng)為方格鋼筋網(wǎng)時(shí)(圖14a),μt應(yīng)取下列兩者中之較小者:`
當(dāng)為螺旋式配筋時(shí)(圖14b):式中 n1、aj1--分別為鋼筋網(wǎng)沿L1方向的鋼筋根數(shù)及單根鋼筋的截面面積;
n2、aj2--同上,沿L2方向;
aj--螺旋式配筋的截面面積;
dhe--螺旋圈的直徑;
s--鋼筋網(wǎng)或螺旋式配筋的間距。
注:當(dāng)局部承壓區(qū)需要設(shè)置間接鋼筋時(shí),可采用焊接鋼筋網(wǎng)、正交疊置的回形鋼筋網(wǎng)或螺旋式配筋。此時(shí)間接鋼筋應(yīng)配置在圖5-1-28所規(guī)定的范圍H內(nèi)。對(duì)柱子的接頭,H尚不應(yīng)小于15倍縱向鋼筋直徑。
當(dāng)不能符合公式(5-1-29)的要求時(shí),應(yīng)調(diào)整局部承壓面積或加大構(gòu)件的截面尺寸,或提高混凝土的標(biāo)號(hào)。
(Ⅷ)沖切計(jì)算
式中 K--沖切強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù),取K=2.2;
Qc--局部標(biāo)準(zhǔn)荷載(當(dāng)計(jì)算無(wú)梁樓蓋柱帽處的沖切強(qiáng)度時(shí),Qc取柱子所承受的縱向力減去柱頂沖切破壞錐體范圍內(nèi)的荷載);
s--距荷載邊h0/2處的周長(zhǎng)。
圖15 計(jì)算板的沖切強(qiáng)度截面位置圖
式中 bp--沖切破壞錐體斜截面的上邊長(zhǎng)bs與下邊長(zhǎng)bx的平均值,bp=bs+bx/2;
bs--沖切破壞錐體斜截面的上邊長(zhǎng):當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的沖切強(qiáng)度時(shí),取柱寬;當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的沖切強(qiáng)度時(shí),取上階寬;
bx--沖切破壞錐體斜截面的下邊長(zhǎng):當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的沖切強(qiáng)度時(shí),取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度;當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的沖切強(qiáng)度時(shí),取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度;
h0--基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度;
A--考慮沖切荷載時(shí)取用的多邊形面積(圖16中的陰影面積ABCDEF);
σt--在標(biāo)準(zhǔn)荷載下基礎(chǔ)底面單位面積上的土壤反力(可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土壤重),當(dāng)為偏心荷載時(shí)可取用最大的單位反力。
圖16 計(jì)算階形基礎(chǔ)的沖切強(qiáng)度截面位置圖a)柱與基礎(chǔ)交接處;b)基礎(chǔ)變階處