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正截面受壓承載力計算
第7.3.1條 ??鋼筋混凝土軸心受壓構件，當配置的箍筋符合本規范第10.3節的規定時，其正截面受壓承載力應符合下列規定(圖7.3.1)：
??式中 ??N--軸向壓力設計值； ??φ--鋼筋混凝土構件的穩定系數，按表7.3.1采用； ??fc--混凝土軸心抗壓強度設計值，按本規范表4.1.4采用； ??A--構件截面面積； ??A's--全部縱向鋼筋的截面面積。 ??當縱向鋼筋配筋率大于3%時，公式(7.3.1)中的A應改用(A-A's)代替。
圖7.3.1：配置箍筋的鋼筋混凝土軸心受壓構件 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
??第7.3.2條 ??鋼筋混凝土軸心受壓構件，當配置的螺旋式或焊接環式間接鋼筋符合本規范第10.3節的規定時，其正截面受壓承載力應符合下列規定(圖7.3.2)：
??式中 ??fy--間接鋼筋的抗拉強度設計值； ??Acor--構件的核心截面面積：間接鋼筋內表面范圍內的混凝土面積； ??Ass0--螺旋式或焊接環式間接鋼筋的換算截面面積； ??dcor--構件的核心截面直徑：間接鋼筋內表面之間的距離； ??Ass1--螺旋式或焊接環式單根間接鋼筋的截面面積； ??s--間接鋼筋沿構件軸線方向的間距； ??α--間接鋼筋對混凝土的約束的折減系數：當混凝土強度等級不超過C50時，取1.0，當混凝土強度等級為C80時，取0.85，其間接線性內插法確定。 ??注：1按公式(7.3.2-1)算得的構件受壓承載力設計值不應大于按本規范公式(7.3.1)算得的構件受壓承載力設計值的1.5倍； ??2當遇到下列任意一種情況時，不應計入間接鋼筋的影響，而應按本規范第7.3.1條的規定進行計算： ??1)當l0/d>12時； ??2)當按公式(7.3.2-1)算得的受壓承載力小于按本規范公式(7.3.1)算得的受壓承載力時； ??3)當間接鋼筋的換算截面面積Ass0小于縱向鋼筋的全部截面面積的25%時。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.3條 ??在偏心受壓構件的正截面承載力計算中，應計入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值應取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
??第7.3.4條 ??矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力應符合下列規定(圖7.3.4)：
??式中 ??e--軸向壓力作用點至縱向普通受拉鋼筋和預應力受拉鋼筋的合力點的距離； ??η--偏心受壓構件考慮二階彎矩影響的軸向壓力偏心距增大系數，按本規范第7.3.10條的規定計算； ??σs、σp--受拉邊或受壓較小邊的縱向普通鋼筋、預應力鋼筋的應力； ??ei--初始偏心距； ??a--縱向普通受拉鋼筋和預應力受拉鋼筋的合力點至截面近邊緣的距離； ??e0--軸向壓力對截面重心的偏心距：e0=M/N; ??ea--附加偏心距，按本規范第7.3.3條確定。 ??在按上述規定計算時，尚應符合下列要求： ??1鋼筋的應力σs、σp可按下列情況計算： ??1)當ζ≤ζb時為大偏心受壓構件，取σs=fy及σp=fpy,此處，ζ為相對受壓區高度，ζ=x/h0; ??2)當ζ>ζb時為小偏心受壓構件，σs、σp按本規范第7.1.5條的規定進行計算。 ??2當計算中計入縱向普通受壓鋼筋時，受壓區高度應滿足本規范公式(7.2.1-4)的條件；當不滿足此條件時，其正截面受壓承載力可按本規范第7.2.5條的規定進行計算，此時，應將本規范公式(7.2.5)中的M以N'es代替，此處，e's為軸向壓力作用點至受壓區縱向普通鋼筋合力點的距離；在計算中應計入偏心距增大系數，初始偏心距應按公式(7.3.4-4)確定。 ??3矩形截面非對稱配筋的小偏心受壓構件，當N>fcbh時，尚應按下列公式進行驗算： 圖7.3.4：矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承截力計算
??式中 ??e'--軸向壓力作用點至受壓區縱向普通鋼筋和預應力鋼筋的合力點的距離； ??h'0--縱向受壓鋼筋合力點至截面遠邊的距離。 ??4矩形截面對稱配筋(A's=As)的鋼筋混凝土小偏心受壓構件，也可按下列近似公式計算縱向鋼筋截面面積；
??此處，相對受壓區高度ζ可按下列公式計算：
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| ??第7.3.5條 ??I形截面偏受壓構件的受壓翼緣計算寬度b'f應按本規范第7.2.3條確定，其正截面受壓承載力應符合下列規定： ??1當受壓區高度x≤h'f時，應按寬度為受壓翼緣計算寬度b'f的矩形截面計算。 ??2當受壓區高度x>h'f時(圖7.3.5)，應符合下列規定：
??公式中的鋼筋應力σs、σp以及是否考慮縱向普通受壓鋼筋的作用，均應按本規范第7.3.4條的有關規定確定。 圖7.3.5：I形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算1-截面重心軸 ??3當x>(h-hf)時，其正截面受壓承載力計算應計入受壓較小邊翼緣受壓部分的作用，此時，受壓較小邊翼緣計算寬度bf應按本規范第7.2.3條確定。 ??4對采用非對稱配筋的小偏心受壓構件，當N>fcA時，尚應按下列公式進行驗算：
??式中 ??y'--截面重心至離軸向壓力較近一側受壓邊的距離，當截面對稱時，取y'=h/2. ??注：對僅在離軸向壓力較近一側有翼緣的T形截面，可取bf=b;對僅在離軸向壓力較遠一側有翼緣的倒T形截面，可取b'f=b. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.6條 ??沿截面腹部均勻配置縱向鋼筋的矩形、T形或I形截面鋼筋混凝土偏心受壓構件(圖7.3.6)，其正截面受壓承載力宜符合下列規定： 圖7.3.6：沿截面腹部均勻配筋的I形截面
??式中 ??Asw--沿截面腹部均勻配置的全部縱向鋼筋截面面積； ??fyw--沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋強度設計值，按本規范表4.2.3-1采用； ??Nsw--沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋所承擔的軸向壓力，當ζ>β1時，取ζ=β1計算； ??Msw--沿截面腹部均勻配置的縱向鋼筋的內力對As重心的力矩，當ζ>β1時，取ζ=β1計算； ??ω--均勻配置縱向鋼筋區段的高度hsw與截面有效高度h0的比值，ω=hsw/h0,宜選取hsw=h0-a's. ??受拉邊或受壓較小邊鋼筋As中的應力σs以及在計算中是否考慮受壓鋼筋和受壓較小邊翼緣受壓部分的作用，應按本規范第7.3.4條和第7.3.5條的有關規定確定。 ??注：本條適用于截面腹部均勻配置縱向鋼筋的數量每側不少于4根的情況。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.7條 ??沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環形截面偏心受壓構件(圖7.3.7)，其正截面受壓承載力宜符合下列規定： ??1鋼筋混凝土構件
??2預應力混凝土構件 圖7.3.7：沿周邊均勻配筋的環形截面
??在上述各公式中的系數和偏心距，應按下列公式計算：
??式中 ??A--環形截面面積； ??As--全部縱向普通鋼筋的截面面積； ??Ap--全部縱向預應力鋼筋的截面面積； ??r1、r2--環形截面的內、外半徑； ??rs--縱向普通鋼筋重心所在的圓周的半徑； ??rp--縱向預應力鋼筋重心所在圓周的半徑； ??e0--軸向壓力對截面重心的偏心距； ??ea--附加偏心距，按本規范第7.3.3條確定； ??α--受壓區混凝土截面面積與全截面面積的比值； ??αt--縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當α>2/3時，取αt=0。 ??3當α ??注：本條適用于截面內縱向鋼筋數量不少于6根且r1/r2≥0.5的情況。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.8條 ??沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構件(圖7.3.8)，其正截面受壓承載力宜符合下列規定： 圖7.3.8：沿周邊均勻配筋的圓形截面
??式中 ??A--圓形截面面積； ??As--全部縱向鋼筋的截面面積； ??r--圓形截面的半徑； ??rs--縱向鋼筋重心所在圓周的半徑； ??e0--軸向壓力對截面重心的偏心距； ??ea--附加偏心距，按本規范第7.3.3條確定； ??α--對應于受壓區混凝土截面面積的圓心角(rad)與2π的比值； ??αt--縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當α>0.625時，取αt=0。 ??注：本條適用于截面內縱向鋼筋數量不少于6根的情況。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.9條 ??各類混凝土結構中的偏心受壓構件，均應在其正截面變壓承載力計算中考慮結構側移和構件撓曲引起的附加內力。 ??在確定偏心受壓構件的內力設計值時，可近似考慮二階彎矩對軸向壓力偏心距的影響，將軸向壓力對截面重心的初始偏心距ei乘以本規范第7.3.10條規定的偏心距增大系數η；也可根據本規范第7.3.12條規定的構件修正抗彎剛度，用考慮二附效應的彈性分析方法，直接計算出結構構件各控制截面包括彎矩設計值在內的內力設計值，并按相應的內力設計值進行各構件的截面設計。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
??第7.3.10條 ??對矩形、T形、I形、環形和圓形截面偏心受壓構件，其偏心距增大系數可按下列公式計算：
??式中 ??l0--構件的計算長度，按本規范第7.3.11條確定； ??h--截面高度；其中，對環形截面，取外直徑；對圓形截面，取直徑； ??h0--截面有效高度；其中，對環形截面，取h0=r2+rs；對圓形截面，取h0=r+rs；此處，r、r2和rs按本規范第7.3.7條和第7.3.8條的規定取用； ??ζ1--偏心受壓構件的截面曲率修正系數，當ζ1>1.0時，取ζ1=1.0； ??A--構件的截面面積；對T形、I形截面，均取A=bh+2(b'f-b)h'f; ??ζ2--構件長細比對截面曲率的影響系數，當l0/h<15時，取ζ2=1.0。 ??注：當偏心受壓構件的長細比l0/i≤17.5時，可取η=1.0。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.11條 ??軸心受壓和偏心受壓柱的計算長度l0可按下列規定確定： ??1剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱，其計算長度l0可按表7.3.11-1取用。
??3當水平荷載產生的彎矩設計值占總彎矩設計值的75%以上時，框架柱的計算長度l0可按下列兩個公式計算，并取其中的較小值：
??式中 ??ψu、ψl--柱的上端、下端節點處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值； ??ψmin--比值ψu、ψl中的較小值； ??H--柱的高度，按表7.3.11-2的注采用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.12條 ??當采用考慮二階效應的彈性分析方法時，宜在結構分析中對構件的彈性抗彎剛度EcI乘以下列折減系數：對梁，取0.4；對柱，取0.6；對剪力墻及核心筒壁，取0.45。此時，在按本規范第7.3節進行正截面受壓承載力計算的有關公式中，ηei均應以(M/N+ea)代替，此處，M、N為按考慮二階效應的彈性分析方法直接計算求得的彎矩設計值和相應的軸向力設計值。 ??注：當驗算表明剪力墻或核心筒底部正截面不裂時，其剛度折減系數可取0.7。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.13條 ??偏心受壓構件除應計算彎矩作用平面的受壓承載力外，尚應按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，此時，可不計入彎矩的作用，但應考慮穩定系數φ的影響。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??第7.3.14條 ??對截面具有兩個互相垂直的對稱軸的鋼筋混凝土雙向偏心受壓構件(圖7.3.14)，其正截面受壓承載力可選用下列兩種方法之一進行計算： 圖7.3.14：雙向偏心受壓構件截面 ??1按本規范附錄F的方法計算，此時，附錄F公式(F.0.1-7)和公式(F.0.1-8)中的Mx、My應分別用Nηxeix、Nηyeiy代替，其中，初始偏心距應按下列公式計算：
??式中 ??e0x、e0y--軸向壓力對通過截面重心的y軸、x軸的偏心距：e0x=M0x/N、e0y=M0y/N; ??M0x、M0y--未考慮附加彎矩時軸向壓力在x軸、y軸方向的彎矩設計值； ??eax、eay--x軸、y軸方向上的附加偏心距，按本規范第7.3.3條的規定確定； ??ηx、ηy--x軸、y軸方向上的偏心距增大系數，按本規范第7.3.10條的規定確定。 ??2按下列近似公式計算：
??式中 ??Nu0--構件的截面軸心受壓承載力設計值； ??Nux--軸向壓力作用于x軸并考慮相應的計算偏心距ηxeix后，按全部縱向鋼筋計算的構件偏心受壓承載力設計值，此處，ηx應按本規范第7.3.10條的規定計算； ??Nuy--軸向壓力作用于y軸并考慮相應的計算偏心距ηyeiy后，按全部縱向鋼筋計算的構件偏心受壓承載力設計值，此處，ηy應按本規范第7.3.10條的規定計算。 ??構件的截面軸心受壓承載力設計值Nu0,可按本規范公式(7.3.1)計算，但應取等號，將N以Nu0代替，且不考慮穩定系數φ及系數0.9。 ??構件的偏心受壓承載力設計值Nux,可按下列情況計算： ??1)當縱向鋼筋沿截面兩對邊配置時，Nux可按本規范第7.3.4條或第7.3.5條的規定進行計算，但應取等號，將N以Nux代替。 ??2)當縱向鋼筋沿截面腹部均勻配置時，Nux可按本規范第7.3.6條的規定進行計算，但應取等號，將N以Nux代替。 ??構件的偏心受壓承載力設計值Nuy可采用與Nux相同的方法計算。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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