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鋼筋輕骨料混凝土結構設計規(guī)程(JGJ 12-82)之強度計算(下)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-06-29  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:中國混凝土網(wǎng)
核心提示:鋼筋輕骨料混凝土結構設計規(guī)程(JGJ 12-82)之強度計算(下)
5.1.21條 計算偏心受壓構件時,應考慮構件在彎矩作用平面內的撓度對縱向力偏心距的影響,此時,應將縱向力對截面重心的偏心距e0乘以偏心距增大系數(shù)η。η值可按下列公式計算:
式中
K--強度設計安全系數(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--與偏心距有關的系數(shù),按下式或下表采用:
當e0/h≥1時,取ab=0.328。
當全部縱向鋼筋的配筋百分率大于3%時,式中J應乘以系數(shù)1.2。
在下列情況下,不考慮撓度對偏心距的影響:
1.任意截面--當L0/rw≤14時(rw為彎矩作用平面的回轉半徑);
2.矩形截面--當L0/h≤4時;
3.T形截面--當L0/h≤14v時,系數(shù)v按表15采用。
系數(shù)v值 表15
注:①當偏心受壓構件的偏心距很小(例如e ≤1 500l0)時,如考慮η值后的偏心受壓計算的強度反而大于軸心受壓計算的強度,則應按軸心受壓強度采用。
②當按公式(5-1-21)求得的η值為負值或大于3時,應加大截面尺寸。
5.1.22條 偏心受壓構件除應計算彎矩作用平面的強度以外,尚應按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的強度。此時不考慮彎矩的作用,但應考慮縱向彎曲的影響。
5.1.23條 當雙向偏心受壓構件的截面具有兩個互相垂直的對稱軸時(圖11),其正截面強度可按下列公式計算。
式中 N0--軸心受壓時截面所能承受的縱向力,此時,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,當考慮增大系數(shù)后的偏心距為ηxe0x時截面所能承受的縱向力,此時,僅考慮沿平行于y軸兩對邊的縱向鋼筋;
Ny--縱向力作用于y軸,當考慮增大系數(shù)后的偏心距為ηye0y時截面所能承受的縱向力,此時,僅考慮沿平行于x軸兩對邊的縱向鋼筋;
N0x--軸心受壓時截面所能承受的縱向力,此時,所考慮的縱向鋼筋同Nx,但不考慮縱向彎曲系數(shù)φ;
N0y--軸心受壓時截面所能承受的縱向力,此時,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)計算。
圖11 鋼筋輕骨料混凝土雙向偏心受壓構件截面圖a)實際截面圖;b)計算Nx的截面圖;c)計算Ny的截面圖(Ⅴ)偏心受拉構件
5.1.24條 對稱于彎矩作用平面的任意截面(環(huán)形和圓形截面除外)的偏心受拉構件,其正截面強度應按下列公式計算:
一、當縱向力N作用在鋼筋Ag合力點及A'g合力點之間時,按小偏心受拉構件的公式計算:
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土偏心受拉構件的強度設計安全系數(shù),按第3-2-2條表8、表9采用。
二、當縱向力N不作用在鋼筋Ag合力點及A'g合力點之間時,按大偏心受拉構件的公式計算:
此時,中和軸的位置按下列公式確定:
 
混凝土受壓區(qū)的高度應符合χ≤0.5h0。當計算中考慮受壓鋼筋時,則尚應符合zh≤h0-a'g的條件,如zh>h0-a'g時可按下列公式計算:
如按公式(5-1-24-6)求得的構件強度比不考慮受壓鋼筋還小時,則在計算中不應考慮受壓鋼筋。
5.1.25條 矩形截面偏心受拉構件,其正截面強度應按下列規(guī)定計算(圖12):
一、當縱向力N作用在鋼筋Ag合力點及A'g合力點之間時,按公式(5-1-24-1)和(5-1-24-2)計算;
二、當縱向力N不作用在鋼筋Ag合力點及A'g合力點之間時,按下列公式計算:
此時,中和軸的位置按下列公式確定:
混凝土受壓區(qū)的高度應符合x≤0.5h0,計算中考慮受壓鋼筋時,則尚應符合x≥2a'g的條件。
圖12 矩形截面鋼筋輕骨料混凝土偏心受拉構件的正截面強度計算圖a)小偏心受拉構件;b)大偏心受拉構件(Ⅵ)受扭計算
5.1.26條 矩形截面的彎扭構件(圖13),其截面應符合下列要求:
當符合下列條件時,受扭鋼筋可按構造要求配置:
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土受扭的強度設計安全系數(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--截面的長邊尺寸;
d--截面的短邊尺寸。
圖13 鋼筋輕骨料混凝土彎扭構件截面圖
5.1.27條 矩形截面的彎扭構件當采用附加垂直箍筋和附加縱向鋼筋承受扭矩時,其抗扭強度可按下列公式計算:
式中 Rgh--箍筋抗拉設計強度,按表4、表5中受拉鋼筋設計強度采用;
ak--附加垂直箍筋的單肢截面面積;
Ahe--截面核芯面積,Ahe=Chedhe;
Che--以箍筋中心線計算的截面核芯部分的長邊尺寸;
dhe--以箍筋中心線計算的截面核芯部分的短邊尺寸;
S--箍筋間距;
m'--受扭構件縱筋與箍筋的配筋強度比,
Rg--縱筋抗拉設計強度;
An--受扭計算時,全部附加縱向鋼筋的截面面積;
`N She--截面核芯部分的周長, βt--與配筋率有關的系數(shù),按下列規(guī)定采用:
(Ⅶ)局部承壓
5.1.28條 當配置間接鋼筋(圖14)且Ac≤Ahe時,鋼筋輕骨料混凝土構件的局部承壓強度可按下列公式計算:
式中 K--鋼筋輕骨料混凝土構件的局部承壓強度設計安全系數(shù),按第3-2-2條表8的基本安全系數(shù)采用。僅對表9項次6中荷載變異較大的結構,才考慮附加安全系數(shù);
Nc--考慮局部承壓時的縱向力;
β、βhe--局部承壓強度的提高系數(shù),按公式(4-4-2)計算,并應符合其限制條件。在計算βhe時,應以Ahe代替Ad,此處Ahe為鋼筋網(wǎng)或螺旋形配筋以內的混凝土核芯面積,但不大于Ad,且其重心應與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
當為方格鋼筋網(wǎng)時(圖14a),μt應取下列兩者中之較小者:`
當為螺旋式配筋時(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:當局部承壓區(qū)需要設置間接鋼筋時,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。此時間接鋼筋應配置在圖5-1-28所規(guī)定的范圍H內。對柱子的接頭,H尚不應小于15倍縱向鋼筋直徑。
5.1.29條 如構件端部有抗裂要求時,其局部承壓區(qū)的截面尺寸,應符合下列要求:
當不能符合公式(5-1-29)的要求時,應調整局部承壓面積或加大構件的截面尺寸,或提高混凝土的標號。
(Ⅷ)沖切計算
5.1.30條 在局部荷載作用下的鋼筋混凝土板的沖切強度可按下列公式計算(圖15):
式中 K--沖切強度設計安全系數(shù),取K=2.2;
Qc--局部標準荷載(當計算無梁樓蓋柱帽處的沖切強度時,Qc取柱子所承受的縱向力減去柱頂沖切破壞錐體范圍內的荷載);
s--距荷載邊h0/2處的周長。
圖15 計算板的沖切強度截面位置圖
5.1.31條 對矩形截面柱的矩形基礎,在柱與基礎交接處以及基礎變階處的沖切強度可按下列公式計算(圖16):
式中 bp--沖切破壞錐體斜截面的上邊長bs與下邊長bx的平均值,bp=bs+bx/2;
bs--沖切破壞錐體斜截面的上邊長:當計算柱與基礎交接處的沖切強度時,取柱寬;當計算基礎變階處的沖切強度時,取上階寬;
bx--沖切破壞錐體斜截面的下邊長:當計算柱與基礎交接處的沖切強度時,取柱寬加兩倍基礎有效高度;當計算基礎變階處的沖切強度時,取上階寬加兩倍該處的基礎有效高度;
h0--基礎沖切破壞錐體的有效高度;
A--考慮沖切荷載時取用的多邊形面積(圖16中的陰影面積ABCDEF);
σt--在標準荷載下基礎底面單位面積上的土壤反力(可扣除基礎自重及其上的土壤重),當為偏心荷載時可取用最大的單位反力。
圖16 計算階形基礎的沖切強度截面位置圖a)柱與基礎交接處;b)基礎變階處
 
 
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