中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 Code for design of concrete structures GB 主 编 部 门 : 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 批 准 部 门 : 中 华 人 民 共 和 国 建 设

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1 UDC 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 P GB 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 Code for design of concrete structures 发 布 实 施 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 联 合 发 布 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 第 1 页

2 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 Code for design of concrete structures GB 主 编 部 门 : 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 批 准 部 门 : 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 施 行 日 期 :2002 年 4 月 1 日 条 文 说 明 中 国 建 筑 资 讯 网 2002 北 京 第 2 页

3 目 次 1 总 则 术 语 符 号 术 语 符 号 基 本 设 计 规 定 一 般 规 定 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 规 定 正 常 使 用 极 限 状 态 验 算 规 定 耐 久 性 规 定 材 料 混 凝 土 钢 筋 结 构 分 析 基 本 原 则 线 弹 性 分 析 方 法 其 他 分 析 方 法 预 应 力 混 凝 土 结 构 构 件 计 算 要 求 一 般 规 定 预 应 力 损 失 值 计 算 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 正 截 面 承 载 力 计 算 的 一 般 规 定 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 正 截 面 受 压 承 载 力 计 算 正 截 面 受 拉 承 载 力 计 算 斜 截 面 承 载 力 计 算 扭 曲 截 面 承 载 力 计 算 受 冲 切 承 载 力 计 算 局 部 受 压 承 载 力 计 算 疲 劳 验 算 第 3 页

4 8 正 常 使 用 极 限 状 态 验 算 裂 缝 控 制 验 算 受 弯 构 件 挠 度 验 算 构 造 规 定 伸 缩 缝 混 凝 土 保 护 层 钢 筋 的 锚 固 钢 筋 的 连 接 纵 向 受 力 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 构 造 规 定 结 构 构 件 的 基 本 规 定 板 梁 柱 梁 柱 节 点 墙 叠 合 式 受 弯 构 件 深 受 弯 构 件 牛 腿 预 埋 件 及 吊 环 预 制 构 件 的 连 接 混 凝 土 结 构 构 件 抗 震 设 计 一 般 规 定 材 料 框 架 梁 框 架 柱 及 框 支 柱 铰 接 排 架 柱 框 架 梁 柱 节 点 及 预 埋 件 剪 力 墙 预 应 力 混 凝 土 结 构 构 件 附 录 A 素 混 凝 土 结 构 构 件 计 算 附 录 B 钢 筋 的 公 称 截 面 面 积 计 算 截 面 面 积 及 理 论 重 量 第 4 页

5 附 录 C 混 凝 土 的 多 轴 强 度 和 本 构 关 系 C.1 总 则 C.2 单 轴 应 力 - 应 变 关 系 C.3 多 轴 强 度 C.4 破 坏 准 则 和 本 构 模 型 附 录 D 后 张 预 应 力 钢 筋 常 用 束 形 的 预 应 力 损 失 附 录 E 与 时 间 相 关 的 预 应 力 损 失 附 录 F 任 意 截 面 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 附 录 G 板 柱 节 点 计 算 用 等 效 集 中 反 力 设 计 值 第 5 页

6 1 总 则 1.0.1~ 为 实 现 房 屋 铁 路 公 路 港 口 和 水 利 水 电 工 程 混 凝 土 结 构 共 性 技 术 问 题 设 计 方 法 的 统 一, 本 次 修 订 组 的 组 成 包 括 了 各 行 业 的 混 凝 土 结 构 专 家, 以 求 相 互 沟 通, 使 本 规 范 的 共 性 技 术 问 题 能 为 各 行 业 规 范 认 可 实 现 各 行 业 共 性 技 术 问 题 设 计 方 法 统 一 是 必 要 的, 但 它 是 一 个 过 程, 本 次 修 订 是 向 这 一 目 标 迈 出 的 第 一 步 根 据 建 设 部 标 准 定 额 司 的 指 示, 现 阶 段 各 行 业 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 仍 保 持 相 对 的 完 整 性, 以 利 于 平 稳 过 渡 当 结 构 受 力 的 情 况 材 料 性 能 等 基 本 条 件 与 本 规 范 的 编 制 依 据 有 出 入 时, 则 需 根 据 具 体 情 况, 通 过 专 门 试 验 或 分 析 加 以 解 决 应 当 指 出, 对 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构, 其 材 料 及 正 截 面 受 弯 承 载 力 及 裂 缝 宽 度 计 算 等 均 与 有 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 有 所 不 同 这 些 内 容 由 专 门 规 程 作 出 规 定 对 采 用 陶 粒 浮 石 煤 矸 石 等 为 骨 料 的 混 凝 土 结 构, 应 按 有 关 标 准 进 行 设 计 设 计 下 列 结 构 时, 尚 应 符 合 专 门 标 准 的 有 关 规 定 : 1 修 建 在 湿 陷 性 黄 土 膨 胀 土 地 区 或 地 下 采 掘 区 等 的 结 构 ; 2 结 构 表 面 温 度 高 于 100 或 有 生 产 热 源 且 结 构 表 面 温 度 经 常 高 于 60 的 结 构 ; 3 需 作 振 动 计 算 的 结 构 第 6 页

7 2 术 语 符 号 2.1 术 语 术 语 是 本 规 范 新 增 的 内 容, 主 要 是 根 据 现 行 国 家 标 准 工 程 结 构 设 计 基 本 术 语 和 通 用 符 号 GBJ132 建 筑 结 构 设 计 术 语 和 符 号 标 准 GB/T50083 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 GB50068 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009 等 给 出 的 2.2 符 号 符 号 主 要 是 根 据 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 GBJ10 89( 以 下 简 称 原 规 范 ) 规 定 的 有 些 符 号 因 术 语 的 改 动 而 作 了 相 应 的 修 改, 例 如, 本 规 范 将 长 期 效 应 组 合 改 称 为 准 永 久 组 合, 所 以 原 规 范 符 号 Nl 相 应 改 为 本 规 范 符 号 Nq 第 7 页

8 3 基 本 设 计 规 定 3.1 一 般 规 定 本 规 范 按 现 行 国 家 标 准 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 GB 采 用 荷 载 分 项 系 数 材 料 性 能 分 项 系 数 ( 为 了 简 便, 直 接 以 材 料 强 度 设 计 值 表 达 ) 结 构 重 要 性 系 数 进 行 设 计 本 规 范 中 的 荷 载 分 项 系 数 应 按 现 行 国 家 标 准 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB 的 规 定 取 用 对 极 限 状 态 的 分 类, 系 根 据 现 行 国 家 标 准 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 GB 的 规 定 确 定 3.1.3~ 对 结 构 构 件 的 计 算 和 验 算 要 求, 与 原 规 范 基 本 相 同 增 加 了 漂 浮 验 算, 对 疲 劳 验 算 修 改 较 大 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GBJ 9 87 中 的 吊 车, 分 为 轻 级 中 级 重 级 和 超 重 级 工 作 制 现 荷 载 规 范 修 订 组 根 据 国 家 标 准 起 重 机 设 计 规 范 GB 3811 中 吊 车 的 利 用 等 级 U 和 载 荷 状 态 Q, 将 吊 车 分 为 A1~A8 八 个 工 作 级 别, 将 原 荷 载 规 范 的 四 级 工 作 制 改 为 八 级 工 作 级 别, 本 规 范 作 了 相 应 的 修 订 原 规 范 中 有 关 疲 劳 问 题, 包 括 轻 级 中 级 和 重 级 工 作 制 吊 车, 不 包 括 超 重 级 工 作 制 吊 车 本 规 范 中 所 述 吊 车, 仍 未 包 括 超 重 级 工 作 制 吊 车 当 设 计 直 接 承 受 超 重 级 工 作 制 吊 车 的 吊 车 梁 时, 建 议 根 据 工 程 经 验 采 用 钢 结 构 在 具 有 荷 载 效 应 谱 和 混 凝 土 及 钢 筋 应 力 谱 的 情 况 下, 可 按 专 门 标 准 的 有 关 规 定 进 行 疲 劳 验 算 当 结 构 发 生 局 部 破 坏 时, 如 不 引 发 大 范 围 倒 塌, 即 认 为 结 构 具 有 整 体 稳 定 性 结 构 的 延 性 荷 载 传 力 途 径 的 多 重 性 以 及 结 构 体 系 的 超 静 定 性, 均 能 加 强 结 构 的 整 体 稳 定 性 设 置 竖 直 方 向 和 水 平 方 向 通 长 的 钢 筋 系 杆 将 整 个 结 构 连 系 成 一 个 整 体, 是 提 供 结 构 整 体 稳 定 性 的 方 法 之 一 另 一 方 面, 按 特 定 的 局 部 破 坏 状 态 的 荷 载 组 合 进 行 设 计, 也 是 保 证 结 构 整 体 稳 定 性 的 措 施 之 一 当 偶 然 事 件 产 生 特 大 的 荷 载 时, 要 求 按 荷 载 效 应 的 偶 然 组 合 进 行 设 计 ( 见 第 条 ) 以 保 持 结 构 的 完 整 无 缺, 往 往 经 济 上 代 价 太 高, 有 时 甚 至 不 现 实 此 时, 可 采 用 允 许 局 部 爆 炸 或 撞 击 引 起 结 构 发 生 局 部 破 坏, 但 整 个 结 构 不 发 生 连 续 倒 塌 的 原 则 进 行 设 计 第 8 页

9 3.1.7 各 类 建 筑 结 构 的 设 计 使 用 年 限 是 不 应 统 一 的, 应 按 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 的 规 定 取 用, 相 应 的 荷 载 设 计 值 及 耐 久 性 措 施 均 应 依 据 设 计 使 用 年 限 确 定 结 构 改 变 用 途 和 使 用 环 境 将 影 响 其 结 构 性 能 及 耐 久 性, 因 此 必 须 经 技 术 鉴 定 或 设 计 许 可 3.2 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 规 定 关 于 本 规 范 表 建 筑 结 构 安 全 等 级 选 用 问 题, 设 计 部 门 可 根 据 工 程 实 际 情 况 和 设 计 传 统 习 惯 选 用 大 多 数 建 筑 物 的 安 全 等 级 均 属 二 级 由 于 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB 中 新 增 的 由 永 久 荷 载 效 应 控 制 的 组 合, 使 承 受 恒 载 为 主 的 结 构 构 件 的 安 全 度 有 所 提 高, 并 且 本 规 范 取 消 了 原 规 范 混 凝 土 弯 曲 抗 压 强 度 f cm, 统 一 取 用 抗 压 强 度 f c, 使 以 混 凝 土 受 压 为 主 的 结 构 构 件 的 安 全 度 有 所 提 高, 所 以 取 消 了 原 规 范 对 屋 架 托 架 承 受 恒 载 为 主 的 柱 安 全 等 级 应 提 高 一 级 的 规 定 工 程 实 践 表 明, 由 于 混 凝 土 结 构 在 施 工 阶 段 容 易 发 生 质 量 问 题, 因 此 取 消 了 原 规 范 对 施 工 阶 段 预 制 构 件 安 全 等 级 可 降 低 一 级 的 规 定 符 号 S 在 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB 中 为 荷 载 效 应 组 合 的 设 计 值 ; 在 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB 中 为 地 震 作 用 效 应 与 其 他 荷 载 效 应 的 基 本 组 合, 又 称 结 构 构 件 内 力 组 合 的 设 计 值 当 几 何 参 数 的 变 异 性 对 结 构 性 能 有 明 显 影 响 时, 需 考 虑 其 不 利 影 响 例 如, 薄 板 的 截 面 有 效 高 度 的 变 异 性 对 薄 板 正 截 面 承 载 力 有 明 显 影 响, 在 计 算 截 面 有 效 高 度 时 宜 考 虑 施 工 允 许 偏 差 带 来 的 不 利 影 响 3.3 正 常 使 用 极 限 状 态 验 算 规 定 对 正 常 使 用 极 限 状 态, 原 规 范 规 定 按 荷 载 的 持 久 性 采 用 两 种 组 合, 即 荷 载 的 短 期 效 应 组 合 和 长 期 效 应 组 合 本 规 范 根 据 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 GB50068 的 规 定, 将 荷 载 的 短 期 效 应 组 合 长 期 效 应 组 合 改 称 为 荷 载 效 应 的 标 准 组 合 准 永 久 组 合 在 标 准 组 合 中, 含 有 起 控 制 作 用 的 一 个 可 变 荷 载 标 准 值 效 应 ; 在 准 永 久 组 合 中, 含 有 可 变 荷 载 准 永 久 值 效 应 这 就 使 荷 载 效 应 组 合 的 名 称 与 荷 载 代 表 值 的 名 称 相 对 应 对 构 件 裂 缝 宽 度 构 件 刚 度 的 计 算, 本 规 范 采 用 按 荷 载 效 应 标 准 组 合 并 考 虑 长 期 作 用 影 响 进 行 计 算, 与 原 规 范 的 含 义 相 同 表 中 关 于 受 弯 构 件 挠 度 的 限 值 保 持 原 规 范 的 规 定 悬 臂 构 件 是 工 程 实 践 中 容 易 发 生 事 故 的 构 件, 设 计 时 对 其 挠 度 需 从 严 掌 握 第 9 页

10 3.3.3~ 本 规 范 将 裂 缝 控 制 等 级 划 分 为 一 级 二 级 和 三 级 等 级 是 对 裂 缝 控 制 严 格 程 度 而 言 的, 设 计 人 员 需 根 据 具 体 情 况 选 用 不 同 的 等 级 关 于 构 件 裂 缝 控 制 等 级 的 划 分, 国 际 上 一 般 都 根 据 结 构 的 功 能 要 求 环 境 条 件 对 钢 筋 的 腐 蚀 影 响 钢 筋 种 类 对 腐 蚀 的 敏 感 性 和 荷 载 作 用 的 时 间 等 因 素 来 考 虑 本 规 范 在 裂 缝 控 制 等 级 的 划 分 上 考 虑 了 以 上 因 素 1 本 规 范 在 具 体 划 分 裂 缝 控 制 等 级 和 确 定 有 关 限 值 时, 主 要 参 考 了 下 列 资 料 :(1)1974 年 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 及 原 规 范 有 关 规 定 的 历 史 背 景 ;(2) 工 程 实 践 经 验 及 国 内 常 用 构 件 的 实 际 设 计 抗 裂 度 和 裂 缝 宽 度 的 调 查 统 计 结 果 ;(3) 耐 久 性 专 题 研 究 组 对 国 内 典 型 地 区 工 程 调 查 的 结 果, 长 期 暴 露 试 验 与 快 速 试 验 的 结 果 ;(4) 国 外 规 范 的 有 关 规 定 2 对 于 采 用 热 轧 钢 筋 配 筋 的 混 凝 土 结 构 构 件 的 裂 缝 宽 度 限 值 的 确 定, 考 虑 了 现 行 国 内 外 规 范 的 有 关 规 定, 并 参 考 了 耐 久 性 专 题 研 究 组 对 裂 缝 的 调 查 结 果 室 内 正 常 环 境 条 件 下 钢 筋 混 凝 土 构 件 最 大 裂 缝 剖 形 观 察 结 果 表 明, 不 论 其 裂 缝 宽 度 大 小 使 用 时 间 长 短 地 区 湿 度 高 低, 凡 钢 筋 上 不 出 现 结 露 或 水 膜, 则 其 裂 缝 处 钢 筋 基 本 上 未 发 现 明 显 的 锈 蚀 现 象 ; 国 外 的 一 些 工 程 调 查 结 果 也 表 明 了 同 样 的 观 点 对 钢 筋 混 凝 土 屋 架 托 架 主 要 屋 面 承 重 结 构 构 件, 根 据 以 往 的 工 程 经 验, 裂 缝 宽 度 限 值 宜 从 严 控 制 对 钢 筋 混 凝 土 吊 车 梁 的 裂 缝 宽 度 限 值, 原 规 范 对 重 级 和 中 级 工 作 制 吊 车 分 别 规 定 为 0.2 和 0.3mm, 现 在 重 级 和 中 级 的 名 称 已 被 取 消, 所 以 对 需 作 疲 劳 验 算 的 吊 车 梁, 统 一 规 定 为 0.2mm 对 处 于 露 天 或 室 内 潮 湿 环 境 条 件 下 的 钢 筋 混 凝 土 构 件, 剖 形 观 察 结 果 表 明, 裂 缝 处 钢 筋 都 有 不 同 程 度 的 表 皮 锈 蚀, 而 当 裂 缝 宽 度 小 于 或 等 于 0.2mm 时, 裂 缝 处 钢 筋 上 只 有 轻 微 的 表 皮 锈 蚀 根 据 上 述 情 况, 并 参 考 国 内 外 有 关 资 料, 规 定 最 大 裂 缝 宽 度 限 值 采 用 0.2mm 对 使 用 除 冰 盐 的 环 境, 考 虑 到 锈 蚀 试 验 及 工 程 实 践 表 明, 钢 筋 混 凝 土 结 构 构 件 的 受 力 垂 直 裂 缝 宽 度, 对 耐 久 性 的 影 响 不 是 太 大, 故 仍 允 许 存 在 受 力 裂 缝 参 考 国 内 外 有 关 规 范, 规 定 最 大 裂 缝 宽 度 限 值 为 0.2mm 3 在 原 规 范 中, 对 采 用 预 应 力 钢 丝 钢 绞 线 及 热 处 理 钢 筋 的 预 应 力 混 凝 土 构 件, 考 虑 到 钢 丝 直 径 较 小 和 热 处 理 钢 筋 对 锈 蚀 比 较 敏 感, 一 旦 出 现 裂 缝, 会 严 重 影 响 结 构 耐 久 性, 故 规 定 在 室 内 正 常 环 境 下 采 用 二 级 裂 缝 控 制, 在 露 天 环 境 下 采 用 一 级 裂 缝 控 制 鉴 于 这 方 面 的 规 定 偏 严, 故 在 1993 年 原 规 范 的 局 部 修 订 中 提 出 : 各 类 预 应 力 第 10 页

11 混 凝 土 构 件, 在 有 可 靠 工 程 经 验 的 前 提 下, 对 抗 裂 要 求 可 作 适 当 放 宽 4 根 据 工 程 实 际 设 计 和 使 用 经 验, 主 要 是 最 近 十 多 年 来 现 浇 后 张 法 预 应 力 框 架 和 楼 盖 结 构 在 我 国 的 大 量 推 广 应 用 的 经 验, 并 参 考 国 内 外 有 关 规 范 的 规 定 ; 同 时, 还 考 虑 了 部 分 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 发 展 趋 势, 本 次 修 订 对 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 裂 缝 控 制, 着 重 于 考 虑 环 境 条 件 对 钢 筋 腐 蚀 的 影 响, 并 考 虑 结 构 的 功 能 要 求 以 及 荷 载 作 用 时 间 等 因 素 作 出 规 定 同 时, 取 消 了 原 规 范 的 混 凝 土 拉 应 力 限 制 系 数 和 受 拉 区 混 凝 土 塑 性 影 响 系 数, 以 尽 可 能 简 化 计 算 对 原 规 范 室 内 正 常 环 境 下 的 一 般 构 件, 从 二 级 裂 缝 控 制 等 级 放 松 为 三 级 ( 楼 板 屋 面 板 仍 为 二 级 ); 对 原 规 范 露 天 环 境 下 的 构 件, 从 一 级 裂 缝 控 制 等 级 放 松 为 二 级 ( 吊 车 梁 仍 为 一 级 ); 对 原 规 范 未 涉 及 的 三 类 环 境 下 的 构 件, 新 增 加 规 定 为 一 级 裂 缝 控 制 等 级 3.4 耐 久 性 规 定 本 条 规 定 了 混 凝 土 结 构 耐 久 性 设 计 的 基 本 原 则, 按 环 境 类 别 和 设 计 使 用 年 限 进 行 设 计 表 列 出 的 环 境 类 别 与 CEB 模 式 规 范 MC-90 基 本 相 同 表 中 二 类 环 境 a 与 b 的 主 要 差 别 在 于 有 无 冰 冻 三 类 环 境 中 的 使 用 除 冰 盐 环 境 是 指 北 方 城 市 依 靠 喷 洒 盐 水 除 冰 化 雪 的 立 交 桥 及 类 似 环 境, 滨 海 室 外 环 境 是 指 在 海 水 浪 溅 区 之 外, 但 其 前 面 没 有 建 筑 物 遮 挡 的 混 凝 土 结 构 四 类 和 五 类 环 境 的 详 细 划 分 和 耐 久 性 设 计 方 法 由 港 口 工 程 技 术 规 范 及 工 业 建 筑 防 腐 蚀 设 计 规 范 GB 等 标 准 解 决 关 于 严 寒 和 寒 冷 地 区 的 定 义, 民 用 建 筑 热 工 设 计 规 程 JGJ24 86 规 定 如 下 : 严 寒 地 区 : 累 年 最 冷 月 平 均 温 度 低 于 或 等 于 -10 的 地 区 寒 冷 地 区 : 累 年 最 冷 月 平 均 温 度 高 于 -10 低 于 或 等 于 0 的 地 区 累 年 系 指 近 期 30 年, 不 足 30 年 的 取 实 际 年 数, 但 不 得 少 于 10 年 各 地 可 根 据 当 地 气 象 台 站 的 气 象 参 数 确 定 所 属 气 候 区 域, 也 可 根 据 建 筑 气 象 参 数 标 准 提 供 的 参 数 确 定 所 属 气 候 区 域 本 条 对 一 类 二 类 和 三 类 环 境 中, 设 计 使 用 年 限 为 50 年 的 混 凝 土 结 构 的 混 凝 土 作 出 了 规 定 表 中 水 泥 用 量 为 下 限 值, 适 宜 的 水 泥 用 量 应 根 据 施 工 情 况 确 定 混 凝 土 中 碱 含 量 的 计 算 方 法 参 见 混 凝 土 碱 含 量 限 值 标 准 CECS53:93 的 规 定 本 条 对 于 设 计 使 用 年 限 为 100 年 且 处 于 一 类 环 境 中 的 混 凝 土 结 构 作 了 专 门 的 规 定 根 据 国 内 混 凝 土 结 构 耐 久 性 状 态 的 调 查, 一 类 环 境 设 计 使 用 年 限 为 50 年 基 本 可 第 11 页

12 以 得 到 保 证 但 国 内 一 类 环 境 实 际 使 用 年 数 超 过 100 年 的 混 凝 土 结 构 极 少 耐 久 性 调 查 发 现, 实 际 使 用 年 数 在 70~80 年 一 类 环 境 中 的 混 凝 土 构 件 基 本 完 好, 这 些 构 件 的 混 凝 土 立 方 体 抗 压 强 度 在 15N/mm 2 左 右, 保 护 层 厚 度 15~20mm 因 此, 对 混 凝 土 中 氯 离 子 含 量 加 以 限 制 ; 适 当 提 高 混 凝 土 的 强 度 等 级 和 保 护 层 厚 度 ; 特 别 是 规 定 需 定 期 进 行 维 护, 一 类 环 境 中 的 混 凝 土 结 构 设 计 使 用 年 限 100 年 可 得 到 保 证 二 三 类 环 境 的 情 况 比 较 复 杂, 要 求 在 设 计 中 : 限 制 混 凝 土 的 水 灰 比 ; 适 当 提 高 混 凝 土 的 强 度 等 级 ; 保 证 混 凝 土 抗 冻 性 能 ; 提 高 混 凝 土 抗 渗 透 能 力 ; 使 用 环 氧 涂 层 钢 筋 ; 构 造 上 注 意 避 免 积 水 ; 构 件 表 面 增 加 防 护 层 使 构 件 不 直 接 承 受 环 境 作 用 等, 都 是 可 采 取 的 措 施, 特 别 是 规 定 维 修 的 年 限 或 局 部 更 换, 都 可 以 延 长 主 体 结 构 的 实 际 使 用 年 数 3.4.5~ 混 凝 土 的 抗 冻 性 能 和 抗 渗 性 能 试 验 方 法 等 级 划 分 及 配 合 比 限 制 按 有 关 的 规 范 标 准 执 行 混 凝 土 抗 渗 和 抗 冻 的 设 计 可 参 考 水 工 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 DL/T 5057 及 地 下 工 程 防 水 技 术 规 范 GB 的 规 定 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 是 采 用 静 电 喷 涂 环 氧 树 脂 粉 末 工 艺, 在 钢 筋 表 面 形 成 一 定 厚 度 的 环 氧 树 脂 防 腐 涂 层 这 种 涂 层 可 将 钢 筋 与 其 周 围 混 凝 土 隔 开, 使 侵 蚀 性 介 质 ( 如 氯 离 子 等 ) 不 直 接 接 触 钢 筋 表 面, 从 而 避 免 钢 筋 受 到 腐 蚀 鉴 于 建 设 部 已 颁 布 行 业 标 准 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 JG 3042, 该 产 品 在 工 程 中 应 用 也 已 取 得 了 一 定 的 使 用 经 验, 故 本 次 修 订 增 加 了 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 应 用 的 规 定 第 12 页

13 4 材 料 4.1 混 凝 土 混 凝 土 强 度 等 级 的 确 定 原 则 为 : 混 凝 土 强 度 总 体 分 布 的 平 均 值 减 法 倍 标 准 差 ( 保 证 率 95%) 混 凝 土 强 度 等 级 由 立 方 体 抗 压 强 度 标 准 值 确 定, 立 方 体 抗 压 强 度 标 准 值 是 本 规 范 混 凝 土 各 种 力 学 指 标 的 基 本 代 表 值 本 条 对 混 凝 土 结 构 的 最 低 混 凝 土 强 度 等 级 作 了 规 定 基 础 垫 层 的 混 凝 土 强 度 等 级 可 采 用 C ~ 我 国 建 筑 工 程 实 际 应 用 的 混 凝 土 平 均 强 度 等 级 和 钢 筋 的 平 均 强 度 等 级, 均 低 于 发 达 国 家 我 国 结 构 安 全 度 总 体 上 比 国 际 水 平 低, 但 材 料 用 量 并 不 少, 其 原 因 在 于 国 际 上 较 高 的 安 全 度 是 靠 较 高 强 度 的 材 料 实 现 的 为 扭 转 这 种 情 况, 本 规 范 在 混 凝 土 方 面 新 增 加 了 有 关 高 强 混 凝 土 的 内 容 1 混 凝 土 抗 压 强 度 本 规 范 将 原 规 范 的 弯 曲 抗 压 强 度 f cmk f cm 取 消 棱 柱 强 度 与 立 方 强 度 之 比 值 α cl 对 普 通 混 凝 土 为 0.76, 对 高 强 混 凝 土 则 大 于 0.76 本 规 范 对 C50 及 以 下 取 α cl =0.76, 对 C80 取 α=0.82, 中 间 按 线 性 规 律 变 化 本 规 范 对 C40 以 上 混 凝 土 考 虑 脆 性 折 减 系 数 α c2, 对 C40 取 α c2 =1.0, 对 C80 取 α c2 =0.87, 中 间 按 线 性 规 律 变 化 考 虑 到 结 构 中 混 凝 土 强 度 与 试 件 混 凝 土 强 度 之 间 的 差 异, 根 据 以 往 的 经 验, 并 结 合 试 验 数 据 分 析, 以 及 参 考 其 他 国 家 的 有 关 规 定, 对 试 件 混 凝 土 强 度 修 正 系 数 取 为 0.88 本 规 范 的 轴 心 抗 压 强 度 标 准 值 与 设 计 值 分 别 按 下 式 计 算 : f ck =0.88α c1 α c2 f cu,k f c =f ck /γ c =f ck /1.4 本 规 范 的 fc 是 在 下 列 四 项 前 提 下 确 定 的 : 1) 按 荷 载 规 范 规 定, 新 增 由 永 久 荷 载 效 应 控 制 的 组 合 ; 2) 取 消 原 规 范 对 屋 架 托 架, 以 及 对 承 受 恒 载 为 主 的 轴 压 小 偏 压 柱 安 全 等 级 提 高 一 级 的 规 定 ; 3) 保 留 附 加 偏 心 距 e a 的 规 定 ; 4) 混 凝 土 材 料 分 项 系 数 γ c 取 为 1.4 第 13 页

14 2 混 凝 土 抗 拉 强 度 本 规 范 的 轴 心 抗 拉 强 度 标 准 值 与 设 计 值 分 别 按 下 式 计 算 : 0.55 f tk = f cuk ( δ ) 0.45 α c2 f t =f tk /γ c =f tk /1.4 式 中, 系 数 和 指 数 0.55 是 根 据 原 规 范 确 定 抗 拉 强 度 的 试 验 数 据 再 加 上 我 国 近 年 来 对 高 强 混 凝 土 研 究 的 试 验 数 据, 统 一 进 行 分 析 后 得 出 的 基 于 1979~1980 年 对 全 国 十 个 省 市 自 治 区 的 混 凝 土 强 度 的 统 计 调 查 结 果, 以 及 对 C60 以 上 混 凝 土 的 估 计 判 断, 本 规 范 对 混 凝 土 立 方 体 强 度 采 用 的 变 异 系 数 如 下 表 : f cu,k Cl5 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60~C80 δ 根 据 高 强 混 凝 土 专 题 研 究 结 果, 高 强 混 凝 土 弹 性 模 量 仍 可 采 用 原 规 范 计 算 公 式 本 规 范 的 混 凝 土 弹 性 模 量 按 下 式 计 算 : 5 10 Ec = (N/mm 2 ) f cu, k 式 中 f cu,k 以 混 凝 土 强 度 等 级 值 ( 按 N/mm 2 计 ) 代 入, 可 求 得 与 立 方 体 抗 压 强 度 标 准 值 相 对 应 的 弹 性 模 量 本 规 范 取 消 了 弯 曲 抗 压 强 度 f cm, 所 以 混 凝 土 的 疲 劳 抗 压 强 度 修 正 系 数 γ ρ 相 应 提 高 10% 但 考 虑 到 原 规 范 混 凝 土 疲 劳 强 度 修 正 系 数 γ ρ 是 由 考 虑 将 钢 筋 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 TJ10 74 中 的 疲 劳 强 度 设 计 值 γ ρ R f 改 为 γ ρ f t, 且 R f /f t 1.5, 又 考 虑 到 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GBJ9 87 的 吊 车 动 力 系 数 比 荷 载 规 范 TJ9 74 约 降 低 7% 这 些 因 素 因 此 原 规 范 中 的 γ ρ 比 设 计 规 范 TJ10 74 提 高 40%, 即 按 R f /(f t 1.07)=1.4 进 行 调 整 这 仅 适 用 于 混 凝 土 抗 拉 疲 劳 强 度, 而 抗 压 疲 劳 强 度 的 修 正 系 数 也 提 高 到 1.4 倍 是 不 合 适 的 另 外 考 虑 到 在 正 常 配 筋 情 况 下, 混 凝 土 的 抗 压 疲 劳 强 度 一 般 不 起 控 制 作 用 所 以 综 合 考 虑 上 述 因 素, 为 便 于 设 计, 没 有 分 别 给 出 混 凝 土 抗 压 和 抗 拉 强 度 的 疲 劳 强 度 修 正 系 数, 而 仍 按 原 规 范 规 定 取 用 γ ρ 值 国 内 疲 劳 专 题 研 究 及 国 外 对 高 强 度 混 凝 土 的 疲 劳 强 度 的 试 验 结 果 表 明, 高 强 混 凝 土 的 疲 劳 强 度 折 减 系 数 与 普 通 混 凝 土 的 疲 劳 强 度 折 减 系 数 无 明 显 差 别, 所 以 本 规 范 将 普 通 混 凝 土 的 疲 劳 强 度 修 正 系 数 扩 大 应 用 于 高 强 混 凝 土, 且 与 试 验 结 果 符 合 较 好 根 据 疲 劳 专 题 研 究 的 试 验 结 果, 本 规 范 增 列 了 高 强 混 凝 土 的 疲 劳 变 形 模 量 疲 劳 指 标 ( 包 括 混 凝 土 疲 劳 强 度 设 计 值 混 凝 土 疲 劳 变 形 模 量 和 钢 筋 疲 劳 应 力 幅 第 14 页

15 限 值 ) 是 指 等 幅 疲 劳 二 百 万 次 的 指 标, 不 包 括 变 幅 疲 劳 4.2 钢 筋 本 规 范 在 钢 筋 方 面 提 倡 用 HRB400 级 ( 即 新 Ⅲ 级 ) 钢 筋 作 为 我 国 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 主 力 钢 筋 ; 用 高 强 的 预 应 力 钢 绞 线 钢 丝 作 为 我 国 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 主 力 钢 筋, 推 进 在 我 国 工 程 实 践 中 提 升 钢 筋 的 强 度 等 级 原 规 范 颁 布 实 施 以 来, 混 凝 土 结 构 用 钢 筋 钢 丝 钢 绞 线 的 品 种 和 性 能 有 了 进 一 步 的 发 展, 研 制 开 发 成 功 了 一 批 钢 筋 新 品 种, 对 原 有 钢 筋 标 准 进 行 修 订 主 要 变 动 有 : 以 屈 服 点 为 400N/mm 2 的 钢 筋 替 代 原 屈 服 点 为 370N/mm 2 的 钢 筋 ; 调 整 了 预 应 力 混 凝 土 用 钢 丝 钢 绞 线 的 品 种 和 性 能 本 规 范 所 依 据 的 钢 筋 标 准 项 次 钢 筋 种 类 标 准 代 号 1 热 轧 钢 筋 GB GB GB 预 应 力 钢 丝 GB/T 预 应 力 钢 绞 线 GB/T 热 处 理 钢 筋 GB 表 中 所 列 预 应 力 钢 丝 包 括 了 原 规 范 中 的 消 除 应 力 的 光 面 碳 素 钢 丝 及 新 列 入 的 螺 旋 肋 钢 丝 及 三 面 刻 痕 钢 丝 近 年 来, 我 国 强 度 高 性 能 好 的 预 应 力 钢 筋 ( 钢 丝 钢 绞 线 ) 已 可 充 分 供 应, 故 冷 拔 低 碳 钢 丝 和 冷 拉 钢 筋 不 再 列 入 本 规 范, 冷 轧 带 肋 钢 筋 和 冷 轧 扭 钢 筋 亦 因 已 有 专 门 规 程 而 不 再 列 入 本 规 范 不 列 入 本 规 范 不 是 不 允 许 使 用 这 些 钢 筋, 而 是 使 用 冷 拔 低 碳 钢 丝 冷 轧 带 肋 钢 筋 冷 轧 扭 钢 筋 和 焊 接 钢 筋 网 时, 应 符 合 专 门 规 程 冷 拔 钢 丝 预 应 力 混 凝 土 构 件 设 计 与 施 工 规 程 JGJ19 冷 轧 带 肋 钢 筋 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 JGJ95 冷 轧 扭 钢 筋 混 凝 土 构 件 技 术 规 程 JGJ115 和 钢 筋 焊 接 网 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 JGJ/T114 的 规 定 使 用 冷 拉 钢 筋 时, 其 冷 拉 后 的 钢 筋 强 度 采 用 原 规 范 (1996 局 部 修 订 ) 的 规 定 根 据 说 明 中 列 出 的 钢 筋 标 准, 对 钢 筋 种 类, 规 格 和 强 度 标 准 值 相 应 作 了 修 改 HPB235 级 钢 筋 HRB400 级 钢 筋 的 设 计 值 按 原 规 范 取 用 HRB 335 级 钢 筋 的 强 度 设 计 值 改 为 300N/m 2, 使 这 三 个 级 别 钢 筋 的 材 料 分 项 系 数 γ s 取 值 相 一 致, 都 取 为 1.10 对 预 应 力 用 钢 丝 钢 绞 线 和 热 处 理 钢 筋, 原 规 范 取 用 0.8σ b (σ b 为 钢 筋 国 家 标 准 第 15 页

16 的 极 限 抗 拉 强 度 ) 作 为 条 件 屈 服 点, 本 规 范 改 为 0.85σ b, 以 与 钢 筋 的 国 家 标 准 相 一 致 钢 筋 材 料 分 项 系 数 γ s 取 用 1.2 例 如 f ptk =1770N/mm 2 的 预 应 力 钢 丝, 强 度 设 计 值 f py = /1.2=1253N/mm 2, 取 整 为 1250N/mm 2, 较 原 规 范 (1996 局 部 修 订 ) 的 1200N/mm 2 提 高 约 4% 根 据 国 内 外 的 疲 劳 试 验 的 资 料 表 明 : 影 响 钢 筋 疲 劳 强 度 的 主 要 因 素 为 钢 筋 疲 f f 劳 应 力 幅, 即 σ -σ, 所 以 本 规 范 根 据 原 规 范 的 钢 筋 疲 劳 强 度 设 计 值, 给 出 考 虑 max min 应 力 比 的 钢 筋 疲 劳 应 力 幅 限 值 钢 绞 线 的 疲 劳 应 力 幅 限 值 是 这 次 新 增 加 的 内 容, 主 要 参 考 了 我 国 铁 路 桥 涵 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 TB 该 规 范 中 规 定 的 疲 劳 应 力 幅 限 值 为 140N/mm 2, 其 试 验 依 据 为 f ptk =1860N/mm 2 的 高 强 钢 绞 线, 考 虑 到 本 规 范 中 钢 绞 线 强 度 还 有 f ptk =1570N/mm 2 的 等 级 以 及 预 应 力 钢 筋 在 曲 线 管 道 中 等 因 素 的 影 响, 故 采 用 偏 安 全 的 表 中 的 限 值 普 通 钢 筋 疲 劳 应 力 幅 限 值 表 中 的 空 缺, 是 因 为 尚 缺 乏 有 关 的 试 验 数 据 第 16 页

17 5 结 构 分 析 本 章 为 新 增 内 容, 弥 补 了 我 国 历 来 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 中 结 构 分 析 内 容 方 面 的 不 足 所 列 条 款 反 映 了 我 国 混 凝 土 结 构 的 设 计 现 状 工 程 经 验 和 试 验 研 究 等 方 面 所 取 得 的 进 展, 同 时 也 参 考 了 国 外 标 准 规 范 的 相 关 内 容 本 规 范 只 列 入 了 结 构 分 析 的 基 本 原 则 和 各 种 分 析 方 法 的 应 用 条 件 各 种 结 构 分 析 方 法 的 具 体 内 容 在 有 关 标 准 中 有 更 详 尽 的 规 定 时, 可 遵 照 执 行 5.1 基 本 原 则 在 所 有 的 情 况 下 均 应 对 结 构 的 整 体 进 行 分 析 结 构 中 的 重 要 部 位 形 状 突 变 部 位 以 及 内 力 和 变 形 有 异 常 变 化 的 部 分 ( 例 如 较 大 孔 洞 周 围 节 点 及 其 附 近 支 座 和 集 中 荷 载 附 近 等 ), 必 要 时 应 另 作 更 详 细 的 局 部 分 析 对 结 构 的 两 种 极 限 状 态 进 行 结 构 分 析 时, 应 采 取 相 应 的 荷 载 组 合 结 构 在 不 同 的 工 作 阶 段, 例 如 预 制 构 件 的 制 作 运 输 和 安 装 阶 段, 结 构 的 施 工 期 检 修 期 和 使 用 期 等, 以 及 出 现 偶 然 事 故 的 情 况 下, 都 可 能 出 现 多 种 不 利 的 受 力 状 况, 应 分 别 进 行 结 构 分 析, 并 确 定 其 可 能 最 不 利 的 作 用 效 应 组 合 结 构 分 析 应 以 结 构 的 实 际 工 作 状 况 和 受 力 条 件 为 依 据 结 构 分 析 的 结 果 应 有 相 应 的 构 造 措 施 作 保 证 例 如 : 固 定 端 和 刚 节 点 的 承 受 弯 矩 能 力 和 对 变 形 的 限 制 ; 塑 性 铰 的 充 分 转 动 能 力 ; 适 筋 截 面 的 配 筋 率 或 压 区 相 对 高 度 的 限 制 等 结 构 分 析 方 法 应 有 可 靠 的 依 据 和 足 够 的 计 算 准 确 程 度 所 有 结 构 分 析 方 法 的 建 立 都 基 于 三 类 基 本 方 程, 即 力 学 平 衡 方 程 变 形 协 调 ( 几 何 ) 条 件 和 本 构 ( 物 理 ) 关 系 其 中 力 学 平 衡 条 件 必 须 满 足 ; 变 形 协 调 条 件 对 有 些 方 法 不 能 严 格 符 合, 但 应 在 不 同 程 度 上 予 以 满 足 ; 本 构 关 系 则 需 合 理 地 选 用 现 有 的 结 构 分 析 方 法 可 归 纳 为 五 类 各 类 方 法 的 主 要 特 点 和 应 用 范 围 如 下 : 1 线 弹 性 分 析 方 法 是 最 基 本 和 最 成 熟 的 结 构 分 析 方 法, 也 是 其 他 分 析 方 法 的 基 础 和 特 例 它 适 用 于 分 析 一 切 形 式 的 结 构 和 验 算 结 构 的 两 种 极 限 状 态 至 今, 国 内 外 的 大 部 分 混 凝 土 结 构 的 设 计 仍 基 于 此 方 法 结 构 内 力 的 线 弹 性 分 析 和 截 面 承 载 力 的 极 限 状 态 设 计 相 结 合, 实 用 上 简 易 可 行 按 此 设 计 的 结 构, 其 承 载 力 一 般 偏 于 安 全 少 数 结 构 因 混 凝 土 开 裂 部 分 的 刚 度 减 小 而 发 生 内 力 重 分 布, 可 能 影 响 其 他 部 分 的 开 裂 和 变 形 状 况 考 虑 到 混 凝 土 结 构 开 裂 后 的 刚 度 减 小, 对 梁 柱 构 件 分 别 取 用 不 等 的 折 减 刚 度 第 17 页

18 值, 但 各 构 件 ( 截 面 ) 刚 度 不 随 荷 载 效 应 的 大 小 而 变 化, 则 结 构 的 内 力 和 变 形 仍 可 采 用 线 弹 性 方 法 进 行 分 析 2 考 虑 塑 性 内 力 重 分 布 的 分 析 方 法 设 计 超 静 定 混 凝 土 结 构, 具 有 充 分 发 挥 结 构 潜 力 节 约 材 料 简 化 设 计 和 方 便 施 工 等 优 点 3 塑 性 极 限 分 析 方 法 又 称 塑 性 分 析 法 或 极 限 平 衡 法 此 法 在 我 国 主 要 用 于 周 边 有 梁 或 墙 支 承 的 双 向 板 设 计 工 程 设 计 和 施 工 实 践 经 验 证 明, 按 此 法 进 行 计 算 和 构 造 设 计 简 便 易 行, 可 保 证 安 全 4 非 线 性 分 析 方 法 以 钢 筋 混 凝 土 的 实 际 力 学 性 能 为 依 据, 引 入 相 应 的 非 线 性 本 构 关 系 后, 可 准 确 地 分 析 结 构 受 力 全 过 程 的 各 种 荷 载 效 应, 而 且 可 以 解 决 一 切 体 形 和 受 力 复 杂 的 结 构 分 析 问 题 这 是 一 种 先 进 的 分 析 方 法, 已 经 在 国 内 外 一 些 重 要 结 构 的 设 计 中 采 用, 并 不 同 程 度 地 纳 入 国 外 的 一 些 主 要 设 计 规 范 但 这 种 分 析 方 法 比 较 复 杂, 计 算 工 作 量 大, 各 种 非 线 性 本 构 关 系 尚 不 够 完 善 和 统 一, 至 今 应 用 范 围 仍 然 有 限, 主 要 用 于 重 大 结 构 工 程 如 水 坝 核 电 站 结 构 等 的 分 析 和 地 震 下 的 结 构 分 析 5 结 构 或 其 部 分 的 体 形 不 规 则 和 受 力 状 态 复 杂, 又 无 恰 当 的 简 化 分 析 方 法 时, 可 采 用 试 验 分 析 方 法 例 如 剪 力 墙 及 其 孔 洞 周 围, 框 架 和 桁 架 的 主 要 节 点, 构 件 的 疲 劳, 平 面 应 变 状 态 的 水 坝 等 结 构 设 计 中 采 用 电 算 分 析 的 日 益 增 多, 商 业 的 和 自 编 的 电 算 程 序 都 必 须 保 证 其 运 算 的 可 靠 性 而 且, 每 一 项 电 算 的 结 果 都 应 作 必 要 的 判 断 和 校 核 5.2 线 弹 性 分 析 方 法 由 长 度 大 于 3 倍 截 面 高 度 的 构 件 所 组 成 的 结 构, 可 按 杆 系 结 构 进 行 分 析 这 里 所 列 的 简 化 假 设 是 多 年 工 程 经 验 证 实 可 行 的 有 些 情 况 下 需 另 作 考 虑, 例 如 有 些 空 间 结 构 体 系 不 能 或 不 宜 于 分 解 为 平 面 结 构 分 析, 高 层 建 筑 结 构 不 能 忽 略 轴 力 剪 力 产 生 的 杆 件 变 形 对 结 构 内 力 的 影 响, 细 长 和 柔 性 的 结 构 或 杆 件 要 考 虑 二 阶 效 应 等 计 算 图 形 宜 根 据 结 构 的 实 际 形 状 构 件 的 受 力 和 变 形 状 况 构 件 间 的 连 接 和 支 承 条 件 以 及 各 种 构 造 措 施 等, 作 合 理 的 简 化 例 如, 支 座 或 柱 底 的 固 定 端 应 有 相 应 的 构 造 和 配 筋 作 保 证 ; 有 地 下 室 的 建 筑 底 层 柱, 其 固 定 端 的 位 置 还 取 决 于 底 板 ( 梁 ) 的 刚 度 ; 节 点 连 接 构 造 的 整 体 性 决 定 其 按 刚 接 或 铰 接 考 虑 等 按 构 件 全 截 面 计 算 截 面 惯 性 矩 时, 既 不 计 钢 筋 的 换 算 面 积, 也 不 扣 除 预 应 力 钢 筋 孔 道 等 的 面 积 T 形 截 面 梁 的 惯 性 矩 值 按 截 面 矩 形 部 分 面 积 的 惯 性 矩 进 行 修 正, 比 给 定 翼 缘 有 效 第 18 页

19 宽 度 进 行 计 算 更 为 简 捷 计 算 框 架 在 使 用 阶 段 的 侧 移 时, 构 件 刚 度 折 减 系 数 的 取 值 参 见 钢 筋 混 凝 土 连 续 梁 和 框 架 考 虑 内 力 重 分 布 设 计 规 程 CECS51: 电 算 程 序 一 般 按 准 确 分 析 方 法 编 制, 简 化 分 析 方 法 适 合 于 手 算 各 种 结 构 体 系 和 不 同 支 承 条 件 荷 载 状 况 的 双 向 板 都 可 采 用 线 弹 性 方 法 分 析 结 构 体 系 布 置 规 则 的 双 向 板, 按 周 边 支 承 板 和 板 柱 体 系 两 种 情 况, 分 别 采 用 第 条 和 第 条 所 列 方 法 进 行 计 算, 更 为 简 捷 方 便 二 维 和 三 维 结 构 通 过 力 学 分 析 或 模 型 试 验 可 获 得 内 部 应 力 分 布, 但 不 是 截 面 内 力 ( 弯 矩 轴 力 剪 力 扭 矩 ), 其 承 载 能 力 极 限 状 态 宜 由 受 拉 区 配 设 钢 筋 和 受 压 区 验 算 混 凝 土 多 轴 强 度 作 保 证 前 者 参 见 水 工 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 DL/T5057, 但 一 般 不 考 虑 混 凝 土 的 抗 拉 强 度, 后 者 见 本 规 范 附 录 C 结 构 的 线 弹 性 应 力 分 析 与 配 筋 的 极 限 状 态 计 算 相 结 合, 其 承 载 力 设 计 结 果 偏 于 安 全 5.3 其 他 分 析 方 法 弯 矩 调 幅 法 是 钢 筋 混 凝 土 结 构 考 虑 塑 性 内 力 重 分 布 分 析 方 法 中 的 一 种 该 方 法 计 算 简 便, 已 在 我 国 广 为 应 用 多 年 弯 矩 调 幅 法 的 原 则 方 法 和 设 计 参 数 等 参 见 钢 筋 混 凝 土 连 续 梁 和 框 架 考 虑 内 力 重 分 布 设 计 规 程 CECS51:93, 但 应 注 意 应 用 这 种 方 法 的 限 制 条 件 周 边 有 梁 或 墙 支 承 的 钢 筋 混 凝 土 双 向 板, 可 采 用 塑 性 铰 线 法 ( 极 限 分 析 的 上 限 解 ) 进 行 分 析, 根 据 板 的 极 限 平 衡 基 本 方 程 和 两 方 向 单 位 极 限 弯 矩 的 比 值, 依 次 计 算 各 区 格 板 的 弯 矩 值 或 者 直 接 利 用 相 应 的 计 算 图 表 确 定 弯 矩 值 条 带 法 是 极 限 分 析 的 下 限 解, 已 知 荷 载 即 可 根 据 平 衡 条 件 确 定 板 的 弯 矩 设 计 值, 按 此 法 设 计 总 是 偏 于 安 全 的 结 构 布 置 规 则 的 板 柱 体 系 可 直 接 采 用 弯 矩 系 数 法 计 算 柱 上 板 带 和 跨 中 板 带 的 各 支 座 和 跨 中 截 面 的 弯 矩 值 当 结 构 布 置 不 规 则 时, 可 将 计 算 图 形 取 为 平 面 等 代 框 架 进 行 分 析, 再 按 柱 上 板 带 和 跨 中 板 带 分 配 各 支 座 和 跨 中 截 面 的 弯 矩 值 杆 系 ( 一 维 ) 结 构 和 二 三 维 结 构 的 非 线 性 分 析 可 根 据 结 构 的 类 型 和 形 状, 要 求 的 计 算 精 度 等, 选 择 分 析 方 法 应 根 据 情 况 采 用 不 同 的 离 散 尺 度 ; 确 定 相 应 的 本 构 关 系, 如 一 点 的 应 力 - 应 变 关 系 杆 件 截 面 的 弯 矩 - 曲 率 关 系 杆 件 的 内 力 - 变 形 关 系 不 同 形 状 有 限 单 元 的 本 构 关 系 等, 并 以 此 为 基 础 推 导 基 本 方 程 和 确 定 计 算 过 程 进 行 结 构 非 线 性 分 析 时, 其 各 部 尺 寸 和 材 料 性 能 指 标 必 须 预 先 设 定 若 采 用 的 混 凝 土 和 钢 筋 的 材 料 性 能 指 标 ( 如 强 度 弹 性 模 量 峰 值 应 变 和 屈 服 应 变 ), 或 者 二 者 第 19 页

20 的 性 能 比 与 实 际 结 构 中 的 相 应 值 有 差 别 时, 受 力 全 过 程 的 计 算 结 果, 包 括 结 构 的 应 力 分 布 变 形 破 坏 形 态 和 极 限 荷 载 等 都 会 产 生 不 同 程 度 的 偏 差 在 确 定 混 凝 土 和 钢 筋 的 材 料 本 构 关 系 和 强 度 变 形 值 时, 宜 事 先 进 行 试 验 测 定 无 试 验 条 件 时, 可 采 用 经 过 验 证 的 数 学 模 型 ( 如 附 录 C), 其 参 数 值 应 经 过 标 定 或 有 可 靠 依 据 材 料 的 强 度 和 特 征 变 形 值 宜 取 平 均 值, 可 按 附 录 C 的 公 式 计 算 或 表 列 值 采 用 与 材 料 性 能 指 标 的 取 值 相 适 应, 当 验 算 结 构 的 承 载 能 力 极 限 状 态 时, 应 将 荷 载 效 应 的 基 本 组 合 设 计 值 乘 以 修 正 系 数, 其 数 值 根 据 结 构 或 构 件 的 受 力 特 点 和 破 坏 形 态 确 定, 但 不 宜 小 于 下 值 : 受 拉 钢 筋 控 制 破 坏 ( 如 轴 拉 受 弯 偏 拉 大 偏 压 等 ) 1.4; 受 压 混 凝 土 或 斜 截 面 控 制 破 坏 ( 如 轴 压 小 偏 压 受 剪 受 扭 等 ) 1.9 验 算 正 常 使 用 极 限 状 态 时, 可 取 荷 载 效 应 的 标 准 组 合, 一 般 不 作 修 正 结 构 分 析 中 的 应 力 应 变 曲 率 变 形 裂 缝 间 距 和 宽 度 等 都 可 取 为 一 定 长 度 或 面 积 范 围 内 的 平 均 值, 以 简 化 计 算 混 凝 土 受 拉 开 裂 后, 在 确 定 构 件 的 变 形 ( 曲 率 ) 和 刚 度 时, 宜 考 虑 混 凝 土 的 受 拉 刚 化 效 应 结 构 非 线 性 分 析 的 电 算 程 序, 除 了 严 格 进 行 理 论 考 证 外, 还 应 有 一 定 的 试 验 验 证 混 凝 土 结 构 的 试 验 应 经 专 门 的 设 计 对 试 件 的 形 状 尺 寸 和 数 量, 材 料 的 品 种 和 性 能 指 标, 支 承 和 边 界 条 件, 加 载 的 方 式 数 值 和 过 程, 量 测 项 目 和 测 点 布 置 等 作 出 周 密 考 虑, 以 确 保 试 验 结 果 的 有 效 和 准 确 在 结 构 的 试 验 过 程 中, 对 量 测 并 记 录 的 各 种 数 据 和 现 象 应 及 时 整 理 和 判 断 试 验 结 束 后 应 进 行 分 析 和 计 算 以 确 定 试 件 的 各 项 性 能 指 标 值 和 所 需 的 设 计 参 数 值, 并 对 试 验 的 准 确 度 作 出 估 计, 引 出 合 理 的 结 论 混 凝 土 的 温 度 - 湿 度 变 形 和 收 缩 徐 变 等 因 素 主 要 影 响 结 构 的 正 常 使 用 极 限 状 态 和 耐 久 性, 对 结 构 承 载 能 力 极 限 状 态 的 影 响 较 小, 必 要 时 需 加 分 析 和 验 算 温 度 应 力 分 析 参 见 水 工 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 DL/T 5057 第 20 页

21 6 预 应 力 混 凝 土 结 构 构 件 计 算 要 求 6.1 一 般 规 定 预 应 力 混 凝 土 构 件 对 于 承 载 能 力 极 限 状 态 下 的 荷 载 效 应 基 本 组 合 及 对 于 正 常 使 用 极 限 状 态 下 荷 载 效 应 的 标 准 组 合 ( 原 规 范 的 短 期 效 应 组 合 ) 和 准 永 久 组 合 ( 长 期 效 应 组 合 ), 是 根 据 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB 的 有 关 规 定 并 加 入 了 预 应 力 效 应 项 而 确 定 的 预 应 力 效 应 设 计 值 将 在 本 规 范 有 关 章 节 计 算 公 式 中 具 体 给 出 预 应 力 效 应 包 括 预 加 力 产 生 的 次 弯 矩 次 剪 力 在 承 载 能 力 极 限 状 态 下, 预 应 力 作 用 分 项 系 数 应 按 预 应 力 作 用 的 有 利 或 不 利, 分 别 取 1.0 或 1.2 当 不 利 时, 如 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 构 件 锚 头 局 压 区 的 张 拉 控 制 力, 预 应 力 作 用 分 项 系 数 应 取 1.2 在 正 常 使 用 极 限 状 态 下, 预 应 力 作 用 分 项 系 数 通 常 取 1.0 以 上 保 留 了 原 规 范 的 规 定, 并 注 意 了 与 国 外 有 关 规 范 的 协 调 对 承 载 能 力 极 限 状 态, 当 预 应 力 效 应 列 为 公 式 左 端 项 参 与 荷 载 效 应 组 合 时, 根 据 工 程 经 验, 对 参 与 组 合 的 预 应 力 效 应 项, 通 常 取 结 构 重 要 性 系 数 γ 0 = 本 条 采 用 了 配 置 预 应 力 钢 筋 及 非 预 应 力 普 通 钢 筋 的 混 合 配 筋 设 计 方 法, 以 及 部 分 预 应 力 混 凝 土 的 设 计 原 理 后 张 法 预 应 力 钢 筋 的 张 拉 控 制 应 力 值 σ con 的 限 值 对 消 除 应 力 钢 丝 钢 绞 线 比 原 规 范 提 高 了 0.05f ptk 原 因 是 张 拉 过 程 中 的 高 应 力 在 预 应 力 锚 固 后 降 低 很 快, 以 及 这 类 钢 筋 的 材 质 较 稳 定, 因 而 一 般 不 会 引 起 预 应 力 钢 筋 在 张 拉 过 程 中 拉 断 的 事 故 目 前 国 内 已 有 不 少 单 位 采 用 比 原 规 范 限 值 高 的 σ con 国 外 一 些 规 范, 如 美 国 ACI318 规 范 的 σ con 限 值 也 较 高 所 以 为 了 提 高 预 应 力 钢 筋 的 经 济 效 益,σ con 的 限 值 可 适 当 提 高 但 是 σ con 增 大 后 会 增 加 预 应 力 损 失 值, 因 此 合 适 的 张 拉 控 制 应 力 值 应 根 据 构 件 的 具 体 情 况 确 定 在 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 超 静 定 结 构 中 存 在 支 座 等 多 余 约 束 当 预 加 力 对 超 静 定 梁 引 起 的 结 构 变 形 受 到 支 座 约 束 时, 将 产 生 支 座 反 力, 并 由 该 反 力 产 生 次 弯 矩 M 2, 使 预 应 力 钢 筋 的 轴 线 与 压 力 线 不 一 致 因 此, 在 计 算 由 预 加 力 在 截 面 中 产 生 的 混 凝 土 法 向 应 力 时, 应 考 虑 该 次 弯 矩 M 2 的 影 响 约 束 构 件 如 柱 子 或 墙 对 梁 板 预 应 力 效 果 的 不 利 影 响, 宜 在 设 计 中 采 取 适 当 措 施 予 以 解 决 当 预 应 力 混 凝 土 构 件 配 置 非 预 应 力 钢 筋 时, 由 于 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 的 影 响, 第 21 页

22 会 在 这 些 非 预 应 力 钢 筋 中 产 生 内 力 这 些 内 力 减 少 了 受 拉 区 混 凝 土 的 法 向 预 压 应 力, 使 构 件 的 抗 裂 性 能 降 低, 因 而 计 算 时 应 考 虑 这 种 影 响 为 简 化 计 算, 假 定 非 预 应 力 钢 筋 的 应 力 取 等 于 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 引 起 的 预 应 力 损 失 值 但 严 格 地 说, 这 种 简 化 计 算 当 预 应 力 钢 筋 和 非 预 应 力 钢 筋 重 心 位 置 不 重 合 时 是 有 一 定 误 差 的 6.1.7~ 通 常 对 预 应 力 钢 筋 由 于 布 置 上 几 何 偏 心 引 起 的 内 弯 矩 N p e pn 以 M 1 表 示, 由 该 弯 矩 对 连 续 梁 引 起 的 支 座 反 力 称 为 次 反 力, 由 次 反 力 对 梁 引 起 的 弯 矩 称 为 次 弯 矩 M 2 在 预 应 力 混 凝 土 超 静 定 梁 中, 由 预 加 力 对 任 一 截 面 引 起 的 总 弯 矩 M r 为 内 弯 矩 M 1 与 次 弯 矩 M 2 之 和, 即 M r =M 1 +M 2 国 内 外 学 者 对 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 的 试 验 研 究 表 明, 对 预 应 力 混 凝 土 超 静 定 结 构, 在 进 行 正 截 面 和 斜 截 面 抗 裂 验 算 时, 应 计 入 预 应 力 次 弯 矩 次 剪 力 对 截 面 内 力 的 影 响, 次 弯 矩 和 次 剪 力 的 预 应 力 分 项 系 数 取 1.0 在 正 截 面 抗 裂 验 算 中, 为 计 及 次 弯 矩 的 作 用, 可 近 似 取 预 加 力 ( 扣 除 相 应 阶 段 预 应 力 损 失 后 并 考 虑 非 预 应 力 钢 筋 影 响 ) 的 等 效 荷 载 在 结 构 截 面 引 起 的 总 弯 矩 进 行 计 算 在 进 行 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 时, 在 弯 矩 设 计 值 中 次 弯 矩 应 参 与 组 合 ; 在 进 行 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 时, 在 剪 力 设 计 值 中 次 剪 力 应 参 与 组 合 当 参 与 组 合 的 次 弯 矩 次 剪 力 对 结 构 不 利 时, 预 应 力 分 项 系 数 取 1.2; 对 结 构 有 利 时 取 1.0 近 些 年 来, 国 内 开 展 了 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 内 力 重 分 布 的 试 验 研 究, 并 探 讨 次 弯 矩 存 在 对 内 力 重 分 布 的 影 响 这 些 试 验 规 律 为 制 定 本 条 款 提 供 了 依 据 据 上 述 试 验 研 究 及 有 关 文 献 的 分 析 和 建 议, 对 存 在 次 弯 矩 的 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 超 静 定 结 构, 其 弯 矩 重 分 布 规 律 可 描 述 为 :(1-β)M d +αm 2 M u, 其 中, 为 次 弯 矩 消 失 系 数 直 接 弯 矩 的 调 幅 系 数 定 义 为 :β=1-m a /M d, 此 处,M a 为 调 整 后 的 弯 矩 值,M d 为 按 弹 性 分 析 算 得 的 荷 载 弯 矩 设 计 值 ; 它 的 变 化 幅 度 是 :0 β β max, 此 处,β max 为 最 大 调 幅 系 数 次 弯 矩 随 结 构 构 件 刚 度 改 变 和 塑 性 铰 转 动 而 逐 步 消 失, 它 的 变 化 幅 度 是 :0 α 1.0, 且 当 β=0 时, 取 α=1.0; 当 β=β max 时, 可 取 α 接 近 为 0 且 β 可 取 其 正 值 或 负 值, 当 取 β 为 正 值 时, 表 示 支 座 处 的 直 接 弯 矩 向 跨 中 调 幅 ; 当 取 β 为 负 值 时, 表 示 跨 中 的 直 接 弯 矩 向 支 座 处 调 幅 在 上 述 试 验 结 果 与 分 析 研 究 的 基 础 上, 规 定 对 预 应 力 混 凝 土 框 架 梁 及 连 续 梁 在 重 力 荷 载 作 用 下, 当 受 压 区 高 度 x 0.30h 0 时, 可 允 许 有 限 量 的 弯 矩 重 分 配, 其 调 幅 值 最 大 不 得 超 过 10%; 同 时 可 考 虑 次 弯 矩 对 截 面 内 力 的 影 响, 但 总 调 幅 值 不 宜 超 过 20% 对 刻 痕 钢 丝 螺 旋 肋 钢 丝 三 股 和 七 股 钢 绞 线 的 预 应 力 传 递 长 度, 均 在 原 规 范 规 定 的 预 应 力 传 递 长 度 的 基 础 上, 根 据 试 验 研 究 结 果 作 了 调 整, 并 采 用 公 式 由 其 第 22 页

23 有 效 预 应 力 值 计 算 预 应 力 传 递 长 度 预 应 力 钢 筋 传 递 长 度 的 外 形 系 数 取 决 于 与 锚 固 有 关 的 钢 筋 的 外 形 ~ 为 确 保 预 应 力 混 凝 土 结 构 在 施 工 阶 段 的 安 全, 明 确 规 定 了 在 施 工 阶 段 应 进 行 承 载 能 力 极 限 状 态 验 算 对 截 面 边 缘 的 混 凝 土 法 向 应 力 的 限 值 条 件, 是 根 据 国 内 外 相 关 规 范 校 准 并 吸 取 国 内 的 工 程 设 计 经 验 而 得 的 其 中, 对 混 凝 土 法 向 应 力 的 限 值, 均 按 与 各 施 工 阶 段 混 凝 土 抗 压 强 度 f cu 相 应 的 抗 拉 强 度 及 抗 压 强 度 标 准 值 表 示 对 预 拉 区 纵 向 钢 筋 的 配 筋 率 取 值, 原 则 上 与 本 规 范 第 条 的 最 小 配 筋 率 相 一 致 对 先 张 法 及 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 受 剪 承 载 力 受 扭 承 载 力 及 裂 缝 宽 度 计 算, 均 需 用 到 混 凝 土 法 向 预 应 力 为 零 时 的 预 应 力 钢 筋 合 力 N p0, 故 此 作 了 规 定 6.2 预 应 力 损 失 值 计 算 预 应 力 混 凝 土 用 钢 丝 钢 绞 线 的 应 力 松 弛 试 验 表 明, 应 力 松 弛 损 失 值 与 钢 丝 的 初 始 应 力 值 和 极 限 强 度 有 关 表 中 给 出 的 普 通 松 弛 和 低 松 弛 预 应 力 钢 丝 钢 绞 线 的 松 弛 损 失 值 计 算 公 式, 是 按 钢 筋 标 准 GB/T 5223 及 GB/T 5224 中 规 定 的 数 值 综 合 成 统 一 的 公 式, 以 便 于 应 用 当 σ con /f ptk 0.5 时, 实 际 的 松 弛 损 失 值 已 很 小, 为 简 化 计 算 取 松 弛 损 失 值 为 零 热 处 理 钢 筋 的 应 力 松 弛 损 失 值, 根 据 现 有 的 少 量 试 验 资 料 看, 取 规 范 规 定 的 松 弛 损 失 值 是 偏 于 安 全 的, 待 今 后 进 行 系 统 试 验 后 可 再 作 更 为 精 确 的 规 定 锚 固 阶 段 张 拉 端 预 应 力 筋 的 内 缩 量 允 许 值, 原 规 范 对 带 螺 帽 的 锚 具 钢 丝 束 的 镦 头 锚 具 钢 丝 束 的 钢 质 锥 形 锚 具 JM12 锚 具 及 单 根 冷 拔 低 碳 钢 丝 的 锥 形 锚 夹 具 作 了 规 定, 但 不 能 包 括 所 有 的 锚 具 现 根 据 锚 固 原 理 的 不 同, 将 锚 具 分 为 支 承 式 锥 塞 式 和 夹 片 式 三 类, 对 每 类 作 出 规 定 在 原 规 范 中, 未 给 出 QM XM OVM 等 群 锚 的 锚 具 变 形 和 钢 筋 内 缩 值 而 这 些 锚 具 及 JM 锚 具 均 属 于 夹 片 式 锚 具, 故 本 次 修 订 按 有 顶 压 或 无 顶 压 分 别 给 出 了 该 类 锚 具 的 规 定 值 预 应 力 钢 筋 与 孔 道 壁 之 间 的 摩 擦 引 起 的 预 应 力 损 失, 包 括 沿 孔 道 长 度 上 局 部 位 置 偏 移 和 曲 线 弯 道 摩 擦 影 响 两 部 分 在 计 算 公 式 中,x 值 为 从 张 拉 端 至 计 算 截 面 的 孔 道 长 度, 但 在 实 际 工 程 中, 构 件 的 高 度 和 长 度 相 比 常 很 小, 为 简 化 计 算, 可 近 似 取 该 段 孔 道 在 纵 轴 上 的 投 影 长 度 代 替 孔 道 长 度 ;θ 值 应 取 从 张 拉 端 至 计 算 截 面 的 长 度 上 预 应 力 钢 筋 弯 起 角 ( 以 弧 度 计 ) 之 和 第 23 页

24 研 究 表 明, 孔 道 局 部 偏 差 的 摩 擦 系 数 k 值 与 下 列 因 素 有 关 : 预 应 力 钢 筋 的 表 面 形 状 ; 孔 道 成 型 的 质 量 状 况 ; 预 应 力 钢 筋 接 头 的 外 形 ; 预 应 力 钢 筋 与 孔 壁 的 接 触 程 度 ( 孔 道 的 尺 寸, 预 应 力 钢 筋 与 孔 壁 之 间 的 间 隙 数 值 和 预 应 力 钢 筋 在 孔 道 中 的 偏 心 距 数 值 情 况 ) 等 在 曲 线 预 应 力 钢 筋 摩 擦 损 失 中, 预 应 力 钢 筋 与 曲 线 弯 道 之 间 摩 擦 引 起 的 损 失 是 控 制 因 素 根 据 国 内 的 试 验 研 究 资 料 及 多 项 工 程 的 实 测 数 据, 并 参 考 国 外 规 范 的 规 定, 补 充 了 预 埋 金 属 波 纹 管 预 埋 钢 管 孔 道 的 摩 擦 影 响 系 数 当 有 可 靠 的 试 验 数 据 时, 本 规 范 表 所 列 系 数 值 可 根 据 实 测 数 据 确 定 根 据 国 内 对 混 凝 土 收 缩 徐 变 的 试 验 研 究 表 明, 应 考 虑 预 应 力 钢 筋 和 非 预 应 力 钢 筋 配 筋 率 对 σ 15 值 的 影 响, 其 影 响 可 通 过 构 件 的 总 配 筋 率 ρ(ρ=ρ p +ρ s ) 反 映 在 公 式 ( ) 至 ( ) 中, 分 别 给 出 先 张 法 和 后 张 法 两 类 构 件 受 拉 区 及 受 压 区 预 应 力 钢 筋 处 的 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 引 起 的 预 应 力 损 失 公 式 中 反 映 了 上 述 各 项 因 素 的 影 响, 此 计 算 方 法 比 仅 按 预 应 力 钢 筋 合 力 点 处 的 混 凝 土 法 向 预 应 力 计 算 预 应 力 损 失 的 方 法 更 为 合 理 本 次 修 订 考 虑 到 现 浇 后 张 预 应 力 混 凝 土 施 加 预 应 力 的 时 间 比 28d 龄 期 有 所 提 前 等 因 素, 对 上 述 收 缩 和 徐 变 计 算 公 式 中 的 有 关 项 在 数 值 上 作 了 调 整 调 整 的 依 据 为 : 预 加 力 时 混 凝 土 龄 期, 先 张 法 取 7d, 后 张 法 取 14d; 理 论 厚 度 均 取 200mm; 预 加 力 后 至 使 用 荷 载 作 用 前 延 续 的 时 间 取 1 年, 并 与 附 录 E 计 算 结 果 进 行 校 核 得 出 同 时, 删 去 了 原 规 范 中 构 件 从 预 加 应 力 时 起 至 承 受 外 荷 载 的 时 间 对 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 损 失 值 影 响 的 系 数 β 的 计 算 公 式 第 24 页

25 7 承 载 能 力 极 限 状 态 计 算 7.1 正 截 面 承 载 力 计 算 的 一 般 规 定 明 确 指 出 了 本 章 第 7.1 节 至 7.4 节 的 适 用 条 件, 同 时, 指 出 了 深 受 弯 构 件 应 按 本 规 范 第 10.7 节 的 规 定 计 算 7.1.2~ 对 正 截 面 承 载 力 计 算 方 法 的 基 本 假 定 作 了 具 体 规 定 : 1 平 截 面 假 定 试 验 表 明, 在 纵 向 受 拉 钢 筋 的 应 力 达 到 屈 服 强 度 之 前 及 达 到 的 瞬 间, 截 面 的 平 均 应 变 基 本 符 合 平 截 面 假 定 因 此, 按 照 平 截 面 假 定 建 立 判 别 纵 向 受 拉 钢 筋 是 否 屈 服 的 界 限 条 件 和 确 定 屈 服 之 前 钢 筋 的 应 力 σ s 是 合 理 的 平 截 面 假 定 作 为 计 算 手 段, 即 使 钢 筋 已 达 屈 服, 甚 至 进 入 强 化 段 时, 也 还 是 可 行 的, 计 算 值 与 试 验 值 符 合 较 好 引 用 平 截 面 假 定 可 以 将 各 种 类 型 截 面 ( 包 括 周 边 配 筋 截 面 ) 在 单 向 或 双 向 受 力 情 况 下 的 正 截 面 承 载 力 计 算 贯 穿 起 来, 提 高 了 计 算 方 法 的 逻 辑 性 和 条 理 性, 使 计 算 公 式 具 有 明 确 的 物 理 概 念 引 用 平 截 面 假 定 为 利 用 电 算 进 行 全 过 程 分 析 及 非 线 性 分 析 提 供 了 必 不 可 少 的 变 形 条 件 世 界 上 一 些 主 要 国 家 的 有 关 规 范, 均 采 用 了 平 截 面 假 定 2 混 凝 土 的 应 力 - 应 变 曲 线 随 着 混 凝 土 强 度 的 提 高, 混 凝 土 受 压 时 应 力 - 应 变 曲 线 将 逐 渐 变 化, 其 上 升 段 将 逐 渐 趋 向 线 性 变 化, 且 对 应 于 峰 值 应 力 的 应 变 稍 有 提 高 ; 下 降 段 趋 于 变 陡, 极 限 应 变 有 所 减 少 为 了 综 合 反 映 低 中 强 度 混 凝 土 和 高 强 混 凝 土 的 特 性, 在 原 规 范 的 应 力 - 应 变 曲 线 的 基 础 上 作 了 修 改 补 充, 并 参 照 国 外 有 关 规 范 的 规 定, 本 规 范 采 用 了 如 下 的 表 达 形 式 : n ε c 上 升 段 σ c = f c 1 (ε c ε 0 ) ε 0 下 降 段 σ c =f c (ε 0 <ε c ε cu ) 根 据 国 内 中 低 强 混 凝 土 和 高 强 混 凝 土 偏 心 受 压 短 柱 的 试 验 结 果, 在 条 文 中 给 出 了 有 关 参 数 :n ε 0 ε cu, 它 们 与 试 验 结 果 较 为 接 近 考 虑 到 与 国 际 规 范 接 轨 和 与 国 内 规 范 统 一, 同 时 顾 及 适 当 提 高 正 截 面 承 载 力 计 算 的 可 靠 度, 本 规 范 取 消 了 弯 曲 抗 压 强 度 f cm, 峰 值 应 力 σ 0 取 轴 心 抗 压 强 度 f c 第 25 页

26 在 承 载 力 计 算 中, 可 采 用 合 适 的 压 应 力 图 形, 只 要 在 承 载 力 计 算 上 能 与 可 靠 的 试 验 结 果 基 本 符 合 为 简 化 计 算, 本 规 范 采 用 了 等 效 矩 形 压 应 力 图 形, 此 时, 矩 形 应 力 图 的 应 力 取 f c 乘 以 系 数 α 1, 矩 形 应 力 图 的 高 度 可 取 等 于 按 平 截 面 假 定 所 确 定 的 中 和 轴 高 度 x n 乘 以 系 数 β 1 对 中 低 强 混 凝 土, 当 n=2,ε 0 =0.002,ε cu = 时, α 1 =0.969,β 1 =0.824; 为 简 化 计 算, 取 α 1 =1.0,β 1 =0.8 对 高 强 混 凝 土, 用 随 混 凝 土 强 度 提 高 而 逐 渐 降 低 的 系 数 α 1 β 1 值 来 反 映 高 强 混 凝 土 的 特 点, 这 种 处 理 方 法 能 适 应 混 凝 土 强 度 进 一 步 提 高 的 要 求, 也 是 多 数 国 家 规 范 采 用 的 处 理 方 法 上 述 的 简 化 计 算 与 试 验 结 果 对 比 大 体 接 近 应 当 指 出, 将 上 述 简 化 计 算 的 规 定 用 于 三 角 形 截 面 圆 形 截 面 的 受 压 区, 会 带 来 一 定 的 误 差 3 对 纵 向 受 拉 钢 筋 的 极 限 拉 应 变 规 定 为 0.01, 作 为 构 件 达 到 承 载 能 力 极 限 状 态 的 标 志 之 一 对 有 物 理 屈 服 点 的 钢 筋, 它 相 当 于 钢 筋 应 变 进 入 了 屈 服 台 阶 ; 对 无 屈 服 点 的 钢 筋, 设 计 所 用 的 强 度 是 以 条 件 屈 服 点 为 依 据 的, 极 限 拉 应 变 的 规 定 是 限 制 钢 筋 的 强 化 强 度, 同 时, 它 也 表 示 设 计 采 用 的 钢 筋, 其 均 匀 伸 长 率 不 得 小 于 0.01, 以 保 证 结 构 构 件 具 有 必 要 的 延 性 对 预 应 力 混 凝 土 结 构 构 件, 其 极 限 拉 应 变 应 从 混 凝 土 消 压 时 的 预 应 力 钢 筋 应 力 σ p0 处 开 始 算 起 对 非 均 匀 受 压 构 件, 混 凝 土 的 极 限 压 应 变 达 到 ε cu 或 者 受 拉 钢 筋 的 极 限 拉 应 变 达 到 0.01, 即 这 两 个 极 限 应 变 中 只 要 具 备 其 中 一 个, 即 标 志 构 件 达 到 了 承 载 能 力 极 限 状 态 构 件 达 到 界 限 破 坏 是 指 正 截 面 上 受 拉 钢 筋 屈 服 与 受 压 区 混 凝 土 破 坏 同 时 发 生 时 的 破 坏 状 态 对 应 于 这 一 破 坏 状 态, 受 压 边 混 凝 土 应 变 达 到 ε cu ; 对 配 置 有 屈 服 点 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 构 件, 纵 向 受 拉 钢 筋 的 应 变 取 f y /E s 界 限 受 压 区 高 度 x b 与 界 限 中 和 轴 高 度 x nb 的 比 值 为 β 1, 根 据 平 截 面 假 定, 可 得 截 面 相 对 界 限 受 压 区 高 度 ξ b 的 公 式 ( ) 对 配 置 无 屈 服 点 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 构 件 或 预 应 力 混 凝 土 构 件, 根 据 条 件 屈 服 点 的 定 义, 应 考 虑 0.2% 的 残 余 应 变, 普 通 钢 筋 应 变 取 (f y /E s +0002) 预 应 力 钢 筋 应 变 取 [(f py -σ p0 )/E s ] 根 据 平 截 面 假 定, 可 得 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 无 屈 服 点 的 普 通 钢 筋 通 常 是 指 细 规 格 的 带 肋 钢 筋, 无 屈 服 点 的 特 性 主 要 取 决 于 钢 筋 的 轧 制 和 调 直 等 工 艺 钢 筋 应 力 σ s 的 计 算 公 式, 是 以 混 凝 土 达 到 极 限 压 应 变 ε c u 作 为 构 件 达 到 承 载 能 力 极 限 状 态 标 志 而 给 出 的 按 平 截 面 假 定 可 写 出 截 面 任 意 位 置 处 的 普 通 钢 筋 应 力 σ si 的 计 算 公 式 ( ) 和 预 应 力 钢 筋 应 力 σ pi 的 计 算 公 式 ( ) 第 26 页

27 为 了 简 化 计 算, 根 据 我 国 大 量 的 试 验 资 料 及 计 算 分 析 表 明, 小 偏 心 受 压 情 况 下 实 测 受 拉 边 或 受 压 较 小 边 的 钢 筋 应 力 σ s 与 ξ 接 近 直 线 关 系 考 虑 到 ξ=ξ b 及 ξ=β 1 作 为 界 限 条 件, 取 σ s 与 ξ 之 间 为 线 性 关 系, 就 可 得 到 公 式 ( ) ( ) 按 上 述 线 性 关 系 式, 在 求 解 正 截 面 承 载 力 时, 一 般 情 况 下 为 二 次 方 程 分 析 表 明, 当 用 β 1 代 替 原 规 范 公 式 中 的 系 数 0.8 后, 计 算 钢 筋 应 力 的 近 似 公 式, 对 高 强 混 凝 土 引 起 的 误 差 与 普 通 混 凝 土 大 致 相 当 7.2 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 7.2.1~ 基 本 保 留 了 原 规 范 规 定 的 实 用 计 算 方 法 根 据 本 规 范 第 7.1 节 的 规 定, 将 原 规 范 取 用 的 混 凝 土 弯 曲 抗 压 强 度 设 计 值 f cm 统 一 改 为 混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 f c 乘 以 系 数 α 正 截 面 受 压 承 载 力 计 算 基 本 保 留 了 原 规 范 的 规 定 为 保 持 与 偏 心 受 压 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 具 有 相 近 的 可 靠 度, 在 正 文 公 式 (7.3.1) 右 端 乘 以 系 数 l0 当 需 用 公 式 计 算 φ 值 时, 对 矩 形 截 面 也 可 近 似 用 ϕ = 代 替 查 表 取 b 值 当 l 0/b 不 超 过 40 时, 公 式 计 算 值 与 表 列 数 值 误 差 不 致 超 过 3.5% 对 任 意 截 面 可 取 b= 12 i, 对 圆 形 截 面 可 取 b= 3d/ 基 本 保 留 了 原 规 范 的 规 定, 并 根 据 国 内 外 的 试 验 结 果, 当 混 凝 土 强 度 等 级 大 于 C50 时, 间 接 钢 筋 对 混 凝 土 的 约 束 作 用 将 会 降 低, 为 此, 在 50N/mm 2 <f cu,k 80N/mm 2 范 围 内, 给 出 折 减 系 数 α 值 基 于 与 第 条 相 同 的 理 由, 在 公 式 ( ) 右 端 乘 以 系 数 由 于 工 程 中 实 际 存 在 着 荷 载 作 用 位 置 的 不 定 性 混 凝 土 质 量 的 不 均 匀 性 及 施 工 的 偏 差 等 因 素, 都 可 能 产 生 附 加 偏 心 距 很 多 国 家 的 规 范 中 都 有 关 于 附 加 偏 心 距 的 具 体 规 定, 因 此 参 照 国 外 规 范 的 经 验, 规 定 了 附 加 偏 心 距 e a 的 绝 对 值 与 相 对 值 的 要 求, 并 取 其 较 大 值 用 于 计 算 矩 形 截 面 偏 心 受 压 构 件 1 对 非 对 称 配 筋 的 小 偏 心 受 压 构 件, 当 偏 心 距 很 小 时, 为 了 防 止 A s 产 生 受 压 破 坏, 尚 应 按 公 式 ( ) 进 行 验 算, 此 处, 不 考 虑 偏 心 距 增 大 系 数, 并 引 进 了 初 始 偏 心 距 e i =e 0 -e a, 这 是 考 虑 了 不 利 方 向 的 附 加 偏 心 距 计 算 表 明, 只 有 当 N>f c bh 时, 钢 筋 A s 的 配 筋 率 才 有 可 能 大 于 最 小 配 筋 率 的 规 定 2 对 称 配 筋 小 偏 心 受 压 的 钢 筋 混 凝 土 构 件 近 似 计 算 方 法 1 第 27 页

28 当 应 用 偏 心 受 压 构 件 的 基 本 公 式 ( ) ( ) 及 公 式 ( ) 求 解 对 称 配 筋 小 偏 心 受 压 构 件 承 载 力 时, 将 出 现 ξ 的 三 次 方 程 第 条 第 4 款 的 简 化 公 式 是 取 1 ξ ξ ξ ξ ξ 1 b ξ ξ β ξ bb β b 1 1, 使 求 解 ξ 的 方 程 降 为 一 次 方 程, 便 于 直 接 求 得 小 偏 压 构 件 所 需 的 配 筋 面 积 把 原 规 范 的 系 数 0.45 改 为 0.43 是 为 了 使 公 式 也 能 适 用 于 高 强 混 凝 土 同 理, 上 述 简 化 方 法 也 可 扩 展 用 于 T 形 和 I 形 截 面 的 构 件 在 原 规 范 相 应 条 文 的 基 础 上, 给 出 了 I 形 截 面 偏 心 受 压 构 件 正 截 面 受 压 承 载 力 计 算 公 式, 对 T 形 倒 T 形 截 面 则 可 按 条 文 注 的 规 定 进 行 计 算 ; 同 时, 对 非 对 称 配 筋 的 小 偏 心 受 压 构 件, 给 出 了 验 算 公 式 及 其 适 用 的 近 似 条 件 沿 截 面 腹 部 均 匀 配 置 纵 向 钢 筋 ( 沿 截 面 腹 部 配 置 等 直 径 等 间 距 的 纵 向 受 力 钢 筋 ) 的 矩 形 T 形 或 I 形 截 面 偏 心 受 压 构 件, 其 正 截 面 承 载 力 可 根 据 第 条 中 一 般 计 算 方 法 的 基 本 假 定 列 出 平 衡 方 程 进 行 计 算 但 由 于 计 算 公 式 较 繁, 不 便 于 设 计 应 用 为 此, 作 了 必 要 的 简 化, 给 出 了 公 式 ( ) 至 公 式 ( ) 根 据 第 条 的 基 本 假 定, 均 匀 配 筋 的 钢 筋 应 变 到 达 屈 服 的 纤 维 距 中 和 轴 的 距 离 为 βξh 0 /β 1, 此 处,β=f yw /(E s ε cu ) 分 析 表 明, 对 常 用 的 钢 筋 β 值 变 化 幅 度 不 大, 而 且 对 均 匀 配 筋 的 内 力 影 响 很 小 因 此, 将 按 平 截 面 假 定 写 出 的 均 匀 配 筋 内 力 N sw M sw 的 表 达 式 分 别 用 直 线 及 二 次 曲 线 近 似 拟 合, 即 给 出 公 式 ( ) 公 式 ( ) 两 个 简 化 公 式 计 算 分 析 表 明, 在 两 对 边 集 中 配 筋 与 腹 部 均 匀 配 筋 呈 一 定 比 例 的 条 件 下, 本 条 的 简 化 计 算 与 精 确 计 算 的 结 果 相 比 误 差 不 大, 并 可 使 计 算 工 作 量 得 到 很 大 简 化 7.3.7~ 环 形 及 圆 形 截 面 偏 心 受 压 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 均 匀 配 筋 的 环 形 圆 形 截 面 的 偏 心 受 压 构 件, 其 正 截 面 承 载 力 计 算 可 采 用 第 条 的 基 本 假 定 列 出 平 衡 方 程 进 行 计 算, 但 计 算 过 于 繁 琐, 不 便 于 设 计 应 用 公 式 ( ) 至 公 式 ( ) 及 公 式 ( ) 至 公 式 ( ) 是 将 沿 截 面 梯 形 应 力 分 布 的 受 压 及 受 拉 钢 筋 应 力 简 化 为 等 效 矩 形 应 力 图, 其 相 对 钢 筋 面 积 分 别 为 α 及 α t, 在 计 算 时, 不 需 判 断 大 小 偏 心 情 况, 简 化 公 式 与 精 确 计 算 的 结 果 相 比 误 差 不 大 对 环 形 截 面, 当 α 较 小 时 实 际 受 压 区 为 环 内 弓 形 面 积, 简 化 公 式 可 能 会 低 估 了 截 面 承 载 力, 此 时 可 按 圆 形 截 面 公 式 计 算 二 阶 效 应 泛 指 在 产 生 了 层 间 位 移 和 挠 曲 变 形 的 结 构 构 件 中 由 轴 向 压 力 引 起 的 附 加 内 力 以 框 架 结 构 为 例, 在 有 侧 移 框 架 中, 二 阶 效 应 主 要 是 指 竖 向 荷 载 在 产 生 了 侧 移 的 框 架 中 引 起 的 附 加 内 力, 通 常 称 为 P- 效 应 在 这 类 框 架 的 各 个 柱 段 中,P 效 应 将 增 大 柱 端 控 制 截 面 中 的 弯 矩 ; 在 无 侧 移 框 架 中, 二 阶 效 应 是 指 轴 向 压 力 在 第 28 页

29 产 生 了 挠 曲 变 形 的 柱 段 中 引 起 的 附 加 内 力, 通 常 称 为 P-δ 效 应, 它 有 可 能 增 大 柱 段 中 部 的 弯 矩, 但 除 底 层 柱 底 外, 一 般 不 增 大 柱 端 控 制 截 面 的 弯 矩 由 于 我 国 工 程 中 的 各 类 结 构 通 常 按 有 侧 移 假 定 设 计, 故 本 规 范 第 条 至 第 条 主 要 涉 及 有 侧 移 假 定 下 的 二 阶 效 应 问 题 对 于 工 程 中 个 别 情 况 下 出 现 的 无 侧 移 情 况, 仍 可 按 第 条 的 规 定 对 其 二 阶 效 应 进 行 计 算 二 阶 效 应 计 算 本 属 结 构 分 析 的 内 容 但 因 在 考 虑 二 阶 效 应 的 结 构 分 析 中 需 描 述 各 杆 件 的 挠 曲 变 形 状 态, 在 未 能 形 成 适 用 于 工 程 设 计 的 考 虑 二 阶 效 应 的 结 构 内 力 分 析 方 法 之 前, 只 能 采 用 近 似 方 法 在 偏 心 受 压 构 件 的 截 面 承 载 力 设 计 中 考 虑 二 阶 弯 矩 的 不 利 影 响 原 规 范 在 偏 心 受 压 构 件 的 截 面 设 计 中, 采 用 由 标 准 偏 心 受 压 柱 ( 两 端 铰 支 等 偏 心 距 的 压 杆 ) 求 得 的 偏 心 距 增 大 系 数 η 与 结 构 柱 段 计 算 长 度 l 0 相 结 合 来 估 算 二 阶 弯 矩 的 方 法 就 属 于 这 类 近 似 方 法, 这 一 方 法 也 称 η-l 0 方 法 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展, 利 用 结 构 分 析 的 弹 性 杆 系 有 限 元 法, 再 以 构 件 在 所 考 虑 极 限 状 态 下 的 经 过 折 减 的 弹 性 刚 度 近 似 代 替 其 初 始 弹 性 刚 度, 使 之 能 反 映 承 载 能 力 极 限 状 态 下 钢 筋 混 凝 土 结 构 变 形 的 特 点, 可 以 较 精 确 计 算 出 包 含 二 阶 内 力 在 内 的 结 构 各 杆 件 内 力, 且 可 克 服 采 用 η-l 0 法 时 在 相 当 一 部 分 情 况 下 存 在 的 不 准 确 性 这 种 方 法 在 本 规 范 中 称 为 考 虑 二 阶 效 应 的 弹 性 分 析 方 法 用 这 种 方 法 求 得 在 各 类 荷 载 组 合 下 的 最 不 利 内 力 值 后, 可 直 接 用 于 各 构 件 的 截 面 设 计, 而 不 需 在 截 面 设 计 中 另 行 考 虑 二 阶 效 应 问 题 修 订 后 的 二 阶 效 应 条 文 ( 第 条 至 第 条 ) 与 原 规 范 的 主 要 区 别 是, 从 只 推 荐 η-l 0 近 似 法 过 渡 到 同 时 给 出 η-l 0 近 似 法 和 较 准 确 的 考 虑 二 阶 效 应 的 弹 性 分 析 法, 以 供 设 计 选 用 本 条 对 偏 心 受 压 构 件 承 载 力 设 计 中 采 用 η-l 0 近 似 法 考 虑 二 阶 效 应 影 响 时 的 有 关 计 算 内 容 作 出 了 规 定 在 η-l 0 近 似 法 中,η 定 义 为 标 准 偏 心 受 压 柱 高 度 中 点 截 面 的 偏 心 距 增 大 系 数, 其 含 义 为 : M + M η = M M / N + M / N e = = M / N 0 + a e 0 f a = 1 + e 其 中 M 为 不 考 虑 二 阶 弯 矩 的 柱 高 中 点 弯 矩, 即 标 准 偏 心 受 压 柱 的 轴 压 力 N 与 柱 端 偏 心 距 e 0 的 乘 积 ; M 是 轴 向 压 力 在 挠 曲 变 形 柱 的 高 度 中 点 产 生 的 附 加 弯 矩, 即 轴 压 力 N 与 柱 高 度 中 点 侧 向 挠 度 a f 的 乘 积 结 构 各 柱 段 的 计 算 长 度 l 0 则 是 与 所 计 算 的 结 构 柱 段 实 际 受 力 状 态 相 对 应 的 等 效 标 准 柱 长 度 或 者 说, 用 一 根 长 度 为 l 0 且 轴 向 压 力 杆 端 偏 心 距 和 截 面 特 征 与 所 考 f 0 第 29 页

30 虑 的 结 构 柱 段 控 制 截 面 完 全 相 同 的 标 准 柱 计 算 出 的 η, 应 能 反 映 所 考 虑 柱 段 控 制 截 面 中 (M+ M) 与 M 的 实 际 比 值 因 此, 计 算 长 度 l 0 相 当 于 一 个 等 效 长 度 本 条 的 偏 心 距 增 大 系 数 继 续 沿 用 原 规 范 的 计 算 公 式 该 公 式 反 映 了 与 偏 心 受 压 构 件 达 到 其 最 大 轴 向 压 力 时 的 极 限 曲 率 所 对 应 的 偏 心 距 增 大 系 数, 其 基 本 表 达 式 为 : 2 1 l 0 η = 1 + ξ1ξ e β i rc l 式 中,e i 为 初 始 偏 心 距, 它 已 由 本 规 范 第 条 作 出 了 规 定 ; β r c ζ 1 ζ 2 为 与 构 件 极 限 曲 率 对 应 的 侧 向 挠 度 ; 其 中,β 为 与 柱 挠 曲 线 形 状 有 关 的 系 数, 对 两 端 铰 支 柱, 试 验 挠 曲 线 基 本 上 符 合 正 弦 曲 线, 故 可 取 β=π 2 10 分 析 结 果 表 明, 对 于 偏 心 距 不 同 的 大 偏 心 受 压 构 件, 极 限 曲 率 1 r c φε cu + ε = h 0 y 1 r c 均 可 近 似 取 为 : 其 中,ε cu 和 ε y 分 别 为 截 面 受 压 边 缘 混 凝 土 的 极 限 压 应 变 和 受 拉 钢 筋 的 屈 服 应 变 为 了 与 原 规 范 保 持 一 致, 取 ε cu =0.0033,ε y 则 取 与 HRB335 级 钢 筋 抗 拉 强 度 标 准 值 对 应 的 应 变, 此 应 变 值 介 于 HPB235 级 和 HRB400 级 钢 筋 的 应 变 值 之 间, 为 简 化 计 算, 对 钢 种 不 再 作 出 区 别 规 定 上 式 中 的 φ 为 徐 变 系 数 需 要 指 出 的 是, 在 实 际 工 程 中, 一 般 有 侧 移 框 架 的 侧 向 位 移 是 由 短 期 作 用 的 风 荷 载 或 地 震 作 用 引 起 的, 故 在 二 阶 弯 矩 中 不 需 要 考 虑 水 平 荷 载 长 期 作 用 使 侧 移 增 大 的 不 利 影 响, 即 取 φ=1.0; 只 有 当 框 架 侧 移 是 由 静 水 压 力 或 土 压 力 等 长 期 作 用 的 水 平 荷 载 引 起 时, 方 应 考 虑 大 于 1.0 的 徐 变 系 数 φ 为 了 简 化 计 算, 修 订 后 的 条 文 不 分 水 平 荷 载 作 用 时 间 长 短, 仍 按 原 规 范 规 定, 偏 安 全 地 统 一 取 φ=1.25 将 以 上 数 值 代 入 上 述 1/r c 表 达 式, 并 取 β=10 和 h/h 0 =1.1 后, 即 可 由 前 面 给 出 的 η 基 本 表 达 式 得 到 规 范 公 式 ( ) 的 实 用 表 达 式 对 小 偏 心 受 压 构 件, 其 纵 向 受 拉 钢 筋 的 应 力 达 不 到 屈 服 强 度, 且 受 压 区 边 缘 混 凝 土 的 应 变 值 可 达 到 或 小 于 ε cu, 为 此, 引 进 了 截 面 曲 率 修 正 系 数 ζ 1, 参 考 国 外 规 范 和 试 验 分 析 结 果, 原 则 上 可 采 用 下 列 表 达 式 : N ζ = b 1 N 此 处,N b 为 受 压 区 高 度 x=x b 时 的 构 件 界 限 受 压 承 载 力 设 计 值 ; 为 了 实 用 起 见, 第 30 页

31 本 规 范 近 似 取 N b =0.5f c A, 就 可 得 出 公 式 ( ) 此 外, 为 考 虑 构 件 长 细 比 对 截 面 曲 率 的 影 响, 引 入 修 正 系 数 ζ 2, 根 据 试 验 结 果 的 分 析, 给 出 了 公 式 ( ) 值 得 指 出, 公 式 ( ) 对 l 0 /h 30 时, 与 试 验 结 果 符 合 较 好 ; 当 l 0 /h>30 时, 因 控 制 截 面 的 应 变 值 减 小, 钢 筋 和 混 凝 土 达 不 到 各 自 的 强 度 设 计 值, 属 于 细 长 柱, 破 坏 时 接 近 弹 性 失 稳, 采 用 公 式 ( ) 计 算, 其 误 差 较 大 ; 建 议 采 用 模 型 柱 法 或 其 他 可 靠 方 法 计 算 本 条 的 公 式 曾 用 国 内 大 量 的 矩 形 截 面 偏 心 受 压 构 件 的 试 验 验 证 是 合 适 的 ; 对 I 形 T 形 截 面 构 件, 该 公 式 的 计 算 结 果 略 偏 安 全 ; 对 圆 形 截 面 构 件, 国 外 已 通 过 模 型 柱 法 计 算, 论 证 了 它 也 是 适 用 的 ; 对 预 应 力 混 凝 土 偏 心 受 压 构 件, 在 一 般 情 况 下 是 偏 于 安 全 的 原 规 范 曾 规 定, 当 构 件 长 细 比 l 0 /h( 或 l 0 /d) 8 时, 可 不 考 虑 二 阶 效 应 的 影 响, 即 取 η=1.0 本 次 修 订, 根 据 与 有 关 规 范 的 协 调, 参 考 国 外 有 关 规 范 的 做 法, 并 结 合 我 国 规 范 对 l 0 取 值 的 特 点, 将 不 考 虑 二 阶 效 应 的 界 限 条 件 修 改 为 l 0 /h( 或 l 0 /d) 5.0, 广 义 的 界 限 条 件 取 l 0 /i 17.5, 以 适 应 不 同 的 截 面 形 状 经 验 算 表 明, 当 满 足 这 个 条 件 时, 构 件 截 面 中 由 二 阶 效 应 引 起 的 附 加 弯 矩 平 均 不 会 超 过 截 面 一 阶 弯 矩 的 5% 原 规 范 对 排 架 柱 计 算 长 度 的 规 定 引 自 1974 年 的 规 范 (TJ10-74), 其 计 算 长 度 值 是 在 当 时 的 弹 性 分 析 和 工 程 经 验 基 础 上 确 定 的 从 多 年 使 用 情 况 看, 所 规 定 的 计 算 长 度 值 还 是 可 行 的 近 年 对 排 架 柱 计 算 长 度 取 值 未 做 过 更 精 确 的 校 核 工 作, 故 本 条 表 继 续 沿 用 原 规 范 的 规 定 国 内 外 近 年 来 对 框 架 结 构 中 二 阶 效 应 规 律 的 分 析 研 究 表 明, 由 竖 向 荷 载 在 发 生 侧 移 的 框 架 中 引 起 的 P- 效 应 只 增 大 由 水 平 荷 载 在 柱 端 控 制 截 面 中 引 起 的 一 阶 弯 矩 M h, 原 则 上 不 增 大 由 竖 向 荷 载 在 该 截 面 中 引 起 的 一 阶 弯 矩 M vo 因 此, 框 架 柱 端 控 制 截 面 中 考 虑 了 二 阶 效 应 后 的 总 弯 矩 应 表 示 为 : M=M v +η s M h 式 中 的 η s 为 反 映 二 阶 效 应 增 大 M h 幅 度 的 弯 矩 增 大 系 数, 它 所 采 用 的 计 算 长 度 原 则 上 可 以 取 用 由 无 侧 向 支 点 且 竖 向 荷 载 作 用 在 梁 柱 节 点 上 的 框 架 在 其 失 稳 临 界 状 态 下 挠 曲 线 反 弯 点 之 间 的 距 离, 其 近 似 表 达 式 即 为 本 条 公 式 ( ) 和 公 式 ( ), 并 取 两 式 中 的 较 小 值 但 原 规 范 所 用 的 传 统 η-l 0 法 则 是 用 η 同 时 增 大 水 平 荷 载 弯 矩 和 竖 向 荷 载 弯 矩, 即 M=η(M v +M h ) 这 表 明, 要 使 所 求 的 总 弯 矩 相 同, 就 必 然 要 取 为 小 于 η s, 与 η 对 应 的 l 0 也 就 必 第 31 页

32 然 小 于 与 η s 对 应 的 由 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 表 达 的 l 0 验 算 结 果 表 明, 当 M v 与 M h 的 比 值 为 工 程 中 常 用 多 层 框 架 结 构 中 的 比 例, 且 框 架 各 节 点 处 的 柱 梁 线 刚 度 比 ( 在 节 点 处 交 汇 的 各 柱 段 线 刚 度 之 和 与 交 汇 的 各 梁 段 线 刚 度 之 和 的 比 值 ) 为 工 程 中 常 用 的 多 层 框 架 中 常 见 比 值 时, 用 原 规 范 第 条 第 一 款 第 1 项 给 出 的 一 般 有 侧 移 框 架 柱 计 算 长 度 简 化 取 值 方 案 计 算 出 的 η 和 M=η(M v +M h ) 所 求 得 的 总 弯 矩, 与 只 用 η s 增 大 M h 时 所 求 得 的 总 弯 矩 差 异 不 大 因 此, 为 了 简 化 设 计, 仍 继 续 取 用 原 规 范 的 有 侧 移 框 架 的 计 算 长 度, 也 就 是 本 条 表 的 计 算 长 度 l 0 来 计 算 η, 而 且 仍 然 采 用 以 η 统 乘 (M v +M h ) 的 方 法 确 定 总 弯 矩 这 一 做 法 虽 然 概 念 不 很 准 确, 但 计 算 简 便, 而 且 省 去 了 由 于 η s 只 对 应 于 η s M h 所 引 起 的 截 面 曲 率 增 量 必 须 按 M v 与 M h 的 比 例 来 调 整 偏 心 距 增 大 系 数 的 烦 琐 步 骤 但 是 当 M v 与 M h 的 比 值 明 显 小 于 或 明 显 大 于 在 确 定 表 中 的 计 算 长 度 时 所 考 虑 的 工 程 常 用 的 M v 与 M h 的 比 值 时, 这 种 计 算 总 弯 矩 的 方 法 必 然 带 来 过 大 误 差 ; 当 M v 与 M h 之 比 偏 小 时, 误 差 是 偏 不 安 全 的 因 此, 在 本 条 计 算 长 度 取 值 规 定 中 给 出 第 3 项 规 定, 要 求 在 这 种 情 况 下 取 用 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 中 的 较 小 值 作 为 计 算 长 度 的 取 值 依 据, 以 消 除 M v 与 M h 比 值 过 小 时 使 用 表 的 计 算 长 度 所 带 来 的 不 安 全 性 由 于 我 国 钢 筋 混 凝 土 多 层 高 层 房 屋 结 构 在 设 计 中 通 常 均 按 有 侧 移 假 定 进 行 结 构 分 析, 故 取 消 了 原 规 范 第 条 第 2 款 第 2 项 中 对 侧 向 刚 度 相 对 较 大 结 构 取 用 更 小 计 算 长 度 的 规 定, 这 也 是 因 为 这 项 规 定 从 理 论 上 说 是 不 严 密 的 由 于 规 范 仍 采 用 η 统 乘 (M v +M h ) 的 做 法 是 不 尽 合 理 的, 而 且 在 确 定 l 0 取 值 时 未 考 虑 柱 梁 线 刚 度 比 的 影 响, 因 此 采 用 η-l 0 法 在 有 些 情 况 下 会 导 致 较 大 的 误 差 除 去 前 述 的 在 M v 相 对 较 小 时 可 以 通 过 改 用 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 确 定 计 算 长 度 l 0 来 减 小 η-l 0 法 在 这 种 情 况 下 导 致 的 不 安 全 性 之 外, 本 条 的 η-l 0 近 似 法 还 将 在 下 列 情 况 下 产 生 较 明 显 的 误 差 : 1 因 本 条 表 中 的 计 算 长 度 l 0 取 值 仅 大 致 适 用 于 一 般 多 层 框 架 常 用 截 面 尺 寸 的 情 况, 当 柱 梁 线 刚 度 比 过 大 或 过 小 时, 都 会 使 l 0 取 值 不 符 合 实 际 情 况 其 中, 当 柱 梁 线 刚 度 比 过 大 时, 使 用 η-l 0 法 是 偏 于 不 安 全 的 2 由 于 η-l 0 法 中 的 η 是 按 各 柱 控 制 截 面 分 别 计 算 的, 未 考 虑 满 足 同 层 各 柱 侧 移 相 等 的 基 本 条 件, 因 此 在 框 架 各 跨 跨 度 不 等 荷 载 不 等 而 导 致 各 柱 列 竖 向 荷 载 之 间 的 比 例 与 常 规 情 况 有 较 大 差 异 时, 采 用 η-l 0 法 亦 将 导 致 较 大 误 差 3 在 复 式 框 架 等 复 杂 框 架 结 构 中 采 用 η-l 0 法 亦 将 在 部 分 构 件 截 面 中 导 致 较 大 误 差 4 在 框 架 - 剪 力 墙 结 构 或 框 架 - 核 心 筒 结 构 中, 由 于 框 架 部 分 的 层 间 位 移 沿 高 度 第 32 页

33 的 分 布 规 律 已 不 同 于 一 般 规 则 框 架 结 构, 故 采 用 η-l 0 法 亦 可 能 导 致 较 大 误 差 验 算 表 明, 与 较 精 确 分 析 结 构 相 比, 用 η-l 0 法 求 得 的 柱 端 控 制 截 面 总 弯 矩 在 部 分 截 面 中 误 差 可 能 会 达 到 25% 以 上 在 以 上 这 些 误 差 较 大 的 情 况 下, 采 用 本 规 范 第 条 规 定 的 考 虑 二 阶 效 应 的 弹 性 分 析 法 将 是 显 著 减 小 误 差 的 有 效 办 法 考 虑 二 阶 效 应 的 弹 性 分 析 法 是 近 年 来 美 国 加 拿 大 等 国 规 范 推 荐 的 一 种 精 度 和 效 率 较 高 的 考 虑 二 阶 效 应 的 方 法 这 种 考 虑 了 几 何 非 线 性 的 杆 系 有 限 元 法 是 一 种 理 论 上 严 密 的 分 析 方 法, 由 它 算 得 的 各 杆 件 控 制 截 面 最 不 利 内 力 可 直 接 用 于 截 面 设 计, 而 不 再 需 要 通 过 偏 心 距 增 大 系 数 η 来 增 大 相 应 截 面 的 初 始 偏 心 距 e i, 但 是 在 截 面 设 计 中 仍 要 另 外 考 虑 本 规 范 第 条 规 定 的 附 加 偏 心 距 e a 由 于 第 条 规 定 的 两 种 考 虑 二 阶 效 应 的 方 法 均 从 属 于 承 载 能 力 极 限 状 态, 故 在 考 虑 二 阶 效 应 的 弹 性 分 析 法 中 对 结 构 构 件 应 取 用 与 该 极 限 状 态 相 对 应 的 刚 度 考 虑 到 钢 筋 混 凝 土 结 构 各 类 构 件 不 同 截 面 中 刚 度 变 化 规 律 的 复 杂 性, 本 方 法 对 所 有 的 框 架 梁 ( 包 括 剪 力 墙 洞 口 连 梁 ) 所 有 的 框 架 柱 所 有 的 剪 力 墙 肢 均 分 别 取 用 统 一 的 刚 度 折 减 系 数 对 其 弹 性 刚 度 进 行 折 减 ( 弹 性 刚 度 中 的 截 面 惯 性 矩 仍 按 不 考 虑 钢 筋 的 混 凝 土 毛 截 面 计 算 ) 对 不 同 类 型 构 件 取 用 不 同 的 刚 度 折 减 系 数, 是 为 了 反 映 不 同 类 型 构 件 在 承 载 能 力 极 限 状 态 下 的 不 同 刚 度 折 减 水 平 刚 度 折 减 系 数 的 确 定 原 则 是, 使 结 构 在 不 同 的 荷 载 组 合 方 式 下 用 折 减 刚 度 的 弹 性 分 析 求 得 的 各 层 层 间 位 移 值 及 其 沿 高 度 的 分 布 规 律 与 按 非 线 性 有 限 元 分 析 法 所 得 结 果 相 当 ; 同 时, 用 这 两 种 方 法 求 得 的 各 构 件 内 力 也 应 相 近 这 就 保 证 了 这 种 方 法 既 能 反 映 结 构 在 承 载 力 极 限 状 态 下 的 实 际 内 力 分 布 规 律, 又 能 反 映 结 构 在 该 极 限 状 态 下 的 变 形 规 律 和 二 阶 效 应 规 律 由 于 剪 力 墙 肢 在 底 部 截 面 开 裂 前 和 开 裂 后 刚 度 变 化 较 大, 而 实 际 工 程 中 的 剪 力 墙 肢 在 承 载 能 力 极 限 状 态 下 有 可 能 开 裂, 也 有 可 能 不 开 裂, 为 了 避 免 每 次 设 计 必 须 验 算 剪 力 墙 是 否 开 裂, 在 条 文 中 统 一 按 已 开 裂 剪 力 墙 给 出 刚 度 折 减 系 数 ( 取 接 近 开 裂 后 刚 度 的 综 合 估 计 值 ), 这 样 处 理 从 总 体 上 偏 于 安 全 同 时 在 本 条 注 中 说 明, 如 验 算 表 明 剪 力 墙 肢 不 开 裂, 则 可 改 取 条 注 中 较 大 的 折 减 后 刚 度 本 条 对 对 称 双 向 偏 心 受 压 构 件 正 截 面 承 载 力 的 计 算 作 了 规 定 : 1 当 按 本 规 范 附 录 F 的 一 般 方 法 计 算 时, 本 条 规 定 了 分 别 按 x y 轴 计 算 e i 和 η 的 公 式 ; 有 可 靠 试 验 依 据 时, 也 可 采 用 更 合 理 的 其 他 公 式 计 算 2 给 出 了 双 向 偏 心 受 压 的 倪 克 勤 (N.V.Nikitin) 公 式, 并 指 明 了 两 种 配 筋 形 式 的 计 算 原 则 第 33 页

34 7.4 正 截 面 受 拉 承 载 力 计 算 7.4.1~ 保 留 了 原 规 范 的 相 应 条 文 对 沿 截 面 高 度 或 周 边 均 匀 配 置 的 矩 形 T 形 或 I 形 截 面 以 及 环 形 和 圆 形 截 面, 其 正 截 面 承 载 力 基 本 符 合 N M + = 1的 变 化 规 律, 且 略 偏 于 安 全 ; 此 公 式 改 写 后 即 为 公 式 N u0 M u ( ), 试 验 表 明, 它 也 适 用 于 对 称 配 筋 矩 形 截 面 钢 筋 混 凝 土 双 向 偏 心 受 拉 构 件 公 式 ( ) 是 原 规 范 在 条 文 说 明 中 提 出 的 公 式 7.5 斜 截 面 承 载 力 计 算 本 规 范 对 受 剪 截 面 限 制 条 件 仍 采 用 原 规 范 的 表 达 形 式, 考 虑 了 高 强 混 凝 土 的 特 点, 引 入 随 混 凝 土 强 度 提 高 对 受 剪 截 面 限 制 值 降 低 的 折 减 系 数 β c 规 定 受 弯 构 件 的 截 面 限 制 条 件, 其 目 的 首 先 是 防 止 发 生 斜 压 破 坏 ( 或 腹 板 压 坏 ), 其 次 是 限 制 在 使 用 阶 段 的 斜 裂 缝 宽 度, 同 时 也 是 斜 截 面 受 剪 破 坏 的 最 大 配 箍 率 条 件 本 规 范 给 出 了 划 分 普 通 构 件 与 薄 腹 构 件 截 面 限 制 条 件 的 界 限, 以 及 两 个 截 面 限 制 条 件 的 过 渡 办 法 本 条 所 指 的 剪 力 设 计 值 的 计 算 截 面, 在 一 般 情 况 下 是 较 易 发 生 斜 截 面 破 坏 的 位 置, 它 与 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 的 布 置 有 关 7.5.3~ 由 于 混 凝 土 受 弯 构 件 受 剪 破 坏 的 影 响 因 素 众 多, 破 坏 形 态 复 杂, 对 混 凝 土 构 件 受 剪 机 理 的 认 识 尚 不 足, 至 今 未 能 像 正 截 面 承 载 力 计 算 一 样 建 立 一 套 较 完 整 的 理 论 体 系 国 外 各 主 要 规 范 及 国 内 各 行 业 规 范 中 斜 截 面 承 载 力 计 算 方 法 各 异, 计 算 模 式 也 不 尽 相 同 原 规 范 斜 截 面 计 算 方 法 形 式 简 单 使 用 方 便, 但 在 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 中, 还 存 在 着 如 下 的 问 题 : 首 先, 混 凝 土 强 度 设 计 指 标 采 用 f c 对 高 强 混 凝 土 构 件 计 算 偏 不 安 全, 将 其 改 用 混 凝 土 抗 拉 强 度 f t 为 主 要 参 数, 就 可 适 应 从 低 强 到 高 强 混 凝 土 构 件 受 剪 承 载 力 的 变 化 ; 其 次, 还 宜 考 虑 纵 向 受 拉 钢 筋 配 筋 率 截 面 高 度 尺 寸 效 应 等 因 素 的 影 响 ; 此 外, 原 规 范 公 式 对 连 续 构 件 计 算 取 值 偏 高 针 对 上 述 问 题, 通 过 对 试 验 资 料 的 分 析 以 及 对 剪 力 传 递 机 理 的 进 一 步 研 究, 并 考 虑 到 本 规 范 的 箍 筋 抗 拉 强 度 设 计 值 提 高 到 360N/mm 2 的 特 点, 在 原 规 范 计 算 方 法 的 基 础 上, 对 混 凝 土 受 弯 构 件 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 方 法 作 了 调 整, 适 当 地 提 高 了 可 靠 度 下 面 对 第 7.5.3~7.5.4 条 中 进 行 修 订 的 内 容 作 具 体 说 明 : 1 无 腹 筋 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 计 算 公 式 1) 根 据 收 集 到 大 量 的 均 布 荷 载 作 用 下 无 腹 筋 简 支 浅 梁 无 腹 筋 简 支 短 梁 无 腹 第 34 页

35 筋 简 支 深 梁 以 及 无 腹 筋 连 续 浅 梁 的 试 验 数 据 以 支 座 处 的 剪 力 值 为 依 据 进 行 分 析, 可 得 到 承 受 均 布 荷 载 为 主 的 无 腹 筋 一 般 受 弯 构 件 受 剪 承 载 力 V c 偏 下 值 的 计 算 公 式 如 下 : V c = 0.7β β f bh 2) 试 验 表 明, 剪 跨 比 对 集 中 荷 载 作 用 下 无 腹 筋 梁 受 剪 承 载 力 的 影 响 明 显 根 据 收 集 到 在 集 中 荷 载 作 用 下 的 无 腹 筋 简 支 浅 梁 无 腹 筋 简 支 短 梁 无 腹 筋 简 支 深 梁 以 及 无 腹 筋 连 续 浅 梁 无 腹 筋 连 续 深 梁 的 众 多 试 验 数 据, 考 虑 影 响 无 腹 筋 梁 受 剪 承 载 力 的 混 凝 土 抗 拉 强 度 f t 剪 跨 比 a/h 0 纵 向 受 拉 配 筋 率 ρ 和 截 面 高 度 尺 寸 效 应 等 主 要 因 素 后, 对 原 规 范 的 公 式 作 了 调 整, 提 出 受 剪 承 载 力 V c 偏 下 值 的 计 算 公 式 如 下 : 1.75 Vc = β h β ρ f tbh0 λ+ 1 式 中 剪 跨 比 的 适 用 范 围 扩 大 为 :0.25 λ 3.0, 以 适 应 浅 梁 和 深 梁 的 不 同 要 求 在 受 a M 弯 构 件 中 采 用 计 算 截 面 剪 跨 比 λ = 而 未 采 用 广 义 剪 跨 比 λ =, 主 要 是 考 虑 计 算 h 0 Vh 0 方 便 且 偏 于 安 全 对 跨 高 比 不 小 于 5 的 受 弯 构 件, 其 适 用 范 围 为 1.5 λ 3.0 3) 综 合 国 内 外 的 试 验 结 果 和 规 范 规 定, 对 不 配 置 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 板 的 受 剪 承 载 力 计 算 中, 合 理 地 反 映 了 截 面 尺 寸 效 应 的 影 响 在 第 条 的 公 式 中 用 1 ) 0 4 系 数 β = ( 800 / h h 来 表 示 ; 同 时 给 出 了 截 面 高 度 的 适 用 范 围, 当 截 面 有 效 高 度 超 过 2000mm 后, 其 受 剪 承 载 力 还 将 会 有 所 降 低, 但 对 此 试 验 研 究 尚 不 充 分, 未 能 作 出 进 一 步 规 定 对 第 条 中 的 一 般 板 类 受 弯 构 件, 主 要 指 受 均 布 荷 载 作 用 下 的 单 向 板 和 双 向 板 需 按 单 向 板 计 算 的 构 件 试 验 研 究 表 明, 对 较 厚 的 钢 筋 混 凝 土 板, 除 沿 板 的 上 下 表 面 按 计 算 或 构 造 配 置 双 向 钢 筋 网 之 外, 如 按 本 规 范 第 条 的 规 定, 在 板 厚 中 间 部 位 配 置 双 向 钢 筋 网, 将 会 较 好 地 改 善 其 受 剪 承 载 性 能 4) 根 据 试 验 分 析, 纵 向 受 拉 钢 筋 的 配 筋 率 ρ 对 无 腹 筋 梁 受 剪 承 载 力 V c 的 影 响 可 用 系 数 β ρ =(0.7+20ρ) 来 表 示 ; 通 常 在 ρ 大 于 1.5% 时, 纵 向 受 拉 钢 筋 的 配 筋 率 ρ 对 无 腹 筋 梁 受 剪 承 载 力 的 影 响 才 较 为 明 显, 所 以, 在 公 式 中 未 纳 入 系 数 β ρ 5) 这 里 应 当 说 明, 以 上 虽 然 分 析 了 无 腹 筋 梁 受 剪 承 载 力 的 计 算 公 式, 但 并 不 表 示 设 计 的 梁 不 需 配 置 箍 筋 考 虑 到 剪 切 破 坏 有 明 显 的 脆 性, 特 别 是 斜 拉 破 坏, 斜 裂 缝 一 旦 出 现 梁 即 告 剪 坏, 单 靠 混 凝 土 承 受 剪 力 是 不 安 全 的 除 了 截 面 高 度 不 大 于 150mm 的 梁 外, 一 般 梁 即 使 满 足 V V c 的 要 求, 仍 应 按 构 造 要 求 配 置 箍 筋 2 仅 配 有 箍 筋 的 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 的 受 剪 承 载 力 h ρ t 0 第 35 页

36 对 仅 配 有 箍 筋 的 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件, 其 斜 截 面 受 剪 承 载 力 V cs 计 算 公 式 仍 采 用 原 规 范 两 项 相 加 的 形 式 表 示 : V cs =V c +V s 式 中 V c 混 凝 土 项 受 剪 承 载 力 ; V s 箍 筋 项 受 剪 承 载 力 由 于 配 置 箍 筋 的 构 件, 混 凝 土 项 受 剪 承 载 力 受 截 面 高 度 的 影 响 减 弱, 故 在 采 用 无 腹 筋 受 弯 构 件 的 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 V c 项 时 不 再 考 虑 β h 的 影 响 ; 为 适 当 提 高 可 靠 度, 经 综 合 试 验 分 析, 并 考 虑 了 f yv 取 值 可 提 高 到 360N/mm 2 以 及 在 正 常 使 用 极 限 状 态 下 控 制 斜 裂 缝 宽 度 的 要 求, 箍 筋 项 受 剪 承 载 力 V s 的 系 数 较 原 规 范 的 公 式 降 低 了 约 20%, 这 项 调 整 对 集 中 荷 载 作 用 下 的 受 弯 构 件, 它 既 考 虑 了 简 支 梁 的 计 算, 也 顾 及 了 连 续 梁 的 计 算 ; 同 时,V s 的 系 数 不 是 表 述 斜 裂 缝 水 平 投 影 长 度 大 小 的 参 数, 而 是 表 示 在 配 有 箍 筋 的 条 件 下, 计 算 受 剪 承 载 力 可 以 提 高 的 程 度 3 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 受 剪 承 载 力 试 验 研 究 表 明, 预 应 力 对 构 件 的 受 剪 承 载 力 起 有 利 作 用, 这 主 要 是 预 压 应 力 能 阻 滞 斜 裂 缝 的 出 现 和 开 展, 增 加 了 混 凝 土 剪 压 区 高 度, 从 而 提 高 了 混 凝 土 剪 压 区 所 承 担 的 剪 力 根 据 试 验 分 析, 预 应 力 混 凝 土 梁 受 剪 承 载 力 的 提 高 主 要 与 预 加 力 的 大 小 及 其 作 用 点 的 位 置 有 关 此 外, 试 验 还 表 明, 预 加 力 对 梁 受 剪 承 载 力 的 提 高 作 用 应 给 予 限 制 预 应 力 混 凝 土 梁 受 剪 承 载 力 的 计 算, 可 在 非 预 应 力 梁 计 算 公 式 的 基 础 上, 加 上 一 项 施 加 预 应 力 所 提 高 的 受 剪 承 载 力 设 计 值 V p =0.05N p0, 且 当 N p0 >0.3f c A 0 时, 只 取 N p0 =0.3f c A 0, 以 达 到 限 制 的 目 的 同 时, 它 仅 适 用 于 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁, 且 只 有 当 N p0 对 梁 产 生 的 弯 矩 与 外 弯 矩 相 反 时 才 能 予 以 考 虑 对 于 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁, 尚 未 作 深 入 研 究 ; 此 外, 对 允 许 出 现 裂 缝 的 预 应 力 混 凝 土 简 支 梁, 考 虑 到 构 件 达 到 承 载 力 时, 预 应 力 可 能 消 失, 在 未 有 充 分 试 验 依 据 之 前, 暂 不 考 虑 预 应 力 的 有 利 作 用 4 公 式 适 用 范 围 本 规 范 公 式 ( ) 适 用 于 矩 形 T 形 和 I 形 截 面 简 支 梁 连 续 梁 和 约 束 梁 等 一 般 受 弯 构 件 ; 公 式 ( ) 适 用 于 集 中 荷 载 作 用 下 ( 包 括 作 用 有 多 种 荷 载, 其 中 集 中 荷 载 对 支 座 边 缘 截 面 或 节 点 边 缘 所 产 生 的 剪 力 值 大 于 总 剪 力 值 的 75% 的 情 况 ) 的 矩 形 T 形 和 I 形 截 面 的 独 立 梁, 而 不 再 仅 限 于 原 规 范 规 定 的 矩 形 截 面 独 立 梁, 故 本 规 范 公 式 较 原 规 范 公 式 的 适 用 范 围 有 所 扩 大 这 里 所 指 的 独 立 梁 为 不 与 楼 板 整 体 浇 筑 的 梁 应 当 指 出, 当 框 架 结 构 承 受 水 平 荷 载 ( 如 风 荷 载 等 ) 时, 由 其 产 生 的 框 架 独 立 梁 剪 力 值 第 36 页

37 也 归 属 于 集 中 荷 载 作 用 产 生 的 剪 力 值 应 当 指 出, 在 本 规 范 中, 凡 采 用 集 中 荷 载 作 用 下 的 用 词 时, 均 表 示 包 括 作 用 有 多 种 荷 载, 其 中 集 中 荷 载 对 支 座 截 面 或 节 点 边 缘 所 产 生 的 剪 力 值 占 总 剪 力 值 的 75% 以 上 的 情 况 7.5.5~ 试 验 表 明, 与 破 坏 斜 截 面 相 交 的 非 预 应 力 弯 起 钢 筋 和 预 应 力 弯 起 钢 筋 可 以 提 高 斜 截 面 受 剪 承 载 力, 因 此, 除 垂 直 于 构 件 轴 线 的 箍 筋 外, 弯 起 钢 筋 也 可 以 作 为 构 件 的 抗 剪 钢 筋 公 式 (7.5.5) 给 出 了 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 并 用 时, 斜 截 面 受 剪 承 载 力 的 计 算 公 式 考 虑 到 弯 起 钢 筋 与 破 坏 斜 截 面 相 交 位 置 的 不 定 性, 其 应 力 可 能 达 不 到 屈 服 强 度, 在 公 式 (7.5.5) 中 引 入 了 弯 起 钢 筋 应 力 不 均 匀 系 数 0.8 由 于 每 根 弯 起 钢 筋 只 能 承 受 一 定 范 围 内 的 剪 力, 当 按 第 条 的 规 定 确 定 剪 力 设 计 值 并 按 公 式 (7.5.5) 计 算 弯 起 钢 筋 时, 其 构 造 应 符 合 本 规 范 第 条 的 规 定 试 验 表 明, 箍 筋 能 抑 制 斜 裂 缝 的 发 展, 在 不 配 置 箍 筋 的 梁 中, 斜 裂 缝 突 然 形 成 可 能 导 致 脆 性 的 斜 拉 破 坏 因 此, 本 规 范 规 定 当 剪 力 设 计 值 小 于 无 腹 筋 梁 的 受 剪 承 载 力 时, 要 求 按 本 规 范 第 10.2 节 的 有 关 规 定 配 置 最 小 用 量 的 箍 筋 ; 这 些 箍 筋 还 能 提 高 构 件 抵 抗 超 载 和 承 受 由 于 变 形 所 引 起 应 力 的 能 力 受 拉 边 倾 斜 的 受 弯 构 件, 其 受 剪 破 坏 的 形 态 与 等 高 度 的 受 弯 构 件 相 类 同 ; 但 在 受 剪 破 坏 时, 其 倾 斜 受 拉 钢 筋 的 应 力 可 能 发 挥 得 比 较 高, 它 在 受 剪 承 载 力 值 中 将 占 有 相 当 的 比 例 根 据 试 验 结 果 的 分 析, 提 出 了 公 式 ( ), 并 与 等 高 度 的 受 弯 构 件 受 剪 承 载 力 公 式 相 匹 配, 给 出 了 公 式 ( ) 7.5.9~ 受 弯 构 件 斜 截 面 的 受 弯 承 载 力 计 算 是 在 受 拉 区 纵 向 受 力 钢 筋 达 到 屈 服 强 度 的 前 提 下 给 出 的, 此 时, 在 公 式 ( ) 中 所 需 的 斜 截 面 水 平 投 影 长 度 c, 可 由 公 式 ( ) 确 定 当 遵 守 本 规 范 第 9~10 章 的 相 关 规 定 时, 即 可 满 足 第 条 的 计 算 要 求, 因 此 可 不 进 行 斜 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 ~ 试 验 研 究 表 明, 轴 向 压 力 对 构 件 的 受 剪 承 载 力 起 有 利 作 用, 这 主 要 是 轴 向 压 力 能 阻 滞 斜 裂 缝 的 出 现 和 开 展, 增 加 了 混 凝 土 剪 压 区 高 度, 从 而 提 高 混 凝 土 所 承 担 的 剪 力 在 轴 压 比 的 限 值 内, 斜 截 面 水 平 投 影 长 度 与 相 同 参 数 的 无 轴 压 力 梁 相 比 基 本 不 变, 故 对 箍 筋 所 承 担 的 剪 力 没 有 明 显 的 影 响 轴 向 压 力 对 受 剪 承 载 力 的 有 利 作 用 也 是 有 限 度 的, 当 轴 压 比 N/(f c bh)=0.3~0.5 时, 受 剪 承 载 力 达 到 最 大 值 ; 若 再 增 加 轴 向 压 力, 将 导 致 受 剪 承 载 力 的 降 低, 并 转 变 为 带 有 斜 裂 缝 的 正 截 面 小 偏 心 受 压 破 坏, 因 此 应 对 轴 向 压 力 的 受 剪 承 载 力 提 高 范 围 予 以 限 制 第 37 页

38 基 于 上 述 考 虑, 通 过 对 偏 压 构 件 框 架 柱 试 验 资 料 的 分 析, 对 矩 形 截 面 的 钢 筋 混 凝 土 偏 心 构 件 的 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算, 可 在 集 中 荷 载 作 用 下 的 矩 形 截 面 独 立 梁 计 算 公 式 的 基 础 上, 加 一 项 轴 向 压 力 所 提 高 的 受 剪 承 载 力 设 计 值 :V N =0.07N, 且 当 N>0.3f c A 时, 只 能 取 N=0.3f c A, 此 项 取 值 相 当 于 试 验 结 果 的 偏 下 值 对 承 受 轴 向 压 力 的 框 架 结 构 的 框 架 柱, 由 于 柱 两 端 受 到 约 束, 当 反 弯 点 在 层 高 范 围 内 时, 其 计 算 截 面 的 剪 跨 比 可 近 似 取 λ=h n /(2h 0 ), 而 对 其 他 各 类 结 构 的 框 架 柱 宜 取 λ=m/vh 0 偏 心 受 拉 构 件 的 受 力 特 点 是 : 在 轴 向 拉 力 作 用 下, 构 件 上 可 能 产 生 横 贯 全 截 面 的 初 始 垂 直 裂 缝 ; 施 加 横 向 荷 载 后, 构 件 顶 部 裂 缝 闭 合 而 底 部 裂 缝 加 宽, 且 斜 裂 缝 可 能 直 接 穿 过 初 始 垂 直 裂 缝 向 上 发 展, 也 可 能 沿 初 始 垂 直 裂 缝 延 伸 再 斜 向 发 展 斜 裂 缝 呈 现 宽 度 较 大, 倾 角 也 大, 斜 裂 缝 末 端 剪 压 区 高 度 减 小, 甚 至 没 有 剪 压 区, 从 而 它 的 受 剪 承 载 力 要 比 受 弯 构 件 的 受 剪 承 载 力 有 明 显 的 降 低, 根 据 试 验 结 果 并 从 稳 妥 考 虑, 减 一 项 轴 向 拉 力 所 降 低 的 受 剪 承 载 力 设 计 值 :V N =0.2N 此 外, 对 其 总 的 受 剪 承 载 力 设 计 值 的 下 限 值 和 箍 筋 的 最 小 配 筋 特 征 值 作 了 规 定 对 矩 形 截 面 钢 筋 混 凝 土 偏 心 受 压 和 偏 心 受 拉 构 件 受 剪 要 求 的 截 面 限 制 条 件, 取 与 第 条 的 规 定 相 同, 这 较 原 规 范 的 规 定 略 为 加 严 偏 心 受 力 构 件 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 与 原 规 范 公 式 比 较, 只 对 原 规 范 计 算 公 式 中 的 混 凝 土 项 作 了 改 变, 并 将 适 用 范 围 由 矩 形 截 面 扩 大 到 T 形 和 I 形 截 面, 且 箍 筋 项 的 系 数 取 为 1.0 本 规 范 偏 心 受 压 构 件 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 (7.5.12) 及 偏 心 受 拉 构 件 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 (7.5.14) 与 试 验 数 据 的 比 较, 计 算 值 也 是 取 试 验 结 果 的 偏 下 值 在 分 析 了 国 内 外 一 定 数 量 圆 形 截 面 受 弯 构 件 试 验 数 据 的 基 础 上, 借 鉴 国 外 规 范 的 相 关 规 定, 提 出 了 采 用 等 效 惯 性 矩 原 则 确 定 等 效 截 面 宽 度 和 等 效 截 面 高 度 的 取 值 方 法, 从 而 对 圆 形 截 面 受 弯 和 偏 心 受 压 构 件, 可 直 接 采 用 配 置 垂 直 箍 筋 的 矩 形 截 面 受 弯 和 偏 心 受 压 构 件 的 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 进 行 计 算 ~ 试 验 表 明, 矩 形 截 面 钢 筋 混 凝 土 柱 在 斜 向 水 平 荷 载 作 用 下 的 抗 剪 性 能 与 在 单 向 水 平 荷 载 作 用 下 的 受 剪 性 能 存 在 着 明 显 的 差 别, 根 据 国 外 的 研 究 资 料 以 及 国 内 配 置 周 边 箍 筋 试 件 的 试 验 结 果 分 析 表 明, 受 剪 承 载 力 大 致 服 从 椭 圆 规 律 : V V x ux 2 V + V y uy 本 规 范 第 条 的 公 式 ( ) 和 公 式 ( ), 实 质 上 就 是 由 上 面 的 椭 圆 2 = 1 第 38 页

39 方 程 式 转 化 成 在 形 式 上 与 单 向 偏 心 受 压 构 件 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 相 当 的 设 计 表 达 式 在 复 核 截 面 时, 可 直 接 按 公 式 进 行 验 算 ; 在 进 行 截 面 设 计 时, 可 近 似 选 取 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 中 的 V ux /V uy 比 值 等 于 1.0, 而 后 再 进 行 箍 筋 截 面 面 积 的 计 算 设 计 时 宜 采 用 封 闭 箍 筋, 必 要 时 也 可 配 置 单 肢 箍 筋 当 复 合 封 闭 箍 筋 相 重 叠 部 分 的 箍 筋 长 度 小 于 截 面 周 边 箍 筋 长 边 或 短 边 长 度 时, 不 应 将 该 箍 筋 较 短 方 向 上 的 箍 筋 截 面 面 积 计 入 A svx 或 A svy 中 第 条 和 第 条 同 样 采 用 了 以 椭 圆 规 律 的 受 剪 承 载 力 方 程 式 为 基 础 并 与 单 向 偏 心 受 压 构 件 受 剪 的 截 面 要 求 相 衔 接 的 表 达 式 7.6 扭 曲 截 面 承 载 力 计 算 7.6.1~ 扭 曲 截 面 承 载 力 计 算 的 截 面 限 制 条 件 是 以 h w /b 6 的 试 验 为 依 据 的 公 式 ( ) 公 式 ( ) 的 规 定 是 为 了 保 证 构 件 在 破 坏 时 混 凝 土 不 首 先 被 压 碎 包 括 高 强 混 凝 土 构 件 在 内 的 超 配 筋 纯 扭 构 件 试 验 研 究 表 明, 原 规 范 相 应 公 式 的 安 全 度 略 低, 为 此, 在 公 式 ( ) ( ) 中 的 纯 扭 构 件 截 面 限 制 条 件 取 用 T=(0.16~ 0.2)f c W t ; 当 T=0 的 条 件 下, 公 式 ( ) 公 式 ( ) 可 与 本 规 范 第 条 的 公 式 相 协 调 在 原 规 范 规 定 的 基 础 上, 给 出 了 公 式 ( ) 公 式 ( ), 其 中 增 加 了 箱 形 截 面 构 件 截 面 限 制 条 件 以 及 按 构 造 要 求 配 置 纵 向 钢 筋 和 箍 筋 的 条 件 等 有 关 内 容 本 条 对 常 用 的 T 形 I 形 和 箱 形 截 面 受 扭 塑 性 抵 抗 矩 的 计 算 方 法 作 了 具 体 规 定 T 形 I 形 截 面 划 分 成 矩 形 截 面 的 方 法 是 : 先 按 截 面 总 高 度 确 定 腹 板 截 面, 然 后 再 划 分 受 压 翼 缘 和 受 拉 翼 缘 计 算 本 条 提 供 的 截 面 受 扭 塑 性 抵 抗 矩 公 式 是 近 似 的, 主 要 是 为 了 方 便 受 扭 承 载 力 的 公 式 ( ) 是 根 据 试 验 统 计 分 析 后, 取 用 试 验 数 据 的 偏 下 值 给 出 的 经 对 高 强 混 凝 土 纯 扭 构 件 的 试 验 验 证, 该 公 式 仍 然 适 用 试 验 表 明, 当 ζ 值 在 0.5~2.0 范 围 内, 钢 筋 混 凝 土 受 扭 构 件 破 坏 时 其 纵 筋 和 箍 筋 基 本 能 达 到 屈 服 强 度 为 稳 妥 起 见, 取 限 制 条 件 为 :0.6 ζ 1.7 当 ζ>1.7 时 ; 取 ζ=1.7; 当 ζ=1.2 左 右 时 为 钢 筋 达 到 屈 服 的 最 佳 值 因 截 面 内 力 平 衡 的 需 要, 对 不 对 称 配 置 纵 向 钢 筋 截 面 面 积 的 情 况, 在 计 算 中 只 取 对 称 布 置 的 纵 向 钢 筋 截 面 面 积 预 应 力 混 凝 土 纯 扭 构 件 的 试 验 表 明, 预 应 力 提 高 受 扭 承 载 力 的 前 提 是 纵 向 钢 筋 不 能 屈 服, 当 预 加 力 产 生 的 混 凝 土 法 向 压 应 力 不 超 过 规 定 的 限 值 时, 纯 扭 构 件 受 扭 承 载 第 39 页

40 力 可 提 高 0.08 高 值 为 0.05 筋 的 作 用 N p 0 A 0 N p 0 A 0 W t 考 虑 到 实 际 上 应 力 分 布 不 均 匀 性 等 不 利 影 响, 在 条 文 中 取 提 W t, 且 仅 限 于 偏 心 距 e p0 h/6 的 情 况 ; 在 计 算 ζ 时, 不 考 虑 预 应 力 钢 试 验 还 表 明, 预 应 力 对 承 载 力 的 有 利 作 用, 应 有 所 限 制, 因 此 当 N p0 >0.3f c A 0 时, 应 取 N p0 =0.3f c A 对 受 纯 扭 作 用 的 箱 形 截 面 构 件, 试 验 表 明, 一 定 壁 厚 箱 形 截 面 的 受 扭 承 载 力 与 实 心 截 面 是 类 同 的 在 公 式 (7.6.6) 中 的 混 凝 土 项 受 扭 承 载 力 与 实 心 截 面 的 取 法 相 同, 即 取 箱 形 截 面 开 裂 扭 矩 的 50%, 此 外, 尚 应 乘 以 箱 形 截 面 壁 厚 的 影 响 系 数 α h=2.5tw/b h ; 钢 筋 项 受 扭 承 载 力 取 与 实 心 矩 形 截 面 相 同 通 过 国 内 外 试 验 结 果 比 较, 公 式 (7.6.6) 的 取 值 是 稳 妥 的 试 验 研 究 表 明, 轴 向 压 力 对 纵 筋 应 变 的 影 响 十 分 显 著 ; 由 于 轴 向 压 力 能 使 混 凝 土 较 好 地 参 加 工 作, 同 时 又 能 改 善 混 凝 土 的 咬 合 作 用 和 纵 向 钢 筋 的 销 栓 作 用, 因 而 提 高 了 构 件 的 受 扭 承 载 力 在 本 条 公 式 中 考 虑 了 这 一 有 利 因 素, 它 对 受 扭 承 载 力 的 提 高 值 偏 安 全 地 取 为 0.07NW t /A 试 验 表 明, 当 轴 向 压 力 大 于 0.65f c A 时, 构 件 受 扭 承 载 力 将 会 逐 步 下 降, 因 此, 在 条 文 中 对 轴 向 压 力 的 上 限 值 作 了 稳 妥 的 规 定 无 腹 筋 剪 扭 构 件 试 验 表 明, 无 量 纲 剪 扭 承 载 力 的 相 关 关 系 可 取 四 分 之 一 圆 的 规 律 ; 对 有 腹 筋 剪 扭 构 件, 假 设 混 凝 土 部 分 对 剪 扭 承 载 力 的 贡 献 与 无 腹 筋 剪 扭 构 件 一 样, 也 可 取 四 分 之 一 圆 的 规 律 本 条 公 式 适 用 于 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 剪 扭 构 件, 它 是 根 据 有 腹 筋 构 件 的 剪 扭 承 载 力 为 四 分 之 一 圆 的 相 关 曲 线 作 为 校 准 线, 采 用 混 凝 土 部 分 相 关 钢 筋 部 分 不 相 关 的 近 似 拟 合 公 式, 此 时, 可 找 到 剪 扭 构 件 混 凝 土 受 扭 承 载 力 降 低 系 数 β t, 其 值 略 大 于 无 腹 筋 构 件 的 试 验 结 果, 采 用 此 β t 值 后 与 有 腹 筋 构 件 的 四 分 之 一 圆 相 关 曲 线 较 为 接 近 经 分 析 表 明, 在 计 算 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 β t 时, 可 近 似 取 与 非 预 应 力 构 件 相 同 的 计 算 公 式, 而 不 考 虑 预 应 力 合 力 N p0 的 影 响 本 条 规 定 了 T 形 和 I 形 截 面 剪 扭 构 件 承 载 力 计 算 方 法 腹 板 部 分 要 承 受 全 部 剪 力 和 分 配 给 腹 板 的 扭 矩, 这 样 的 规 定 可 与 受 弯 构 件 的 受 剪 承 载 力 计 算 相 协 调 ; 翼 缘 仅 承 受 所 分 配 的 扭 矩, 但 翼 缘 中 配 置 的 箍 筋 应 贯 穿 整 个 翼 缘 根 据 钢 筋 混 凝 土 箱 形 截 面 纯 扭 构 件 受 扭 承 载 力 计 算 公 式 (7.6.6) 并 借 助 第 第 40 页

41 7.6.8 条 剪 扭 构 件 的 相 同 方 法, 可 导 出 公 式 ( ) 至 公 式 ( ), 经 与 箱 形 截 面 试 件 的 试 验 结 果 比 较, 所 提 供 的 方 法 是 相 当 稳 妥 的 对 弯 剪 扭 构 件, 当 V 035f t bh 0 或 V 0.875f t bh 0 /(λ+1) 时, 剪 力 对 构 件 承 载 力 的 影 响 可 不 予 考 虑, 此 时, 构 件 的 配 筋 由 正 截 面 受 弯 承 载 力 和 受 扭 承 载 力 的 计 算 确 定 ; 同 理,T 0.175f t W t 或 T 0.175α h f t W t 时, 扭 矩 对 构 件 承 载 力 的 影 响 可 不 予 考 虑, 此 时, 构 件 的 配 筋 由 正 截 面 受 弯 承 载 力 和 斜 截 面 受 剪 承 载 力 的 计 算 确 定 分 析 表 明, 按 照 本 条 规 定 的 配 筋 方 法, 其 受 弯 承 载 力 受 剪 承 载 力 与 受 扭 承 载 力 之 间 具 有 相 关 关 系, 且 与 试 验 的 结 果 大 致 相 符 ~ 在 钢 筋 混 凝 土 矩 形 截 面 框 架 柱 受 剪 扭 承 载 力 计 算 中, 考 虑 了 轴 向 压 力 的 有 利 作 用 经 分 析 表 明, 在 β t 计 算 公 式 中 可 不 考 虑 轴 向 压 力 的 影 响, 仍 可 按 公 式 ( ) 进 行 计 算 当 T (0.175f t N/A)W t 时, 可 忽 略 扭 矩 对 框 架 柱 承 载 力 的 影 响 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 扭 转, 应 区 分 两 种 不 同 的 类 型 : 1 平 衡 扭 转 : 由 平 衡 条 件 引 起 的 扭 转, 其 扭 矩 在 梁 内 不 会 产 生 内 力 重 分 布 2 协 调 扭 转 : 由 于 相 邻 构 件 的 弯 曲 转 动 受 到 支 承 梁 的 约 束, 在 支 承 梁 内 引 起 的 扭 转, 其 扭 矩 会 由 于 支 承 梁 的 开 裂 产 生 内 力 重 分 布 而 减 小, 条 文 给 出 了 宜 考 虑 内 力 重 分 布 影 响 的 原 则 要 求 由 试 验 可 知, 对 独 立 的 支 承 梁, 当 取 扭 矩 调 幅 不 超 过 40% 时, 按 承 载 力 计 算 满 足 要 求 且 钢 筋 的 构 造 符 合 本 规 范 第 条 和 第 条 的 规 定 时, 相 应 的 裂 缝 宽 度 可 满 足 规 范 规 定 的 要 求 为 了 简 化 计 算, 国 外 一 些 规 范 常 取 扭 转 刚 度 为 零, 即 取 扭 矩 为 零 的 方 法 进 行 配 筋 此 时, 为 了 保 证 支 承 构 件 有 足 够 的 延 性 和 控 制 裂 缝 的 宽 度, 就 必 须 至 少 配 置 相 当 于 开 裂 扭 矩 所 需 的 构 造 钢 筋 7.7 受 冲 切 承 载 力 计 算 7.7.1~ 原 规 范 的 受 冲 切 承 载 力 计 算 公 式, 形 式 简 单, 计 算 方 便, 但 与 国 外 规 范 进 行 对 比, 在 多 数 情 况 下 略 显 保 守, 且 考 虑 因 素 不 够 全 面 根 据 不 配 置 箍 筋 或 弯 起 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 板 试 验 资 料 的 分 析, 参 考 国 内 外 有 关 规 范 的 合 理 内 容, 本 规 范 在 保 留 原 规 范 公 式 形 式 的 基 础 上, 对 原 规 范 作 了 以 下 几 个 方 面 的 修 订 和 补 充 : 1 把 原 规 范 公 式 中 的 系 数 0.6 提 高 到 0.7 对 大 量 的 国 内 外 不 配 置 箍 筋 或 弯 起 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 板 及 基 础 的 试 验 数 据 所 进 行 的 可 靠 度 分 析 表 明, 按 公 式 (7.7.1) 计 算 的 效 果 均 比 原 规 范 公 式 有 所 改 进, 即 将 原 规 第 41 页

42 范 公 式 中 混 凝 土 项 的 系 数 0.6 提 高 到 0.7 以 后, 本 规 范 受 冲 切 承 载 力 公 式 的 可 靠 指 标 比 原 规 范 有 所 降 低, 但 仍 满 足 规 定 的 目 标 可 靠 指 标 的 要 求 2 对 截 面 高 度 尺 寸 效 应 作 了 补 充 对 于 厚 板 来 说, 本 规 范 补 充 了 截 面 高 度 尺 寸 效 应 对 受 冲 切 承 载 力 的 影 响 为 此, 在 公 式 (7.7.1) 中 引 入 了 截 面 高 度 影 响 系 数 β h, 以 考 虑 这 种 不 利 的 影 响 3 补 充 了 预 应 力 混 凝 土 板 受 冲 切 承 载 力 的 计 算 试 验 研 究 表 明, 双 向 预 应 力 对 板 柱 节 点 的 冲 切 承 载 力 起 有 利 作 用, 这 主 要 是 由 于 预 应 力 的 存 在 阻 滞 了 斜 裂 缝 的 出 现 和 开 展, 增 加 了 混 凝 土 剪 压 区 的 高 度 本 规 范 公 式 (7.7.1) 主 要 是 参 考 美 国 ACI318 规 范 和 我 国 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 的 作 法, 对 预 应 力 混 凝 土 板 受 冲 切 承 载 力 的 计 算 作 了 规 定 与 国 内 外 试 验 数 据 进 行 比 较 表 明, 公 式 (7.7.1) 的 取 值 是 偏 于 安 全 的 对 单 向 预 应 力 混 凝 土 板, 由 于 缺 少 试 验 数 据, 暂 不 考 虑 预 应 力 的 有 利 作 用 4 参 考 美 国 ACI318 等 有 关 规 范 的 规 定, 给 出 了 公 式 ( ) 公 式 ( ) 两 个 调 整 系 数 η 1 η 2 对 矩 形 形 状 的 加 载 面 积 边 长 之 比 作 了 限 制, 因 为 边 长 之 比 大 于 2 后, 受 冲 切 承 载 力 有 所 降 低, 为 此, 引 进 了 调 整 系 数 η 1 同 时, 基 于 稳 妥 的 考 虑, 对 加 载 面 积 边 长 之 比 作 了 不 宜 大 于 4 的 必 要 限 制 此 外, 当 临 界 截 面 相 对 周 长 u m /h 0 过 大 时, 同 样 会 引 起 对 受 冲 切 承 载 力 的 降 低 有 必 要 指 出, 公 式 ( ) 是 在 美 国 ACI 规 范 的 取 值 基 础 上 略 作 调 整 后 给 出 的 公 式 ( ) 的 系 数 η 只 能 取 η 1 η 2 中 的 较 小 值, 以 确 保 安 全 5 考 虑 了 板 中 开 孔 的 影 响 为 满 足 建 筑 功 能 的 要 求, 有 时 要 在 柱 边 附 近 设 置 垂 直 的 孔 洞, 板 中 开 孔 会 减 小 冲 切 的 最 不 利 周 长, 从 而 降 低 板 的 受 冲 切 承 载 力 在 参 考 了 国 外 规 范 的 基 础 上 给 出 了 本 条 规 定 应 该 指 出, 对 非 矩 形 截 面 柱 ( 异 形 截 面 柱 ) 的 临 界 截 面 周 长, 宜 选 取 周 长 um 的 形 状 要 呈 凸 形 折 线, 其 折 角 不 能 大 于 180, 由 此 可 得 到 最 小 的 周 长, 此 时 在 局 部 周 长 区 段 离 柱 边 的 距 离 允 许 大 于 h 0 /2 本 节 中 所 指 的 临 界 截 面 是 为 了 简 明 表 述 而 设 定 的 截 面, 它 是 冲 切 最 不 利 的 破 坏 锥 体 底 面 线 与 顶 面 线 之 间 的 平 均 周 长 u m 处 板 的 垂 直 截 面 : 对 等 厚 板 为 垂 直 于 板 中 心 平 面 的 截 面 ; 对 变 高 度 板 为 垂 直 于 板 受 拉 面 的 截 面 当 混 凝 土 板 的 厚 度 不 足 以 保 证 受 冲 切 承 载 力 时, 可 配 置 抗 冲 切 钢 筋 试 验 表 明, 配 有 抗 冲 切 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 板, 其 破 坏 形 态 和 受 力 特 性 与 有 腹 筋 梁 相 类 似, 当 抗 冲 切 钢 筋 的 数 量 达 到 一 定 程 度 时, 板 的 受 冲 切 承 载 力 几 乎 不 再 增 加 为 了 使 抗 第 42 页

43 冲 切 箍 筋 或 弯 起 钢 筋 能 够 充 分 发 挥 作 用, 本 规 范 规 定 了 板 的 受 冲 切 截 面 限 制 条 件 公 式 ( ), 相 当 于 配 置 抗 冲 切 钢 筋 后 的 冲 切 承 载 力 不 大 于 不 配 置 抗 冲 切 钢 筋 的 混 凝 土 板 抗 冲 切 承 载 力 的 1.5 倍 ; 同 时, 这 实 际 上 也 是 对 抗 冲 切 箍 筋 或 弯 起 钢 筋 数 量 的 限 制, 以 避 免 其 不 能 充 分 发 挥 作 用 和 使 用 阶 段 在 局 部 荷 载 附 近 的 斜 裂 缝 过 大 由 试 验 结 果 比 较 可 知, 本 规 范 对 配 置 抗 冲 切 钢 筋 板 的 受 冲 切 承 载 力 计 算 公 式 的 取 值 偏 于 安 全 试 验 表 明, 在 冲 切 荷 载 作 用 下, 钢 筋 混 凝 土 板 斜 裂 缝 形 成 的 方 式 与 梁 基 本 相 同, 大 约 在 试 验 极 限 荷 载 的 65% 左 右 出 现 斜 裂 缝 在 配 有 抗 冲 切 钢 筋 的 钢 筋 混 凝 土 板 中, 由 于 斜 向 开 裂 的 结 果, 使 混 凝 土 项 的 受 冲 切 能 力 有 所 降 低 与 原 规 范 相 同, 公 式 ( ) 和 ( ) 中 混 凝 土 项 的 抗 冲 切 承 载 力 取 为 不 配 置 抗 冲 切 钢 筋 板 极 限 承 载 力 的 一 半 阶 形 基 础 的 冲 切 破 坏 可 能 会 在 柱 与 基 础 交 接 处 或 基 础 变 阶 处 发 生, 这 与 阶 形 基 础 的 形 状 尺 寸 有 关, 因 此 在 本 条 中 作 出 了 计 算 规 定 对 于 阶 形 基 础 受 冲 切 承 载 力 计 算 公 式 中 也 引 进 了 第 条 的 截 面 高 度 影 响 系 数 β h 在 确 定 基 础 的 F l 时, 取 用 最 大 的 地 基 反 力, 这 样 做 是 偏 于 安 全 的 对 板 柱 节 点 存 在 不 平 衡 弯 矩 时 的 受 冲 切 承 载 力 计 算, 由 于 板 柱 节 点 传 递 不 平 衡 弯 矩 时, 其 受 力 特 性 及 破 坏 形 态 更 为 复 杂 为 安 全 起 见, 借 鉴 美 国 ACI318 规 范 和 我 国 的 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 的 规 定, 在 本 条 中 提 出 了 原 则 规 定, 在 附 录 G 给 出 具 体 规 定 7.8 局 部 受 压 承 载 力 计 算 本 条 对 配 置 间 接 钢 筋 的 混 凝 土 结 构 构 件 局 部 受 压 区 截 面 尺 寸 规 定 了 限 制 条 件, 因 为 : 1 试 验 表 明, 当 局 压 区 配 筋 过 多 时, 局 压 板 底 面 下 的 混 凝 土 会 产 生 过 大 的 下 沉 变 形 ; 当 符 合 公 式 ( ) 时, 可 限 制 下 沉 变 形 不 致 过 大 为 适 当 提 高 可 靠 度, 将 右 边 抗 力 项 乘 以 系 数 0.9, 式 中 系 数 1.35 系 由 原 规 范 公 式 中 的 系 数 1.5 乘 以 0.9 而 给 出 2 为 了 反 映 混 凝 土 强 度 等 级 提 高 对 局 部 受 压 的 影 响, 引 入 了 混 凝 土 强 度 影 响 系 数 β c 3 在 计 算 混 凝 土 局 部 受 压 时 的 强 度 提 高 系 数 β l ( 也 包 括 本 规 范 第 条 的 β cor ) 时, 不 应 扣 除 孔 道 面 积, 经 试 验 校 核, 此 种 计 算 方 法 比 较 合 适 4 在 预 应 力 锚 头 下 的 局 部 受 压 承 载 力 的 计 算 中, 按 本 规 范 第 条 的 规 定, 当 预 应 力 作 为 荷 载 效 应 且 对 结 构 不 利 时, 其 荷 载 效 应 的 分 项 系 数 取 为 1.2 第 43 页

44 7.8.2 计 算 底 面 积 A b 的 取 值 采 用 了 同 心 对 称 的 原 则 要 求 计 算 底 面 积 A b 与 局 压 面 积 A l 具 有 相 同 的 重 心 位 置, 并 呈 对 称 ; 沿 A l 各 边 向 外 扩 大 的 有 效 距 离 不 超 过 受 压 板 短 边 尺 寸 b( 对 圆 形 承 压 板, 可 沿 周 边 扩 大 一 倍 d), 此 法 便 于 记 忆 对 各 类 型 垫 板 的 局 压 试 件 的 试 验 表 明, 试 验 值 与 计 算 值 符 合 较 好, 且 偏 于 安 全 试 验 还 表 明, 当 构 件 处 于 边 角 局 压 时,β l 值 在 1.0 上 下 波 动 且 离 散 性 较 大, 考 虑 使 用 简 便 形 式 统 一 和 保 证 安 全 ( 温 度 混 凝 土 的 收 缩 水 平 力 对 边 角 局 压 承 载 力 的 影 响 较 大 ), 取 边 角 局 压 时 的 β l =1.0 是 适 当 的 对 配 置 方 格 网 式 或 螺 旋 式 的 间 接 钢 筋 的 局 部 受 压 承 载 力 计 算, 试 验 表 明, 它 可 由 混 凝 土 项 承 载 力 和 间 接 钢 筋 项 承 载 力 之 和 组 成 间 接 钢 筋 项 承 载 力 与 其 体 积 配 筋 率 有 关 ; 且 随 混 凝 土 强 度 等 级 的 提 高, 该 项 承 载 力 有 降 低 的 趋 势, 为 了 反 映 这 个 特 性, 公 式 中 引 入 了 系 数 α 为 便 于 使 用 且 保 证 安 全, 系 数 α 与 本 规 范 第 条 的 取 值 相 同 基 于 与 本 规 范 第 条 同 样 的 理 由, 在 公 式 ( ) 也 考 虑 了 系 数 0.9 本 条 还 规 定 了 A cor >A b 时, 在 计 算 中 只 能 取 A cor =A l 的 要 求 此 规 定 用 以 保 证 充 分 发 挥 间 接 钢 筋 的 作 用, 且 能 确 保 安 全 为 避 免 长 短 两 个 方 向 配 筋 相 差 过 大 而 导 致 钢 筋 不 能 充 分 发 挥 强 度, 对 公 式 ( ) 规 定 了 配 筋 量 的 限 制 条 件 7.9 疲 劳 验 算 保 留 了 原 规 范 的 基 本 假 定, 它 为 试 验 所 证 实, 并 作 为 第 条 和 第 条 建 立 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 疲 劳 应 力 公 式 的 依 据 本 条 是 根 据 本 规 范 第 条 和 吊 车 出 现 在 跨 度 不 大 于 12m 的 吊 车 梁 上 的 可 能 情 况 而 作 出 的 规 定 本 条 明 确 规 定, 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 正 截 面 和 斜 截 面 疲 劳 验 算 中 起 控 制 的 部 位 需 作 相 应 的 应 力 或 应 力 幅 计 算 国 内 外 试 验 研 究 表 明, 影 响 钢 筋 疲 劳 强 度 的 主 要 因 素 为 应 力 幅, 即 (σ max -σ min), 所 以 在 本 节 中 涉 及 钢 筋 的 疲 劳 应 力 时 均 按 应 力 幅 计 算 7.9.5~ 按 照 第 条 的 基 本 假 定, 具 体 给 出 了 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 正 截 面 疲 劳 验 算 中 所 需 的 截 面 特 征 值 及 其 相 应 的 应 力 和 应 力 幅 公 式 7.9.7~ 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 斜 截 面 的 疲 劳 验 算 分 为 两 种 情 况 : 第 一 种 情 况, 当 按 公 式 (7.9.8) 计 算 的 剪 应 力 τ f 符 合 公 式 ( ) 时, 表 示 截 面 混 凝 土 可 全 部 承 担, 仅 需 按 构 造 配 置 箍 筋 ; 第 二 种 情 况, 当 剪 应 力 τ f 不 符 合 公 式 ( ) 时, 该 区 段 的 剪 应 力 应 由 混 凝 土 和 垂 直 箍 筋 共 同 承 担 试 验 表 明, 受 压 区 混 凝 土 所 承 担 的 剪 应 力 ι 第 44 页 f c

45 f 值, 与 荷 载 值 大 小 剪 跨 比 配 筋 率 等 因 素 有 关, 在 公 式 ( ) 中 取 ι =0.1 稳 妥 的 c f f t 是 较 对 上 述 两 种 情 况, 按 照 我 国 以 往 的 经 验, 对 (τ f f -ι ) 部 分 的 剪 应 力 应 由 垂 直 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 共 同 承 担 但 国 内 的 试 验 表 明, 同 时 配 有 垂 直 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 的 斜 截 面 疲 劳 破 坏, 都 是 弯 起 钢 筋 首 先 疲 劳 断 裂 ; 按 照 45 桁 架 模 型 和 开 裂 截 面 的 应 变 协 调 关 系, 可 得 到 密 排 弯 起 钢 筋 应 力 σsh 与 垂 直 箍 筋 应 力 σ sv 之 间 的 关 系 式 : σ sh= σ sv (sinα+cosα) 2 此 处,α 为 弯 起 钢 筋 的 弯 起 角 显 然, 由 上 式 可 得 σ sb >σ sv 的 结 论 为 了 防 止 配 置 少 量 弯 起 钢 筋 而 引 起 其 疲 劳 破 坏, 由 此 导 致 垂 直 箍 筋 所 能 承 担 的 剪 力 大 幅 度 降 低, 本 规 范 不 提 倡 采 用 弯 起 钢 筋 作 为 抗 疲 劳 的 抗 剪 钢 筋 ( 密 排 斜 向 箍 筋 除 外 ), 所 以 在 第 条 仅 提 供 配 有 垂 直 箍 筋 的 应 力 幅 计 算 公 式 ~ 基 本 保 留 了 原 规 范 对 要 求 不 出 现 裂 缝 的 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 疲 劳 强 度 验 算 方 法, 对 非 预 应 力 钢 筋 和 预 应 力 钢 筋, 则 改 用 应 力 幅 的 验 算 方 法 由 于 本 规 范 第 条 规 定 需 进 行 疲 劳 验 算 的 预 应 力 混 凝 土 吊 车 梁 应 按 不 出 现 裂 缝 的 要 求 设 计, 故 本 规 范 删 去 了 原 规 范 中 对 允 许 出 现 裂 缝 的 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 疲 劳 强 度 验 算 公 式 f f 按 条 文 公 式 计 算 的 混 凝 土 应 力 σ 和 σ, 是 指 在 截 面 同 一 纤 维 计 算 点 处 一 次 循 环 过 程 中 的 最 小 应 力 和 最 大 应 力, 其 最 小 最 大 以 其 绝 对 值 进 行 判 别, 且 拉 应 力 f f f 为 正 压 应 力 为 负 ; 在 计 算 σ =σ /σ 中, 应 注 意 应 力 的 正 负 号 及 最 大 最 小 应 力 的 取 值 c c, min c, min c, max c, max c 第 45 页

46 8 正 常 使 用 极 限 状 态 验 算 8.1 裂 缝 控 制 验 算 根 据 本 规 范 第 条 的 规 定, 具 体 给 出 了 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 构 件 裂 缝 控 制 的 验 算 公 式 有 必 要 指 出, 按 概 率 统 计 的 观 点, 符 合 公 式 ( ) 情 况 下, 并 不 意 味 着 构 件 绝 对 不 会 出 现 裂 缝 ; 同 样, 符 合 公 式 ( ) 的 情 况 下, 构 件 由 荷 载 作 用 而 产 生 的 最 大 裂 缝 宽 度 大 于 最 大 裂 缝 限 值 大 致 会 有 5% 的 可 能 性 本 规 范 最 大 裂 缝 宽 度 的 基 本 公 式 仍 采 用 原 规 范 的 公 式 : ϖ =τ max σ τ sacϕ E l 对 各 类 受 力 构 件 的 平 均 裂 缝 间 距 的 试 验 数 据 进 行 了 统 计 分 析, 当 混 凝 土 保 护 层 厚 度 c 不 大 于 65mm 时, 对 配 置 带 肋 钢 筋 混 凝 土 构 件 的 平 均 裂 缝 间 距 可 按 下 列 公 式 计 算 : l cr sk d = β 1.9c ρ 此 处, 对 轴 心 受 拉 构 件, 取 β=1.1; 对 其 他 受 力 构 件, 均 取 β=1 当 配 置 不 同 钢 种 不 同 直 径 的 钢 筋 时, 式 中 d 应 改 为 等 效 直 径 d eq, 可 按 正 文 公 式 ( ) 进 行 计 算 确 定, 其 中 考 虑 了 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 构 件 配 置 不 同 的 钢 种, 钢 筋 表 面 形 状 以 及 预 应 力 钢 筋 采 用 先 张 法 或 后 张 法 ( 灌 浆 ) 等 不 同 的 施 工 工 艺, 它 们 与 混 凝 土 之 间 的 粘 结 性 能 有 所 不 同, 这 种 差 异 将 通 过 等 效 直 径 予 以 反 映 为 此, 对 钢 筋 混 凝 土 用 钢 筋, 根 据 国 内 有 关 试 验 资 料 ; 对 预 应 力 钢 筋, 参 照 欧 洲 混 凝 土 桥 规 范 ENV1992-2(1996) 的 规 定, 给 出 了 正 文 表 的 钢 筋 相 对 粘 结 特 性 系 数 对 有 粘 结 的 预 应 力 钢 筋 d i 的 取 值, 可 按 照 d i =4A p /u p 求 得, 其 中 u p 本 应 取 为 预 应 力 钢 筋 与 混 凝 土 的 实 际 接 触 周 长 ; 分 析 表 明, 按 照 上 述 方 法 求 得 的 d i 值 与 按 预 应 力 钢 筋 的 公 称 直 径 进 行 计 算, 两 者 较 为 接 近 为 简 化 起 见, 对 d i 统 一 取 用 公 称 直 径 对 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 的 相 对 粘 结 特 性 系 数 是 根 据 试 验 结 果 确 定 的 根 据 试 验 规 律, 给 出 受 弯 构 件 裂 缝 间 纵 向 受 拉 钢 筋 应 变 不 均 匀 系 数 的 基 本 公 式 : φ M 1 M = cr ω 1 k s l te cr 第 46 页

47 作 为 规 范 简 化 公 式 的 基 础, 并 扩 展 应 用 到 其 他 构 件 式 中 系 数 ω 1 与 钢 筋 和 混 凝 土 的 握 裹 力 有 一 定 关 系, 对 光 圆 钢 筋,ω 1 则 较 接 近 1.1 根 据 偏 拉 偏 压 构 件 的 试 验 资 料, 以 及 为 了 与 轴 心 受 拉 构 件 的 计 算 公 式 相 协 调, 将 ω 1 统 一 为 1.1 同 时, 为 了 简 化 计 算, 并 便 于 与 偏 心 受 力 构 件 的 计 算 相 协 调, 将 上 式 展 开 并 作 一 定 的 简 化, 就 可 得 到 以 钢 筋 应 力 σ sk 为 主 要 参 数 的 公 式 (8.1.22) 反 映 裂 缝 间 混 凝 土 伸 长 对 裂 缝 宽 度 影 响 的 系 数 α c, 根 据 试 验 资 料 分 析, 统 一 取 α c =0.85 短 期 裂 缝 宽 度 的 扩 大 系 数 τ s, 根 据 试 验 数 据 分 析, 对 受 弯 构 件 和 偏 心 受 压 构 件, 取 τ s =1.66; 对 偏 心 受 拉 和 轴 心 受 拉 构 件, 取 τ s =1.9 扩 大 系 数 τ s 的 取 值 的 保 证 率 约 为 95% 根 据 试 验 结 果, 给 出 了 考 虑 长 期 作 用 影 响 的 扩 大 系 数 τ l =1.5 试 验 表 明, 对 偏 心 受 压 构 件, 当 e 0 /h 时, 裂 缝 宽 度 较 小, 均 能 符 合 要 求, 故 规 定 不 必 验 算 在 计 算 平 均 裂 缝 间 距 l cr 和 φ 时 引 进 了 按 有 效 受 拉 混 凝 土 面 积 计 算 的 纵 向 受 拉 配 筋 率 ρ te, 其 有 效 受 拉 混 凝 土 面 积 取 A te =0.5bh+(b f -b)h f, 由 此 可 达 到 φ 公 式 的 简 化, 并 能 适 用 于 受 弯 偏 心 受 拉 和 偏 心 受 压 构 件 经 试 验 结 果 校 准, 尚 能 符 合 各 类 受 力 情 况 鉴 于 对 配 筋 率 较 小 情 况 下 的 构 件 裂 缝 宽 度 等 的 试 验 资 料 较 少, 采 取 当 ρ te <0.01 时, 取 ρ te =0.01 的 办 法, 限 制 计 算 最 大 裂 缝 宽 度 的 使 用 范 围, 以 减 少 对 最 大 裂 缝 宽 度 计 算 值 偏 小 的 情 况 必 须 指 出, 当 混 凝 土 保 护 层 厚 度 较 大 时, 虽 然 裂 缝 宽 度 计 算 值 也 较 大, 但 较 大 的 混 凝 土 保 护 层 厚 度 对 防 止 钢 筋 锈 蚀 是 有 利 的 因 此, 对 混 凝 土 保 护 层 厚 度 较 大 的 构 件, 当 在 外 观 的 要 求 上 允 许 时, 可 根 据 实 践 经 验, 对 本 规 范 表 中 所 规 定 的 裂 缝 宽 度 允 许 值 作 适 当 放 大 对 沿 截 面 上 下 或 周 边 均 匀 配 置 纵 向 钢 筋 的 构 件 裂 缝 宽 度 计 算, 研 究 尚 不 充 分, 本 规 范 未 作 明 确 规 定 但 必 须 指 出, 在 荷 载 的 标 准 组 合 下, 这 类 构 件 的 受 拉 钢 筋 应 力 很 高, 甚 至 可 能 超 过 钢 筋 抗 拉 强 度 设 计 值 为 此, 当 按 公 式 (8.1.21) 计 算 时, 关 于 钢 筋 应 力 σ sk 及 A te 的 取 用 原 则 等 应 按 更 合 理 的 方 法 计 算 本 条 给 出 的 钢 筋 混 凝 土 构 件 的 纵 向 受 拉 钢 筋 应 力 和 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 纵 向 受 拉 钢 筋 等 效 应 力, 均 是 指 在 荷 载 效 应 的 标 准 组 合 下 构 件 裂 缝 截 面 上 产 生 的 钢 筋 应 力, 下 面 按 受 力 性 质 分 别 说 明 : 1 对 钢 筋 混 凝 土 轴 心 受 拉 和 受 弯 构 件, 钢 筋 应 力 σ sk 仍 按 原 规 范 的 方 法 计 算 第 47 页

48 受 弯 构 件 裂 缝 截 面 的 内 力 臂 系 数, 仍 取 η b = 对 钢 筋 混 凝 土 偏 心 受 拉 构 件, 其 钢 筋 应 力 计 算 公 式 ( ) 是 由 外 力 与 截 面 内 力 对 受 压 区 钢 筋 合 力 点 取 矩 确 定, 此 即 表 示 不 管 轴 向 力 作 用 在 A s 和 A s 之 间 或 之 外, 均 近 似 取 内 力 臂 z=h 0 -α s 3 对 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 纵 向 受 拉 钢 筋 等 效 应 力, 是 指 在 该 钢 筋 合 力 点 处 混 凝 土 预 压 应 力 抵 消 后 钢 筋 中 的 应 力 增 量, 可 视 它 为 等 效 于 钢 筋 混 凝 土 构 件 中 的 钢 筋 应 力 σ sk 预 应 力 混 凝 土 轴 心 受 拉 构 件 的 纵 向 受 拉 钢 筋 等 效 应 力 的 计 算 公 式 ( ) 就 是 基 于 上 述 的 假 定 给 出 的 4 对 钢 筋 混 凝 土 偏 压 构 件 和 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件, 其 纵 向 受 拉 钢 筋 的 应 力 和 等 效 应 力 可 根 据 相 同 的 概 念 给 出 此 时, 可 把 预 应 力 及 非 预 应 力 钢 筋 的 合 力 N p0 作 为 压 力 与 弯 矩 值 M k 一 起 作 用 于 截 面 上, 这 样, 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 就 等 效 于 钢 筋 混 凝 土 偏 心 受 压 构 件 对 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 超 静 定 结 构 中 的 次 弯 矩 M 2 的 影 响, 与 本 规 范 第 条 相 协 调, 在 公 式 ( ) ( ) 中 作 了 反 映 对 裂 缝 截 面 的 纵 向 受 拉 钢 筋 应 力 和 等 效 应 力, 由 建 立 内 外 力 对 受 压 区 合 力 取 矩 的 平 衡 条 件, 可 得 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 纵 向 受 拉 钢 筋 合 力 点 至 受 压 区 合 力 点 之 间 的 距 离 z=ηh 0, 可 近 似 按 第 7 章 第 7.1 节 的 基 本 假 定 确 定 考 虑 到 计 算 的 复 杂 性, 通 过 计 算 分 析, 可 采 用 下 列 内 力 臂 系 数 的 拟 合 公 式 : η = η b ( η η ) b M 0 0 M e 式 中 η b 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 在 使 用 阶 段 的 裂 缝 截 面 内 力 臂 系 数 ; η 0 纵 向 受 拉 钢 筋 截 面 重 心 处 混 凝 土 应 力 为 零 时 的 截 面 内 力 臂 系 数 ; M 0 受 拉 钢 筋 截 面 重 心 处 混 凝 土 应 力 为 零 时 的 消 压 弯 矩 : 对 偏 压 构 件, 取 M 0 =N k η 0 h 0 ; 对 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件, 取 M 0 =N p0 (η 0 h 0 -e p ); M e 外 力 对 受 拉 钢 筋 合 力 点 的 力 矩 : 对 偏 压 构 件, 取 M e =N k e; 对 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件, 取 M e =M k +N p0 e p 或 M e =N p0 e 上 述 公 式 可 进 一 步 改 写 为 : η = η b h a 0 e 通 过 分 析, 适 当 考 虑 了 混 凝 土 的 塑 性 影 响, 并 经 有 关 构 件 的 试 验 结 果 校 核 后, 2 2 第 48 页

49 本 规 范 给 出 了 以 上 述 拟 合 公 式 为 基 础 的 简 化 公 式 ( ) 当 然, 本 规 范 不 排 斥 采 用 更 精 确 的 方 法 计 算 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 内 力 臂 z 对 钢 筋 混 凝 土 偏 心 受 压 构 件, 当 l 0 /h>14 时, 试 验 表 明 应 考 虑 构 件 挠 曲 对 轴 向 力 偏 心 距 的 影 响, 近 似 取 第 7 章 第 条 确 定 承 载 力 计 算 用 的 曲 率 的 1/2.85, 且 不 考 虑 附 加 偏 心 距, 由 此 可 得 公 式 ( ) 在 抗 裂 验 算 中, 边 缘 混 凝 土 的 法 向 应 力 计 算 公 式 是 按 弹 性 应 力 给 出 的 从 裂 缝 控 制 要 求 对 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 斜 截 面 混 凝 土 主 拉 应 力 进 行 验 算, 是 为 了 避 免 斜 裂 缝 的 出 现, 同 时 按 裂 缝 等 级 不 同 予 以 区 别 对 待 ; 对 混 凝 土 主 压 应 力 的 验 算, 是 为 了 避 免 过 大 的 压 应 力 导 致 混 凝 土 抗 拉 强 度 过 大 地 降 低 和 裂 缝 过 早 地 出 现 8.1.6~ 在 第 条 提 供 了 混 凝 土 主 拉 应 力 和 主 压 应 力 的 计 算 方 法 在 条 提 供 了 考 虑 集 中 荷 载 产 生 的 混 凝 土 竖 向 压 应 力 及 对 剪 应 力 分 布 影 响 的 实 用 方 法, 这 是 依 据 弹 性 理 论 分 析 加 以 简 化 并 经 试 验 验 证 后 给 出 的 对 先 张 法 预 应 力 混 凝 土 构 件 端 部 预 应 力 传 递 长 度 范 围 内 进 行 正 截 面 斜 截 面 抗 裂 验 算 时, 采 用 本 条 对 预 应 力 传 递 长 度 范 围 内 有 效 预 应 力 σ pe 按 近 似 的 线 性 变 化 规 律 的 假 定 后, 可 利 于 简 化 计 算 8.2 受 弯 构 件 挠 度 验 算 在 正 常 使 用 极 限 状 态 下 混 凝 土 受 弯 构 件 的 挠 度, 主 要 取 决 于 构 件 的 刚 度 规 范 假 定 在 同 号 弯 矩 区 段 内 的 刚 度 相 等, 并 取 该 区 段 内 最 大 弯 矩 处 所 对 应 的 刚 度 ; 对 于 允 许 出 现 裂 缝 的 构 件, 它 就 是 该 区 段 内 的 最 小 刚 度, 这 样 做 是 偏 于 安 全 的 当 支 座 截 面 刚 度 与 跨 中 截 面 刚 度 之 比 在 规 范 规 定 的 范 围 内 时, 采 用 等 刚 度 计 算 构 件 挠 度, 其 误 差 不 致 超 过 5% 在 受 弯 构 件 短 期 刚 度 B s 基 础 上, 仅 考 虑 荷 载 效 应 准 永 久 组 合 的 长 期 作 用 对 挠 度 增 大 的 影 响, 由 此 给 出 公 式 (8.2.2) 本 条 提 供 的 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 短 期 刚 度 是 在 理 论 与 试 验 相 结 合 的 基 础 上 提 出 的 1 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 的 短 期 刚 度 截 面 刚 度 与 曲 率 的 理 论 关 系 式 为 : 式 中 ε sm 纵 向 受 拉 钢 筋 的 平 均 应 变 ; M B s k ε + ε = sm h 0 cm 第 49 页

50 ε cm 截 面 受 压 区 边 缘 混 凝 土 的 平 均 应 变 根 据 裂 缝 截 面 受 拉 钢 筋 和 受 压 区 边 缘 混 凝 土 各 自 的 应 变 与 相 应 的 平 均 应 变, 可 建 立 下 列 关 系 : M ε sm = φ E A s k sηh 0 M k ε cm = 2 ζecbh 0 将 上 述 平 均 应 变 代 入 前 式, 即 可 得 短 期 刚 度 的 基 本 公 式 : 公 式 中 的 系 数 由 试 验 分 析 确 定 : B s 2 Es Ash0 = ϕ αeρ + η ξ 1) 系 数 φ, 采 用 与 裂 缝 宽 度 计 算 相 同 的 公 式, 当 φ<0.2 时, 取 φ=0.2, 这 将 能 更 好 地 符 合 试 验 结 果 2) 根 据 试 验 资 料 回 归, 系 数 α E ρ/ξ 可 按 下 列 公 式 计 算 : α E ρ 6α E ρ = ξ γ f 对 力 臂 系 数 η, 近 似 取 η=0.87 将 上 述 系 数 与 表 达 式 代 入 上 述 Bs 公 式, 即 得 公 式 (8.2.31) 2 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 的 短 期 刚 度 1) 不 出 现 裂 缝 构 件 的 短 期 刚 度, 统 一 取 0.85E c I 0, 在 取 值 上 较 稳 妥 2) 允 许 出 现 裂 缝 构 件 的 短 期 刚 度 对 使 用 阶 段 已 出 现 裂 缝 的 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件, 假 定 弯 矩 与 曲 率 ( 或 弯 矩 与 挠 度 ) 曲 线 是 由 双 折 直 线 组 成, 双 折 线 的 交 点 位 于 开 裂 弯 矩 M cr 处, 则 可 求 得 短 期 刚 度 的 基 本 公 式 为 : M 式 中 β 0.4 和 β cr 分 别 为 M 1 β 0.4 cr k B s = 1 β Ec I 0 M cr 0.4 M k β cr 1 β 0.4 =0.4 和 1.0 时 的 刚 度 降 低 系 数 对 β cr, 取 β cr =0.85; 对, 根 据 试 验 资 料 分 析, 取 拟 合 的 近 似 值, 可 得 : 第 50 页

51 1 将 β cr 和 β 0.4 β = ( γ α E ρ 代 入 上 述 公 式 B s, 并 经 适 当 调 整 后 即 得 本 规 范 公 式 ( ) 对 混 凝 土 截 面 抵 抗 矩 塑 性 影 响 系 数 γ 值 略 作 了 调 整, 本 条 与 原 规 范 的 基 本 假 定 不 同 仅 在 本 条 取 受 拉 区 混 凝 土 应 力 图 形 为 梯 形 而 不 是 矩 形, 其 他 均 相 同 为 了 简 化 计 算, 参 照 水 工 结 构 行 业 规 范 的 规 定 并 作 校 准 后, 给 出 了 常 用 截 面 形 状 的 γ 近 似 值, 以 供 查 用 8.2.5~ 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 考 虑 荷 载 长 期 作 用 对 挠 度 增 大 的 影 响 系 数 θ 是 根 据 国 内 一 些 单 位 长 期 试 验 结 果 并 参 考 国 外 规 范 的 规 定 而 给 出 预 应 力 混 凝 土 受 弯 构 件 在 使 用 阶 段 的 反 拱 计 算 中, 短 期 反 拱 值 的 计 算 以 及 考 虑 预 加 力 长 期 作 用 对 反 拱 增 大 的 影 响 系 数 仍 保 留 原 规 范 取 为 2.0 的 规 定 由 于 它 未 能 反 映 混 凝 土 收 缩 徐 变 损 失 以 及 配 筋 率 等 因 素 的 影 响, 因 此, 对 长 期 反 拱 值, 如 有 专 门 的 试 验 分 析 或 根 据 收 缩 徐 变 理 论 进 行 计 算 分 析, 则 可 不 遵 守 条 文 的 规 定 f 第 51 页

52 9 构 造 规 定 9.1 伸 缩 缝 根 据 多 年 的 工 程 实 践 经 验, 未 发 现 表 的 伸 缩 缝 最 大 间 距 规 定 对 混 凝 土 结 构 的 承 载 力 和 裂 缝 开 展 有 明 显 不 利 影 响, 故 伸 缩 缝 最 大 间 距 按 原 规 范 未 作 改 动 但 根 据 调 研, 近 年 来 混 凝 土 强 度 等 级 有 所 提 高, 流 动 性 加 大, 混 凝 土 凝 固 过 程 具 有 快 硬 早 强 发 热 量 大 的 特 点, 混 凝 土 体 积 收 缩 呈 增 大 趋 势, 因 此 对 伸 缩 缝 间 距 的 要 求 由 原 规 范 的 可 改 为 宜 本 次 修 订 对 原 规 范 的 表 注 作 了 以 下 修 改 : 1 增 加 了 表 注 1 关 于 装 配 整 体 式 结 构 房 屋 和 表 注 2 关 于 框 架 - 剪 力 墙 结 构 和 框 架 - 核 心 筒 结 构 房 屋 伸 缩 缝 间 距 的 规 定 2 为 防 止 温 度 裂 缝, 表 注 4 新 增 加 了 对 露 天 挑 檐 雨 罩 等 外 露 结 构 的 伸 缩 缝 间 距 的 要 求 本 条 列 出 了 温 度 变 化 和 混 凝 土 收 缩 对 结 构 产 生 更 不 利 影 响 的 几 种 情 况, 提 出 了 需 要 在 表 规 定 基 础 上 适 当 减 小 伸 缩 缝 间 距 的 要 求 本 条 为 新 增 内 容, 指 出 允 许 适 当 增 大 伸 缩 缝 最 大 间 距 的 情 况 条 件 和 应 注 意 的 问 题 在 结 构 施 工 阶 段 采 取 防 裂 措 施 是 国 内 外 通 用 的 减 小 混 凝 土 收 缩 不 利 影 响 的 有 效 方 法 我 国 常 用 的 做 法 是 设 置 后 浇 带 根 据 工 程 实 践 经 验, 通 常 后 浇 带 的 间 距 不 大 于 30m; 浇 灌 混 凝 土 的 间 隔 时 间 通 常 在 两 个 月 以 上 这 里 所 指 的 后 浇 带 是 将 结 构 构 件 混 凝 土 全 部 临 时 断 开 的 做 法 还 应 注 意, 合 理 设 置 有 效 的 后 浇 带, 并 有 可 靠 经 验 时, 可 适 当 增 大 伸 缩 缝 间 距, 但 不 能 用 后 浇 带 代 替 伸 缩 缝 对 结 构 施 加 相 应 的 预 应 力 可 以 减 小 因 温 度 变 化 和 混 凝 土 收 缩 而 在 混 凝 土 中 产 生 的 拉 应 力, 以 减 小 或 消 除 混 凝 土 开 裂 的 可 能 性 本 条 所 指 的 预 加 应 力 措 施 是 指 专 门 用 于 抵 消 温 度 收 缩 应 力 的 预 加 应 力 措 施 本 条 中 的 其 他 措 施 是 指 : 加 强 屋 盖 保 温 隔 热 措 施, 以 减 小 结 构 温 度 变 形 ; 加 强 结 构 的 薄 弱 环 节, 以 提 高 其 抗 裂 性 能 ; 对 现 浇 结 构, 在 施 工 中 切 实 加 强 养 护 以 减 小 收 缩 变 形 ; 采 用 可 靠 的 滑 动 措 施, 以 减 小 约 束 结 构 变 形 的 摩 擦 阻 力 ; 合 理 选 择 材 料 以 减 少 混 凝 土 的 收 缩 等 此 外, 对 墙 体 还 可 采 用 设 置 控 制 缝 以 调 节 伸 缩 缝 间 距 的 措 施 控 制 缝 是 在 建 筑 第 52 页

53 物 的 线 脚 饰 条 凹 角 等 处 通 过 预 埋 板 条 等 方 法 引 导 收 缩 裂 缝 出 现, 并 用 建 筑 构 造 处 理 从 外 观 上 加 以 遮 掩, 并 做 好 防 渗 防 水 处 理 的 一 种 做 法 其 间 距 一 般 在 10m 左 右, 根 据 建 筑 处 理 设 置 对 设 有 控 制 缝 的 墙 体, 伸 缩 缝 间 距 可 适 当 加 大 本 条 还 特 别 强 调 当 增 大 伸 缩 缝 间 距 时, 尚 应 考 虑 温 度 变 化 和 混 凝 土 收 缩 对 结 构 的 影 响 这 是 因 为 温 度 变 化 和 混 凝 土 收 缩 这 类 间 接 作 用 引 起 的 变 形 和 位 移 对 于 超 静 定 混 凝 土 结 构 可 能 引 起 很 大 的 约 束 应 力, 导 致 结 构 构 件 开 裂, 甚 至 使 结 构 的 受 力 形 态 发 生 变 化 设 计 者 不 能 简 单 地 采 取 某 些 措 施 就 草 率 地 增 大 伸 缩 缝 间 距, 而 应 通 过 有 效 的 分 析 或 计 算 慎 重 考 虑 各 种 不 利 因 素 对 结 构 内 力 和 裂 缝 的 影 响, 确 定 合 理 的 伸 缩 缝 间 距 对 本 条 中 的 充 分 依 据, 不 应 仅 理 解 为 已 经 有 了 少 量 未 发 现 问 题 的 工 程 实 例, 而 是 指 对 各 种 有 利 和 不 利 因 素 的 影 响 方 式 和 程 度 作 出 有 科 学 依 据 的 分 析 和 判 断, 并 由 此 确 定 伸 缩 缝 间 距 的 增 减 本 条 规 定, 为 设 置 伸 缩 缝 而 形 成 的 双 柱, 因 基 础 受 温 度 收 缩 影 响 很 小, 故 其 独 立 基 础 可 以 不 设 缝 工 程 实 践 证 明 这 种 做 法 是 可 行 的 9.2 混 凝 土 保 护 层 保 护 层 厚 度 的 规 定 是 为 了 满 足 结 构 构 件 的 耐 久 性 要 求 和 对 受 力 钢 筋 有 效 锚 固 的 要 求 本 条 对 保 护 层 厚 度 给 出 了 更 明 确 的 定 义 混 凝 土 保 护 层 厚 度 的 规 定 比 原 规 范 略 有 增 加 考 虑 耐 久 性 要 求, 本 条 对 处 于 环 境 类 别 为 一 二 三 类 的 混 凝 土 结 构 规 定 了 保 护 层 最 小 厚 度 与 原 规 范 比 较 作 了 以 下 改 动 : 1 一 类 及 二 a 类 环 境 分 别 与 原 规 范 中 室 内 正 常 环 境 及 露 天 及 室 内 高 湿 度 环 境 相 近 ; 考 虑 冻 融 及 轻 度 腐 蚀 环 境 的 影 响, 增 加 了 二 b 类 环 境 及 三 类 环 境 2 表 中 保 护 层 厚 度 的 数 值 是 参 考 我 国 的 工 程 经 验 以 及 耐 久 性 要 求 规 定 的, 要 求 比 原 规 范 稍 严 ; 表 中 相 应 的 混 凝 土 强 度 等 级 范 围 有 所 扩 大 3 注 中 增 加 了 基 础 保 护 层 厚 度 的 规 定, 这 是 根 据 长 期 工 程 实 践 经 验 确 定 的 对 处 于 有 侵 蚀 性 介 质 作 用 环 境 中 的 基 础, 其 保 护 层 厚 度 应 符 合 有 关 标 准 的 规 定 本 条 对 预 制 构 件 中 钢 筋 保 护 层 厚 度 的 规 定 与 原 规 范 相 同, 多 年 工 程 实 践 证 明 是 可 行 的 板 墙 壳 中 的 分 布 钢 筋 以 及 梁 柱 中 的 箍 筋 及 构 造 钢 筋 的 保 护 层 厚 度 规 定 基 本 同 原 规 范, 但 根 据 环 境 条 件 稍 有 加 严 构 造 钢 筋 是 指 不 考 虑 受 力 的 架 立 筋 分 布 筋 连 系 筋 等 工 程 实 践 证 明, 本 条 规 定 对 保 证 结 构 耐 久 性 是 有 效 的 第 53 页

54 9.2.4 对 梁 柱 中 纵 向 受 力 钢 筋 保 护 层 厚 度 大 于 40mm 的 情 况, 提 出 应 采 取 有 效 的 防 裂 构 造 措 施 通 常 是 在 混 凝 土 保 护 层 中 离 构 件 表 面 一 定 距 离 处 全 面 增 配 由 细 钢 筋 制 成 的 构 造 钢 筋 网 片 此 外, 增 加 了 在 处 于 露 天 环 境 中 悬 臂 板 的 上 表 面 采 取 保 护 措 施 的 要 求, 这 是 由 于 该 处 受 力 钢 筋 因 混 凝 土 开 裂 更 易 受 腐 蚀 而 提 出 的 环 境 类 别 为 四 五 类 的 情 况 属 非 共 性 问 题, 港 口 工 程 中 的 这 类 情 况 应 符 合 港 口 工 程 混 凝 土 和 钢 筋 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 JTJ 267 的 有 关 规 定, 工 业 建 筑 中 的 这 类 情 况 应 符 合 工 业 建 筑 防 腐 蚀 设 计 规 范 GB 的 有 关 规 定 为 了 满 足 建 筑 防 火 要 求, 保 护 层 厚 度 还 应 满 足 建 筑 防 火 规 范 GBJ 16 和 高 层 民 用 建 筑 设 计 防 火 规 范 GB50045 的 要 求 9.3 钢 筋 的 锚 固 原 规 范 锚 固 设 计 采 用 查 表 方 法, 按 以 5d 为 间 隔 取 整 的 方 式 取 值, 不 能 较 准 确 地 反 映 锚 固 条 件 变 化 对 锚 固 强 度 的 影 响, 且 难 与 国 际 惯 例 协 调 我 国 钢 筋 强 度 不 断 提 高, 外 形 日 趋 多 样 化, 结 构 形 式 的 多 样 性 也 使 锚 固 条 件 有 了 很 大 的 变 化, 用 表 格 的 方 式 已 很 难 确 切 表 达 根 据 近 年 来 系 统 试 验 研 究 及 可 靠 度 分 析 的 结 果 并 参 考 国 外 标 准, 规 范 给 出 了 以 简 单 计 算 确 定 锚 固 长 度 的 方 法 应 用 时, 由 计 算 所 得 基 本 锚 固 长 度 la 应 乘 以 对 应 于 不 同 锚 固 条 件 的 修 正 系 数 加 以 修 正, 且 不 小 于 规 定 的 最 小 锚 固 长 度 基 本 锚 固 长 度 l a 取 决 于 钢 筋 强 度 f y 及 混 凝 土 抗 拉 强 度 f t, 并 与 钢 筋 外 形 有 关, 外 形 影 响 反 映 于 外 形 系 数 α 中 公 式 ( ) 为 计 算 锚 固 长 度 的 通 式, 其 中 分 母 项 反 映 了 混 凝 土 的 粘 结 锚 固 强 度 的 影 响, 用 混 凝 土 的 抗 拉 强 度 表 示 ; 但 混 凝 土 强 度 等 级 高 于 C40 时, 仍 按 C40 考 虑, 以 控 制 高 强 混 凝 土 中 锚 固 长 度 不 致 过 短 表 中 不 同 钢 筋 的 外 形 系 数 α 是 经 对 各 类 钢 筋 进 行 系 统 粘 结 锚 固 试 验 研 究 及 可 靠 度 分 析 得 出 的 为 反 映 带 肋 钢 筋 直 径 较 大 时 相 对 肋 高 减 小 对 锚 固 作 用 降 低 的 影 响, 直 径 大 于 25mm 的 粗 直 径 钢 筋 的 锚 固 长 度 应 适 度 加 大, 乘 以 修 正 系 数 1.1 为 反 映 环 氧 树 脂 涂 层 钢 筋 表 面 状 态 对 锚 固 的 不 利 影 响, 其 锚 固 长 度 应 乘 以 修 正 系 数 1.25, 这 是 根 据 试 验 分 析 结 果 并 参 考 国 外 标 准 的 有 关 规 定 确 定 的 施 工 扰 动 对 锚 固 的 不 利 影 响 反 映 于 施 工 扰 动 的 影 响 系 数 中, 与 原 规 范 数 值 相 当, 取 1.1 带 肋 钢 筋 常 因 外 围 混 凝 土 的 纵 向 劈 裂 而 削 弱 锚 固 作 用 当 混 凝 土 保 护 层 厚 度 或 钢 筋 间 距 较 大 时, 握 裹 作 用 加 强, 锚 固 长 度 可 适 当 减 短 经 试 验 研 究 及 可 靠 度 分 析, 第 54 页

55 并 根 据 工 程 实 践 经 验, 当 保 护 层 厚 度 大 于 锚 固 钢 筋 直 径 的 3 倍 且 有 箍 筋 约 束 时, 适 当 减 小 锚 固 长 度 是 可 行 的, 此 时 锚 固 长 度 可 乘 以 修 正 系 数 0.8 配 筋 设 计 时, 实 际 配 筋 面 积 往 往 因 构 造 原 因 而 大 于 计 算 值, 故 钢 筋 实 际 应 力 小 于 强 度 设 计 值 因 此, 当 有 确 实 把 握 时, 受 力 钢 筋 的 锚 固 长 度 可 以 缩 短, 其 数 值 与 配 筋 余 量 的 大 小 成 比 例 国 外 规 范 也 采 取 同 样 的 方 法 但 其 适 用 范 围 有 一 定 限 制, 即 不 得 用 于 抗 震 设 计 及 直 接 承 受 动 力 荷 载 的 构 件 中 当 采 用 骤 然 放 松 预 应 力 钢 筋 的 施 工 工 艺 时, 其 锚 固 长 度 起 点 应 考 虑 端 部 受 损 的 可 能 性, 内 移 0.25l tr 上 述 各 项 修 正 系 数 可 以 连 乘, 但 出 于 构 造 要 求, 修 正 后 的 受 拉 钢 筋 锚 固 长 度 不 能 小 于 最 低 限 度 ( 最 小 锚 固 长 度 ), 其 数 值 在 任 何 情 况 下 不 应 小 于 按 公 式 (9.3.1) 计 算 值 的 0.7 倍 及 250mm 机 械 锚 固 是 减 少 锚 固 长 度 的 有 效 方 式 根 据 试 验 研 究 及 我 国 施 工 习 惯, 推 荐 了 三 种 机 械 锚 固 形 式 : 加 弯 钩 焊 锚 板 及 贴 焊 锚 筋 机 械 锚 固 的 总 锚 固 长 度 修 正 系 数 0.7 是 由 试 验 及 可 靠 度 分 析 确 定 的, 与 国 外 规 范 的 有 关 取 值 相 当 且 偏 于 安 全 为 了 对 机 械 锚 固 区 混 凝 土 提 供 约 束, 以 维 持 其 锚 固 能 力, 增 加 了 对 锚 固 区 配 箍 直 径 间 距 及 数 量 的 构 造 要 求 保 护 层 厚 度 很 大 时 锚 固 约 束 作 用 较 强, 故 可 对 配 箍 不 作 要 求 柱 及 桁 架 上 弦 等 构 件 中 受 压 钢 筋 也 存 在 锚 固 问 题 受 压 钢 筋 的 锚 固 长 度 为 相 应 受 拉 锚 固 长 度 的 0.7 倍, 这 是 根 据 试 验 研 究 及 可 靠 度 分 析 并 参 考 国 外 规 范 确 定 的 根 据 长 期 工 程 实 践 经 验 规 定 了 承 受 重 复 荷 载 预 制 构 件 中 钢 筋 的 锚 固 措 施 9.4 钢 筋 的 连 接 由 于 钢 筋 通 过 连 接 接 头 传 力 的 性 能 总 不 如 整 根 钢 筋, 故 设 置 钢 筋 连 接 的 原 则 为 : 接 头 应 设 置 在 受 力 较 小 处 ; 同 一 根 钢 筋 上 应 少 设 接 头 为 了 反 映 技 术 进 步, 对 原 规 范 的 内 容 进 行 了 补 充, 增 加 了 机 械 连 接 接 头 机 械 连 接 接 头 的 类 型 和 质 量 控 制 要 求 见 钢 筋 机 械 连 接 通 用 技 术 规 程 JGJ 107, 焊 接 连 接 接 头 的 种 类 和 质 量 控 制 要 求 见 钢 筋 焊 接 规 程 JGJ 根 据 工 程 经 验 及 接 头 性 质, 本 条 限 定 了 钢 筋 绑 扎 搭 接 接 头 的 应 用 范 围 : 受 拉 构 件 不 应 采 用 绑 扎 搭 接 接 头, 大 直 径 钢 筋 不 宜 采 用 绑 扎 搭 接 接 头 用 图 及 文 字 明 确 给 出 了 属 于 同 一 连 接 区 段 钢 筋 绑 扎 搭 接 接 头 的 定 义 这 比 原 规 范 同 一 截 面 的 搭 接 接 头 的 提 法 更 为 准 确 搭 接 钢 筋 接 头 中 心 间 距 不 大 于 1.3 倍 搭 接 长 度, 或 搭 接 钢 筋 端 部 距 离 不 大 于 0.3 倍 搭 接 长 度 时, 均 属 位 于 同 一 连 接 区 段 的 搭 接 接 头 搭 接 钢 筋 错 开 布 置 时, 接 头 端 面 位 置 应 保 持 一 定 间 距 首 尾 相 接 式 的 布 第 55 页

56 置 会 在 相 接 处 引 起 应 力 集 中 和 局 部 裂 缝, 应 予 以 避 免 条 文 对 梁 板 墙 柱 类 构 件 的 受 拉 钢 筋 搭 接 接 头 面 积 百 分 率 提 出 了 控 制 条 件 粗 细 钢 筋 搭 接 时, 按 粗 钢 筋 截 面 积 计 算 接 头 面 积 百 分 率, 按 细 钢 筋 直 径 计 算 搭 接 长 度 本 条 还 规 定 了 受 拉 钢 筋 绑 扎 搭 接 接 头 搭 接 长 度 的 计 算 方 法, 其 中 反 映 了 接 头 面 积 百 分 率 的 影 响 这 是 根 据 有 关 的 试 验 研 究 及 可 靠 度 分 析, 并 参 考 国 外 有 关 规 范 的 做 法 确 定 的 搭 接 长 度 随 接 头 面 积 百 分 率 的 提 高 而 增 大, 是 因 为 搭 接 接 头 受 力 后, 相 互 搭 接 的 两 根 钢 筋 将 产 生 相 对 滑 移, 且 搭 接 长 度 越 小, 滑 移 越 大 为 了 使 接 头 充 分 受 力 的 同 时, 刚 度 不 致 过 差, 就 需 要 相 应 增 大 搭 接 长 度 本 规 定 解 决 了 原 规 范 对 搭 接 接 头 面 积 百 分 率 规 定 过 严 的 缺 陷, 对 接 头 面 积 百 分 率 较 大 的 情 况, 采 用 加 大 搭 接 长 度 的 方 法 处 理, 便 于 设 计 和 施 工 受 压 钢 筋 的 搭 接 长 度 规 定 为 受 拉 钢 筋 的 0.7 倍, 解 决 了 梁 受 压 区 及 柱 中 受 压 钢 筋 的 搭 接 问 题 这 一 规 定 沿 用 了 原 规 范 的 做 法 搭 接 接 头 区 域 的 配 箍 构 造 措 施 对 保 证 搭 接 传 力 至 关 重 要 本 条 在 原 规 范 条 文 的 基 础 上, 增 加 了 对 搭 接 连 接 区 段 箍 筋 直 径 的 要 求 此 外 提 出 了 在 粗 钢 筋 受 压 搭 接 接 头 端 部 须 增 加 配 箍 的 要 求, 以 防 止 局 部 挤 压 裂 缝, 这 是 根 据 试 验 研 究 结 果 和 工 程 经 验 提 出 的 本 条 规 定 了 机 械 连 接 的 连 接 区 段 长 度 为 35d 同 时 规 定 了 其 应 用 的 原 则 : 接 头 宜 互 相 错 开 并 避 开 受 力 较 大 部 位 由 于 在 受 力 最 大 处 受 拉 钢 筋 传 力 的 重 要 性, 机 械 连 接 接 头 在 该 处 的 接 头 面 积 百 分 率 不 宜 大 于 50% 本 条 给 出 了 机 械 连 接 接 头 用 于 承 受 疲 劳 荷 载 构 件 时 的 应 用 范 围 及 设 计 原 则 本 条 为 机 械 连 接 接 头 保 护 层 厚 度 及 钢 筋 间 距 的 要 求 由 于 机 械 连 接 套 筒 直 径 加 大, 对 保 护 层 厚 度 及 间 距 的 要 求 作 了 适 当 放 宽, 由 一 般 对 钢 筋 要 求 的 应 改 为 对 套 筒 的 宜 本 条 给 出 了 焊 接 接 头 连 接 区 段 的 定 义 接 头 面 积 百 分 率 的 要 求 同 原 规 范, 工 程 实 践 证 明 这 些 规 定 是 可 行 的 本 条 提 出 承 受 疲 劳 荷 载 吊 车 梁 等 有 关 构 件 中 受 力 钢 筋 焊 接 的 要 求, 与 原 规 范 的 有 关 内 容 相 同, 工 程 实 践 证 明 是 可 行 的 9.5 纵 向 受 力 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 我 国 建 筑 结 构 混 凝 土 构 件 的 最 小 配 筋 率 较 长 时 间 沿 用 原 苏 联 60 年 代 规 范 的 规 定 其 中, 各 类 构 件 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 规 定 与 其 他 国 家 相 比 明 显 偏 低, 远 未 达 到 受 拉 区 混 凝 土 开 裂 后 受 拉 钢 筋 不 致 立 即 屈 服 的 水 平 原 规 范 虽 曾 对 受 拉 钢 筋 最 第 56 页

57 小 配 筋 率 作 了 小 幅 度 提 高, 但 未 能 从 根 本 上 改 变 最 小 配 筋 率 偏 低 的 状 况 本 次 修 订 规 范 适 当 提 高 了 受 弯 构 件 偏 心 受 拉 构 件 和 轴 心 受 拉 构 件 的 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率, 并 采 用 了 配 筋 特 征 值 (f t /f y ) 相 关 的 表 达 形 式, 即 最 小 配 筋 率 随 混 凝 土 强 度 等 级 的 提 高 而 相 应 增 大, 随 钢 筋 受 拉 强 度 的 提 高 而 降 低 ; 同 时 规 定 了 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 取 值 下 限 规 定 受 压 构 件 最 小 配 筋 率 的 目 的 是 改 善 其 脆 性 特 征, 避 免 混 凝 土 突 然 压 溃, 并 使 受 压 构 件 具 有 必 要 的 刚 度 和 抗 偶 然 偏 心 作 用 的 能 力 本 次 修 订 规 范 对 受 压 构 件 纵 向 钢 筋 最 小 配 筋 率 只 作 了 小 幅 度 上 调, 即 受 压 构 件 一 侧 纵 筋 最 小 配 筋 率 保 持 0.2% 不 变, 只 将 受 压 构 件 全 部 纵 向 钢 筋 最 小 配 筋 率 由 0.4% 上 调 至 0.6% 对 受 压 构 件 最 小 配 筋 率 未 采 用 特 征 值 的 表 达 方 式, 但 考 虑 到 强 度 等 级 偏 高 时 混 凝 土 脆 性 特 征 更 为 明 显, 故 规 定 当 混 凝 土 强 度 等 级 为 C60 及 以 上 时, 最 小 配 筋 率 上 调 0.1%; 当 纵 筋 使 用 HRB400 级 和 RRB400 级 钢 筋 时, 最 小 配 筋 率 下 调 0.1% 应 注 意 的 是, 这 种 调 整 只 针 对 截 面 全 部 纵 向 钢 筋, 受 压 构 件 一 侧 纵 向 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 仍 保 持 不 小 于 0.2% 的 要 求 卧 置 于 地 基 上 的 钢 筋 混 凝 土 厚 板, 其 配 筋 量 多 由 最 小 配 筋 率 控 制 根 据 实 际 受 力 情 况, 最 小 配 筋 率 可 适 当 降 低, 但 规 定 了 最 低 限 值 0.15% 本 条 规 定 了 预 应 力 构 件 中 各 类 预 应 力 受 力 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 其 基 本 思 路 为 截 面 开 裂 后 受 拉 预 应 力 筋 不 致 立 即 失 效 的 原 则, 目 的 是 为 了 使 试 件 具 有 起 码 的 延 性 性 质, 避 免 无 预 兆 的 脆 性 破 坏 9.6 预 应 力 混 凝 土 构 件 的 构 造 规 定 当 先 张 法 预 应 力 构 件 中 的 预 应 力 钢 丝 采 用 单 根 配 置 有 困 难 时, 可 采 用 并 筋 的 配 筋 形 式 并 筋 为 国 外 混 凝 土 结 构 中 常 见 的 配 筋 形 式, 一 般 用 于 配 筋 密 集 区 域 布 筋 困 难 的 情 况 并 筋 对 锚 固 及 预 应 力 传 递 性 能 的 影 响 由 等 效 直 径 反 映 并 筋 的 等 效 直 径 取 与 其 截 面 积 相 等 的 圆 截 面 的 直 径 : 对 双 并 筋 为 2d; 对 三 并 筋 为 3d, 其 中 d 为 单 根 钢 丝 的 直 径 ; 取 整 后 近 似 为 1.4 倍 及 1.7 倍 单 根 钢 丝 直 径, 即 1.4d 及 1.7d 并 筋 的 保 护 层 厚 度 钢 筋 间 距 锚 固 长 度 预 应 力 传 递 长 度 挠 度 和 裂 缝 宽 度 验 算 等 均 按 等 效 直 径 考 虑 上 述 简 化 处 理 结 果 与 国 外 标 准 规 范 的 数 值 相 当, 且 计 算 更 为 简 便 根 据 我 国 的 工 程 实 践, 预 应 力 钢 丝 并 筋 不 宜 超 过 3 根 对 热 处 理 钢 筋 及 钢 绞 线 因 工 程 经 验 不 多, 需 并 筋 时 应 采 取 可 靠 的 措 施, 如 加 配 螺 旋 筋 或 采 用 缓 慢 放 张 预 应 力 的 工 艺 等 第 57 页

58 9.6.2 根 据 先 张 法 预 应 力 钢 筋 的 锚 固 及 预 应 力 传 递 性 能, 提 出 了 配 筋 净 间 距 的 要 求, 其 数 值 是 根 据 试 验 研 究 及 工 程 经 验 确 定 的 先 张 法 预 应 力 传 递 长 度 范 围 内 局 部 挤 压 造 成 的 环 向 拉 应 力 容 易 导 致 构 件 端 部 混 凝 土 出 现 劈 裂 裂 缝 因 此 端 部 应 采 取 构 造 措 施, 以 保 证 自 锚 端 的 局 部 承 载 力 本 条 单 根 预 应 力 钢 筋 包 括 单 根 钢 绞 线 或 单 根 并 筋 束 所 提 出 的 措 施 为 长 期 工 程 经 验 和 试 验 研 究 结 果 的 总 结 9.6.4~ 为 防 止 预 应 力 构 件 端 部 及 预 拉 区 的 裂 缝, 根 据 多 年 工 程 实 践 经 验 及 原 规 范 的 执 行 情 况, 这 几 条 对 各 种 预 制 构 件 ( 槽 板 肋 形 板 屋 面 梁 吊 车 梁 等 ) 提 出 了 配 置 防 裂 钢 筋 的 措 施 预 应 力 锚 具 应 根 据 预 应 力 筋 用 锚 具 夹 具 和 连 接 器 GB/T 标 准 的 有 关 规 定 选 用, 并 满 足 相 应 的 质 量 要 求 为 防 止 后 张 法 预 应 力 构 件 在 施 工 阶 段 受 力 后 发 生 沿 孔 道 的 裂 缝 和 破 坏, 对 后 张 法 预 制 构 件 及 框 架 梁 等 提 出 了 相 应 构 造 措 施 其 中 规 定 的 控 制 数 值 及 构 造 措 施 为 我 国 多 年 工 程 经 验 的 总 结 9.6.9~ 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 构 件 端 部 锚 固 区 和 构 件 端 面 中 部 在 施 工 张 拉 后 常 会 出 现 纵 向 水 平 裂 缝 为 了 控 制 这 些 裂 缝 的 开 展, 在 试 验 研 究 的 基 础 上, 在 条 文 中 作 出 了 加 强 配 筋 的 具 体 规 定 其 中, 要 求 合 理 布 置 预 应 力 钢 筋, 尽 量 使 锚 具 沿 构 件 端 部 均 匀 布 置, 以 减 少 横 向 拉 力 当 难 于 做 到 均 匀 布 置 时, 为 防 止 端 面 出 现 宽 度 过 大 的 裂 缝, 根 据 理 论 分 析 和 试 验 结 果, 提 出 了 限 制 裂 缝 的 竖 向 附 加 钢 筋 截 面 面 积 的 计 算 公 式 以 及 相 应 的 构 造 措 施 原 规 范 限 定 附 加 钢 筋 仅 用 光 面 钢 筋, 本 次 修 订 允 许 采 用 强 度 较 高 的 热 轧 带 肋 钢 筋, 对 计 算 公 式 中 的 钢 筋 强 度 设 计 值 及 系 数 作 了 相 应 的 调 整 为 保 证 端 面 有 局 部 凹 进 的 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 构 件 端 部 锚 固 区 的 强 度 和 裂 缝 控 制 性 能, 根 据 试 验 和 工 程 经 验, 规 定 了 增 设 折 线 构 造 钢 筋 的 防 裂 措 施 本 条 指 出 了 用 有 限 元 分 析 方 法 作 为 解 决 特 殊 构 件 端 部 设 计 的 途 径 曲 线 预 应 力 布 筋 的 曲 率 半 径 不 宜 小 于 4m, 是 根 据 工 程 经 验 给 出 的 ~ 对 后 张 法 预 应 力 构 件 的 预 拉 区 预 压 区 预 应 力 转 折 处 端 面 预 埋 钢 板 及 外 露 锚 具 等, 根 据 局 部 挤 压, 施 工 工 艺 及 耐 久 性 的 要 求, 提 出 了 相 应 的 构 造 措 施 第 58 页

59 10 结 构 构 件 的 基 本 规 定 10.1 板 本 条 给 出 的 只 是 从 构 造 角 度 要 求 的 现 浇 板 的 最 小 厚 度 现 浇 板 的 合 理 厚 度 应 在 符 合 承 载 力 极 限 状 态 和 正 常 使 用 极 限 状 态 要 求 的 前 提 下, 按 经 济 合 理 的 原 则 选 定, 并 考 虑 防 火 防 爆 等 要 求, 但 不 应 小 于 表 的 规 定 分 析 结 果 表 明, 四 边 支 承 板 长 短 边 长 度 比 大 于 等 于 3.0 时, 板 可 按 沿 短 边 方 向 受 力 的 单 向 板 计 算 ; 此 时, 沿 长 边 方 向 配 置 本 规 范 第 条 规 定 的 分 布 钢 筋 已 经 足 够 当 长 短 边 长 度 比 在 2~3 之 间 时, 板 虽 仍 可 按 沿 短 边 方 向 受 力 的 单 向 板 计 算, 但 沿 长 边 方 向 按 分 布 钢 筋 配 筋 尚 不 足 以 承 担 该 方 向 弯 矩, 应 适 度 增 大 配 筋 量 当 长 短 边 长 度 比 小 于 等 于 2 时, 应 按 双 向 板 计 算 和 配 筋 单 向 板 和 双 向 板 可 采 用 分 离 式 配 筋 或 弯 起 式 配 筋 分 离 式 配 筋 因 施 工 方 便, 已 成 为 工 程 中 主 要 采 用 的 配 筋 方 式 本 条 给 出 了 分 离 式 配 筋 的 构 造 原 则 本 条 根 据 工 程 经 验 规 定 了 在 一 般 情 况 下 板 中 受 力 钢 筋 的 间 距 本 条 规 定 了 支 座 处 钢 筋 的 锚 固 长 度 条 文 强 调 了 当 连 续 板 内 温 度 收 缩 应 力 较 大 时, 宜 适 当 加 长 板 下 部 纵 向 钢 筋 伸 入 支 座 的 长 度 本 条 根 据 工 程 经 验 规 定 了 梁 板 交 界 处 构 造 钢 筋 的 配 置 方 法 本 条 规 定 了 当 现 浇 板 周 边 支 承 在 钢 筋 混 凝 土 梁 上 墙 上 或 嵌 固 在 承 重 砌 体 墙 内 时, 板 边 构 造 钢 筋 的 配 置 方 法 当 有 截 面 较 大 的 柱 或 墙 的 阳 角 突 出 到 板 内 时, 亦 应 沿 突 出 在 板 内 的 柱 周 边 和 阳 角 墙 边 按 同 样 规 定 设 置 板 边 构 造 钢 筋, 否 则 板 可 能 沿 柱 边 或 阳 角 墙 边 开 裂 本 条 目 的 是 为 了 控 制 沿 板 周 边 或 角 部 的 负 弯 矩 裂 缝 考 虑 到 现 浇 板 中 存 在 温 度 收 缩 应 力, 根 据 工 程 经 验 将 分 布 钢 筋 与 受 力 钢 筋 截 面 面 积 之 比 由 原 规 范 的 10% 提 高 到 15%, 增 加 了 分 布 钢 筋 截 面 面 积 不 小 于 板 截 面 面 积 0.15% 的 规 定, 将 分 布 钢 筋 的 最 大 间 距 由 300mm 减 为 250mm, 增 加 了 分 布 钢 筋 直 径 不 宜 小 于 6mm 的 要 求 同 时 提 请 设 计 者 注 意, 对 集 中 荷 载 较 大 的 情 况, 应 适 当 增 加 分 布 钢 筋 用 量 近 年 来, 现 浇 板 的 裂 缝 问 题 比 较 严 重 重 要 原 因 是 混 凝 土 收 缩 和 温 度 变 化 在 现 浇 楼 板 内 引 起 的 约 束 拉 应 力 设 置 温 度 收 缩 钢 筋 有 助 于 减 少 这 类 裂 缝 鉴 于 受 力 钢 筋 和 分 布 钢 筋 也 可 以 起 到 一 定 的 抵 抗 温 度 收 缩 应 力 的 作 用, 故 主 要 应 在 未 配 钢 筋 的 部 位 或 配 筋 数 量 不 足 的 部 位 沿 两 个 正 交 方 向 ( 特 别 是 温 度 收 缩 应 力 的 主 要 作 用 第 59 页

60 方 向 ) 布 置 温 度 收 缩 钢 筋 板 中 温 度 收 缩 应 力 目 前 尚 不 易 准 确 计 算 本 条 根 据 工 程 经 验 给 出 了 配 置 温 度 收 缩 钢 筋 的 原 则 和 最 低 数 量 规 定 如 有 计 算 温 度 收 缩 应 力 的 可 靠 经 验, 计 算 结 果 亦 可 作 为 确 定 附 加 钢 筋 用 量 的 参 考 本 规 范 第 条 第 条 第 条 和 本 条 的 规 定 所 形 成 的 板 的 综 合 构 造 措 施, 目 的 都 是 为 了 减 少 现 浇 混 凝 土 板 因 温 度 收 缩 而 开 裂 的 可 能 性 国 内 外 试 验 研 究 结 果 表 明, 在 与 板 的 冲 切 破 坏 面 相 交 的 部 位 配 置 弯 起 钢 筋 或 箍 筋, 能 提 高 板 的 抗 冲 切 承 载 力 本 条 构 造 规 定 的 目 的 是 为 了 保 证 弯 起 钢 筋 和 箍 筋 能 充 分 发 挥 强 度 在 混 凝 土 厚 板 中 沿 厚 度 方 向 以 一 定 间 隔 配 置 平 行 于 板 面 的 钢 筋 网 片, 不 仅 可 减 少 大 体 积 混 凝 土 温 度 收 缩 的 影 响, 而 且 有 利 于 提 高 构 件 的 抗 剪 承 载 力 本 次 修 订 规 范 未 列 入 有 关 焊 接 骨 架 和 焊 接 网 的 规 定 当 使 用 焊 接 网 时, 应 符 合 钢 筋 焊 接 网 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 JGJ/T 114 的 有 关 规 定 10.2 梁 绑 扎 骨 架 梁 的 配 筋 构 造 规 定 基 本 同 原 规 范, 工 程 实 践 证 明 是 有 效 的 对 混 合 结 构 房 屋 中 支 承 在 砖 墙 砖 柱 混 凝 土 垫 块 上 的 钢 筋 混 凝 土 梁 简 支 支 座 或 预 制 钢 筋 混 凝 土 梁 的 简 支 支 座, 给 出 了 在 支 座 处 锚 固 长 度 的 要 求 及 在 支 座 范 围 内 配 置 箍 筋 的 规 定 在 连 续 梁 和 框 架 梁 的 跨 内, 支 座 负 弯 矩 受 拉 钢 筋 在 向 跨 内 延 伸 时, 可 根 据 弯 矩 图 在 适 当 部 位 截 断 当 梁 端 作 用 剪 力 较 大 时, 在 支 座 负 弯 矩 钢 筋 的 延 伸 区 段 范 围 内 将 形 成 由 负 弯 矩 引 起 的 垂 直 裂 缝 和 斜 裂 缝, 并 可 能 在 斜 裂 缝 区 前 端 沿 该 钢 筋 形 成 劈 裂 裂 缝, 使 纵 筋 拉 应 力 由 于 斜 弯 作 用 和 粘 结 退 化 而 增 大, 并 使 钢 筋 受 拉 范 围 相 应 向 跨 中 扩 展 国 内 外 试 验 研 究 结 果 表 明, 为 了 使 负 弯 矩 钢 筋 的 截 断 不 影 响 它 在 各 截 面 中 发 挥 所 需 的 抗 弯 能 力, 应 通 过 两 个 条 件 控 制 负 弯 矩 钢 筋 的 截 断 点 第 一 个 控 制 条 件 ( 即 从 不 需 要 该 批 钢 筋 的 截 面 伸 出 的 长 度 ) 是 使 该 批 钢 筋 截 断 后, 继 续 前 伸 的 钢 筋 能 保 证 过 截 断 点 的 斜 截 面 具 有 足 够 的 受 弯 承 载 力 ; 第 二 个 控 制 条 件 ( 即 从 充 分 利 用 截 面 向 前 伸 出 的 长 度 ) 是 使 负 弯 矩 钢 筋 在 梁 顶 部 的 特 定 锚 固 条 件 下 具 有 必 要 的 锚 固 长 度 根 据 近 期 对 分 批 截 断 负 弯 矩 纵 向 钢 筋 情 况 下 钢 筋 延 伸 区 段 受 力 状 态 的 实 测 结 果, 对 原 规 范 规 定 作 了 局 部 调 整 当 梁 端 作 用 剪 力 较 小 (V 0.7f t bh 0 ) 时, 控 制 钢 筋 截 断 点 位 置 的 两 个 条 件 仍 按 原 规 范 取 用 当 梁 端 作 用 剪 力 较 大 (V>0.7f t bh 0 ), 且 负 弯 矩 区 相 对 长 度 不 大 时, 原 规 范 给 出 的 第 60 页

61 第 二 控 制 条 件 可 继 续 使 用 ; 第 一 控 制 条 件 在 原 规 范 从 不 需 要 该 钢 筋 截 面 伸 出 长 度 不 小 于 20d 的 基 础 上, 增 加 了 同 时 不 小 于 h 0 的 要 求 若 负 弯 矩 区 相 对 长 度 较 大, 按 以 上 二 条 件 确 定 的 截 断 点 仍 位 于 与 支 座 最 大 负 弯 矩 对 应 的 负 弯 矩 受 拉 区 内 时, 延 伸 长 度 应 进 一 步 增 大 增 大 后 的 延 伸 长 度 分 别 为 从 充 分 利 用 截 面 伸 出 的 长 度 及 从 不 需 要 该 批 钢 筋 的 截 面 伸 出 的 长 度 两 者 中 的 较 大 值 试 验 表 明, 在 作 用 剪 力 较 大 的 悬 臂 梁 内, 因 梁 全 长 受 负 弯 矩 作 用, 临 界 斜 裂 缝 的 倾 角 明 显 偏 小, 因 此 不 宜 截 断 负 弯 矩 钢 筋 此 时, 负 弯 矩 钢 筋 可 以 按 弯 矩 图 分 批 向 下 弯 折, 但 必 须 有 不 少 于 两 根 钢 筋 伸 至 梁 端, 并 向 下 弯 折 锚 固 受 扭 纵 筋 最 小 配 筋 率 的 规 定 是 以 纯 扭 构 件 受 扭 承 载 力 计 算 公 式 ( ) 和 剪 扭 条 件 下 不 需 进 行 承 载 力 计 算 而 仅 按 构 造 配 筋 的 控 制 条 件 为 基 础 拟 合 给 出 的 本 条 还 给 出 了 受 扭 纵 向 钢 筋 沿 截 面 周 边 的 布 置 原 则 和 在 支 座 处 的 锚 固 要 求 对 箱 形 截 面 构 件, 偏 安 全 地 采 用 了 与 实 心 截 面 构 件 相 同 的 构 造 要 求 本 条 根 据 工 程 经 验 给 出 了 在 按 简 支 计 算, 但 实 际 受 有 部 分 约 束 的 梁 端 上 部 配 置 纵 向 钢 筋 的 构 造 规 定 ~ 原 规 范 中 有 关 弯 起 钢 筋 弯 起 点 或 弯 终 点 位 置 角 度 锚 固 长 度 等 构 造 要 求 是 有 效 的, 故 维 持 不 变 对 按 计 算 不 需 要 配 置 箍 筋 的 梁 的 构 造 配 箍 要 求 作 出 了 规 定 本 条 维 持 原 规 范 的 规 定 不 变 与 本 规 范 第 7.5 节 对 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 的 调 整 ( 适 度 调 高 抗 剪 箍 筋 用 量 ) 相 适 应, 梁 中 受 剪 箍 筋 的 最 小 配 筋 率 亦 较 原 规 范 适 度 增 大 本 条 规 定 了 梁 中 箍 筋 直 径 的 要 求 与 本 规 范 第 条 对 受 剪 箍 筋 最 小 配 筋 率 的 适 度 提 高 相 呼 应, 剪 扭 箍 筋 的 最 小 配 筋 率 也 适 度 调 高 对 箱 形 截 面 构 件, 偏 安 全 地 采 用 了 与 实 心 截 面 构 件 相 同 的 构 造 要 求 当 集 中 荷 载 在 梁 高 范 围 内 或 梁 下 部 传 入 时, 为 防 止 集 中 荷 载 影 响 区 下 部 混 凝 土 拉 脱 并 弥 补 间 接 加 载 导 致 的 梁 斜 截 面 受 剪 承 载 力 的 降 低, 应 在 集 中 荷 载 影 响 区 s 范 围 内 加 设 附 加 横 向 钢 筋 在 设 计 中, 不 允 许 用 布 置 在 集 中 荷 载 影 响 区 内 的 受 剪 箍 筋 代 替 附 加 横 向 钢 筋 此 外, 当 传 入 集 中 力 的 次 梁 宽 度 b 过 大 时, 宜 适 当 减 小 由 3b+2h 1 所 确 定 的 附 加 横 向 钢 筋 布 置 宽 度 当 次 梁 与 主 梁 高 度 差 h 1 过 小 时, 宜 适 当 增 大 附 加 横 向 钢 筋 的 布 置 宽 度 当 主 梁 次 梁 均 承 担 有 由 上 部 墙 柱 传 来 的 竖 向 荷 载 时, 附 加 横 向 钢 筋 宜 在 本 条 规 定 的 基 础 上 适 当 增 大 当 梁 下 部 作 用 有 均 布 荷 载 时, 可 参 照 本 规 范 第 条 确 定 深 梁 悬 吊 钢 筋 的 方 第 61 页

62 法 确 定 附 加 悬 吊 钢 筋 的 数 量 当 有 两 个 沿 梁 长 度 方 向 相 互 距 离 较 小 的 集 中 荷 载 作 用 于 梁 高 范 围 内 时, 可 能 形 成 一 个 总 的 拉 脱 效 应 和 一 个 总 的 拉 脱 破 坏 面 偏 安 全 的 做 法 是, 在 不 减 少 两 个 集 中 荷 载 之 间 应 配 附 加 钢 筋 数 量 的 同 时, 分 别 适 当 增 大 两 个 集 中 荷 载 作 用 点 以 外 的 附 加 横 向 钢 筋 数 量 本 次 修 订 还 对 原 规 范 规 定 作 了 以 下 补 充 : 1 当 采 用 弯 起 钢 筋 作 附 加 钢 筋 时, 明 确 规 定 公 式 中 的 Asy 应 为 左 右 弯 起 段 截 面 面 积 之 和 2 弯 起 式 附 加 钢 筋 的 弯 起 段 应 伸 至 梁 上 边 缘, 且 其 尾 部 应 按 本 规 范 第 条 的 规 定 设 置 水 平 锚 固 段 对 受 拉 区 有 内 折 角 的 梁 的 构 造 规 定 作 了 局 部 调 整, 将 原 规 范 未 伸 入 受 压 区 的 纵 向 受 拉 钢 筋 改 为 未 在 受 压 区 锚 固 的 纵 向 受 拉 钢 筋 这 里 所 指 的 在 受 压 区 锚 固 应 是 根 据 钢 筋 在 受 压 区 的 锚 固 方 式 ( 直 线 锚 固 或 带 弯 折 锚 固 ) 分 别 按 本 规 范 第 条 或 条 确 定 其 锚 固 长 度 受 压 区 高 度 则 可 取 为 按 计 算 确 定 的 实 际 受 压 区 高 度 对 梁 架 立 筋 的 直 径 作 出 了 规 定, 这 是 由 工 程 经 验 确 定 的, 与 原 规 范 相 同 当 梁 的 截 面 尺 寸 较 大 时, 有 可 能 在 梁 侧 面 产 生 垂 直 于 梁 轴 线 的 收 缩 裂 缝 为 此, 应 在 梁 两 侧 沿 梁 长 度 方 向 布 置 纵 向 构 造 钢 筋 此 次 修 订 规 范 针 对 工 程 中 使 用 大 截 面 尺 寸 现 浇 混 凝 土 梁 日 益 增 多 的 情 况, 根 据 工 程 经 验 对 纵 向 构 造 钢 筋 的 最 大 间 距 和 最 小 配 筋 率 给 出 了 较 原 规 范 更 为 严 格 的 规 定 纵 向 构 造 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 按 扣 除 了 受 压 及 受 拉 翼 缘 的 梁 腹 板 截 面 面 积 确 定 本 条 对 薄 腹 梁 及 需 作 疲 劳 验 算 的 梁 规 定 了 加 强 下 部 纵 向 钢 筋 的 构 造 措 施, 与 原 规 范 相 同 10.3 柱 本 条 增 加 了 圆 柱 纵 向 钢 筋 最 低 根 数 和 圆 柱 纵 向 钢 筋 宜 沿 截 面 周 边 均 匀 布 置 的 规 定 当 柱 全 部 纵 向 钢 筋 的 配 筋 率 大 于 3% 时, 箍 筋 建 议 采 用 与 抗 震 柱 中 箍 筋 末 端 相 同 的 做 法 (135 弯 钩, 弯 钩 末 端 平 直 段 长 度 不 小 于 10d) 或 采 用 焊 接 封 闭 环 式 箍 筋 ; 但 对 焊 接 封 闭 环 式 箍 筋, 应 避 免 在 施 工 现 场 焊 接 而 伤 及 受 力 钢 筋, 宜 采 用 闪 光 接 触 对 焊 等 可 靠 的 焊 接 方 法, 以 确 保 焊 接 质 量 当 采 用 螺 旋 箍 时, 考 虑 其 间 接 作 用, 对 相 应 的 构 造 措 施 作 出 了 规 定 具 体 规 第 62 页

63 定 同 原 规 范 增 大 了 I 形 截 面 柱 翼 缘 和 腹 板 的 最 小 厚 度 当 腹 板 开 孔 时, 对 孔 边 附 加 钢 筋 最 小 截 面 面 积 作 了 规 定 对 腹 板 开 孔 的 I 型 截 面 柱 根 据 开 孔 大 小 给 出 了 不 同 的 设 计 计 算 原 则, 与 原 规 范 相 同 10.4 梁 柱 节 点 在 框 架 中 间 层 端 节 点 处, 根 据 柱 截 面 高 度 和 钢 筋 直 径, 梁 上 部 纵 向 钢 筋 可 采 用 直 线 锚 固 或 端 部 带 90 弯 折 段 的 锚 固 方 式 当 柱 截 面 不 足 以 设 置 直 线 锚 固 段, 而 采 用 带 90 弯 折 段 的 锚 固 方 式 时, 强 调 梁 筋 应 伸 到 柱 对 边 再 向 下 弯 折 试 验 研 究 表 明, 这 种 锚 固 端 的 锚 固 能 力 由 水 平 段 的 粘 结 能 力 和 弯 弧 与 垂 直 段 的 弯 折 锚 固 作 用 所 组 成 在 承 受 静 力 荷 载 为 主 的 情 况 下, 水 平 段 的 粘 结 能 力 起 主 导 作 用 国 内 外 试 验 结 果 表 明, 当 水 平 段 投 影 长 度 不 小 于 0.4la, 垂 直 段 投 影 长 度 为 15d 时, 已 能 可 靠 保 证 梁 筋 的 锚 固 强 度 和 刚 度, 故 取 消 了 要 满 足 总 锚 长 不 小 于 受 拉 锚 固 长 度 的 要 求 在 原 规 范 的 1992 年 局 部 修 订 内 容 中, 曾 允 许 当 在 90 弯 弧 内 侧 设 置 横 向 短 钢 筋 时, 可 将 水 平 投 影 长 度 减 小 15% 但 近 期 试 验 表 明, 该 横 向 短 钢 筋 在 弯 弧 段 钢 筋 未 明 显 变 形 的 一 般 受 力 情 况 下 并 不 起 作 用, 故 本 规 范 不 再 采 用 这 种 在 90 弯 弧 内 侧 设 置 横 向 短 钢 筋 以 减 小 水 平 锚 固 段 长 度 的 做 法 当 框 架 中 间 层 端 节 点 有 悬 臂 梁 外 伸, 且 悬 臂 顶 面 与 框 架 梁 顶 面 处 在 同 一 标 高 时, 可 将 需 要 用 作 悬 臂 梁 负 弯 矩 钢 筋 使 用 的 部 分 框 架 梁 钢 筋 直 接 伸 入 悬 臂 梁, 其 余 框 架 梁 钢 筋 仍 按 条 的 规 定 锚 固 在 端 节 点 内 当 在 其 他 标 高 处 有 悬 臂 梁 或 短 悬 臂 ( 牛 腿 ) 自 框 架 柱 伸 出 时, 悬 臂 梁 或 短 悬 臂 ( 牛 腿 ) 的 负 弯 矩 钢 筋 亦 应 按 框 架 梁 上 部 钢 筋 在 中 间 层 端 节 点 处 的 锚 固 规 定 锚 入 框 架 柱 内, 即 水 平 段 投 影 长 度 不 小 于 0.4la, 弯 后 竖 直 段 投 影 长 度 取 15d 中 间 层 中 间 节 点 和 中 间 层 端 节 点 处 的 下 部 梁 筋, 以 及 顶 层 中 间 节 点 和 顶 层 端 节 点 处 的 下 部 梁 筋, 其 在 相 应 节 点 中 的 锚 固 要 求 仍 基 本 沿 用 原 规 范 有 关 梁 纵 向 钢 筋 在 不 同 受 力 情 况 下 的 规 定 当 梁 下 部 钢 筋 根 数 较 多, 且 分 别 从 两 侧 锚 入 中 间 节 点 时, 将 造 成 节 点 下 部 钢 筋 拥 挤, 故 增 加 了 中 间 节 点 下 部 梁 筋 贯 穿 节 点, 并 在 节 点 以 外 梁 弯 矩 较 小 处 搭 接 的 做 法 当 中 间 层 中 间 节 点 左 右 跨 梁 的 上 表 面 不 在 同 一 标 高 时, 左 右 跨 梁 的 上 部 钢 筋 可 分 别 按 第 条 的 规 定 锚 固 在 节 点 内 当 中 间 层 中 间 节 点 左 右 梁 端 上 部 钢 筋 用 量 相 差 较 大 时, 除 左 右 数 量 相 同 的 第 63 页

64 部 分 贯 穿 节 点 外, 多 余 的 梁 筋 亦 可 按 第 条 的 规 定 锚 固 在 节 点 内 伸 入 顶 层 中 间 节 点 的 全 部 柱 筋 及 伸 入 顶 层 端 节 点 的 内 侧 柱 筋 应 可 靠 锚 固 在 节 点 内 同 时 强 调 柱 筋 应 伸 至 柱 顶 当 顶 层 节 点 高 度 不 足 以 容 下 柱 筋 直 线 锚 固 长 度 时, 柱 筋 可 在 柱 顶 向 节 点 内 弯 折, 或 在 有 现 浇 板 时 向 节 点 外 弯 折 当 充 分 利 用 柱 筋 的 受 拉 强 度 时, 试 验 表 明, 其 锚 固 条 件 不 如 水 平 钢 筋, 因 此 弯 折 前 柱 筋 锚 固 段 的 竖 向 投 影 长 度 不 应 小 于 0.5la, 弯 折 后 的 水 平 投 影 长 度 不 宜 小 于 12d, 以 保 证 可 靠 受 力 在 承 受 以 静 力 荷 载 为 主 的 框 架 中, 顶 层 端 节 点 处 的 梁 柱 端 均 主 要 受 负 弯 矩 作 用, 相 当 于 一 段 90 的 折 梁 当 梁 上 部 钢 筋 和 柱 外 侧 钢 筋 数 量 匹 配 时, 可 将 柱 外 侧 处 于 梁 截 面 宽 度 内 的 纵 向 钢 筋 直 接 弯 入 梁 上 部, 作 梁 负 弯 矩 钢 筋 使 用 亦 可 使 梁 上 部 钢 筋 与 柱 外 侧 钢 筋 在 顶 层 端 节 点 附 近 搭 接 规 范 推 荐 了 两 种 搭 接 方 案 其 中 设 在 节 点 外 侧 和 梁 端 顶 面 的 带 90 弯 折 搭 接 做 法 ( 规 范 图 a) 适 用 于 梁 上 部 钢 筋 和 柱 外 侧 钢 筋 数 量 不 致 过 多 的 民 用 或 公 共 建 筑 框 架, 其 优 点 是 梁 上 部 钢 筋 不 伸 入 柱 内, 有 利 于 在 梁 底 标 高 设 置 柱 混 凝 土 施 工 缝 但 当 梁 上 部 和 柱 外 侧 钢 筋 数 量 过 多 时, 该 方 案 将 造 成 节 点 顶 部 钢 筋 拥 挤, 不 利 于 自 上 而 下 浇 注 混 凝 土 此 时, 宜 改 用 梁 柱 筋 直 线 搭 接, 接 头 位 于 柱 顶 部 外 侧 的 搭 接 做 法 ( 规 范 图 b) 在 顶 层 端 节 点 处 不 允 许 采 用 将 柱 筋 伸 至 柱 顶, 将 梁 上 部 钢 筋 按 本 规 范 第 条 的 规 定 锚 入 节 点 的 做 法, 因 这 种 做 法 无 法 保 证 梁 柱 筋 在 节 点 区 的 搭 接 传 力, 使 梁 柱 端 无 法 发 挥 出 所 需 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 试 验 表 明, 当 梁 上 部 和 柱 外 侧 钢 筋 配 筋 率 过 高 时, 将 引 起 顶 层 端 节 点 核 心 区 混 凝 土 的 斜 压 破 坏, 故 应 通 过 本 条 规 定 对 相 应 的 配 筋 率 作 出 限 制 试 验 表 明, 当 梁 上 部 钢 筋 和 柱 外 侧 钢 筋 在 顶 层 端 节 点 外 上 角 的 弯 弧 半 径 过 小 时, 弯 弧 下 的 混 凝 土 可 能 发 生 局 部 受 压 破 坏, 故 对 钢 筋 的 弯 弧 半 径 最 小 值 做 了 相 应 规 定 非 抗 震 框 架 梁 柱 节 点 配 置 水 平 箍 筋 的 构 造 规 定 是 根 据 我 国 工 程 经 验 并 参 考 国 外 有 关 规 范 给 出 的 当 节 点 四 边 有 梁 时, 由 于 除 四 角 以 外 的 节 点 周 边 柱 纵 向 钢 筋 不 存 在 过 早 压 屈 的 危 险, 故 可 不 设 复 合 箍 筋 10.5 墙 本 条 规 定 截 面 长 度 大 于 其 厚 度 4 倍 的 构 件 方 按 墙 进 行 截 面 设 计 和 考 虑 配 筋 构 造 ; 否 则 应 按 柱 进 行 截 面 设 计 和 考 虑 配 筋 构 造 本 条 规 定 是 根 据 工 程 经 验 并 参 照 国 外 有 关 规 范 给 出 的 ~ 原 规 范 的 这 部 分 规 定, 其 中 包 括 剪 力 墙 最 小 厚 度 剪 力 墙 截 面 设 计 规 定 和 剪 力 墙 洞 口 连 梁 的 截 面 设 计 规 定 都 是 参 照 钢 筋 混 凝 土 高 层 建 筑 结 构 设 计 与 第 64 页

65 施 工 规 程 JGJ 3-79 根 据 试 验 结 果 作 出 的 规 定, 并 吸 取 国 内 设 计 经 验 制 订 的, 本 次 修 订 未 作 变 动 因 仍 缺 乏 足 够 的 跨 高 比 不 大 于 2.5 的 洞 口 连 梁 的 试 验 研 究 结 果, 其 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 受 剪 截 面 限 制 条 件 及 配 筋 构 造 等 均 只 能 继 续 空 缺, 在 注 中 作 了 说 明 本 条 规 定 了 墙 两 端 纵 向 钢 筋 及 沿 该 纵 向 钢 筋 设 置 拉 筋 的 构 造 要 求, 还 给 出 了 洞 口 上 下 纵 向 钢 筋 的 最 低 配 置 数 量 和 锚 固 要 求 ~ 这 里 规 定 的 剪 力 墙 水 平 和 竖 向 分 布 钢 筋 最 小 配 筋 率 仅 为 按 构 造 要 求 配 置 的 最 小 配 筋 率 对 以 下 两 种 情 况 宜 分 别 适 度 提 高 剪 力 墙 分 布 钢 筋 的 配 筋 率 : 1 结 构 重 要 部 位 的 剪 力 墙 主 要 指 框 架 - 剪 力 墙 结 构 中 的 剪 力 墙 和 框 架 - 核 心 筒 结 构 中 的 核 心 筒 墙 体, 宜 根 据 工 程 经 验 适 度 提 高 墙 体 分 布 钢 筋 的 配 筋 率 2 温 度 收 缩 应 力 这 是 造 成 墙 体 开 裂 的 主 要 原 因 对 于 温 度 收 缩 应 力 可 能 较 大 的 剪 力 墙 或 剪 力 墙 的 某 些 部 位, 应 根 据 工 程 经 验 提 高 墙 体 分 布 钢 筋, 特 别 是 水 平 分 布 钢 筋 的 配 筋 率 本 条 还 对 水 平 和 竖 向 分 布 钢 筋 的 直 径 间 距 和 配 筋 方 式 等 作 出 了 具 体 规 定 对 剪 力 墙 水 平 分 布 钢 筋 在 墙 端 和 墙 角 翼 墙 内 的 锚 固 或 搭 接 做 出 了 规 定 具 体 做 法 和 要 求 是 根 据 工 程 经 验 和 有 关 试 验 结 果 确 定 的 ~ 本 条 给 出 了 剪 力 墙 水 平 和 竖 向 分 布 钢 筋 搭 接 连 接 的 方 法 和 对 剪 力 墙 洞 口 连 梁 的 构 造 规 定 当 采 用 钢 筋 焊 接 网 片 配 筋 时, 应 符 合 现 行 标 准 钢 筋 焊 接 网 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 JGJ/T 114 的 有 关 规 定 10.6 叠 合 式 受 弯 构 件 叠 合 式 受 弯 构 件 主 要 用 于 装 配 整 体 式 结 构 依 施 工 和 受 力 特 点 的 不 同 可 分 为 在 施 工 阶 段 加 设 可 靠 支 撑 的 叠 合 式 受 弯 构 件 ( 亦 称 一 阶 段 受 力 叠 合 构 件 ) 和 在 施 工 阶 段 不 设 支 撑 的 叠 合 式 受 弯 构 件 ( 亦 称 二 阶 段 受 力 叠 合 构 件 ) 两 类 一 阶 段 受 力 叠 合 构 件 除 应 按 叠 合 式 受 弯 构 件 进 行 斜 截 面 受 剪 承 载 力 和 叠 合 面 受 剪 承 载 力 计 算 和 使 其 叠 合 面 符 合 本 节 第 条 和 第 条 的 构 造 要 求 外, 其 余 设 计 内 容 与 一 般 受 弯 构 件 相 同 二 阶 段 受 力 叠 合 构 件 则 应 按 本 规 范 第 条 到 第 条 的 规 定 进 行 设 计 预 制 构 件 高 度 与 叠 合 构 件 高 度 之 比 h l /h<0.4 的 二 阶 段 受 力 叠 合 构 件, 受 力 性 能 和 经 济 效 果 均 较 差, 不 建 议 采 用 本 条 给 出 二 阶 段 受 力 叠 合 式 受 弯 构 件 在 叠 合 层 混 凝 土 达 到 设 计 强 度 前 的 第 65 页

66 第 一 阶 段 和 达 到 设 计 强 度 后 的 第 二 阶 段 所 应 考 虑 的 荷 载 在 第 二 阶 段, 因 为 叠 合 层 混 凝 土 达 到 设 计 强 度 后 仍 可 能 存 在 施 工 活 荷 载, 且 其 产 生 的 荷 载 效 应 可 能 大 于 使 用 阶 段 可 变 荷 载 产 生 的 荷 载 效 应, 故 应 按 这 两 种 荷 载 效 应 中 的 较 大 值 进 行 设 计 本 条 给 出 了 预 制 构 件 和 叠 合 构 件 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 方 法 当 预 制 构 件 高 度 与 叠 合 构 件 高 度 之 比 h 1 /h 较 小 时, 预 制 构 件 正 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 中 可 能 出 现 ξ>ξ b 的 情 况, 此 时 纵 向 受 拉 钢 筋 的 f y f py 应 用 σ s σ p 代 替 σ s σ p 应 按 本 规 范 第 条 计 算, 也 可 取 ξ=ξ b 进 行 计 算 由 于 二 阶 段 受 力 叠 合 梁 的 斜 截 面 受 剪 承 载 力 试 验 研 究 尚 不 够 充 分, 本 规 范 规 定 叠 合 梁 斜 截 面 受 剪 承 载 力 仍 按 普 通 钢 筋 混 凝 土 梁 受 剪 承 载 力 公 式 计 算 在 预 应 力 混 凝 土 叠 合 梁 中, 因 预 应 力 效 应 只 影 响 预 制 构 件, 故 在 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 中 暂 不 考 虑 预 应 力 的 有 利 影 响 在 受 剪 承 载 力 计 算 中, 混 凝 土 强 度 偏 安 全 地 取 预 制 梁 与 叠 合 层 中 的 较 低 者 ; 同 时, 受 剪 承 载 力 应 不 低 于 预 制 梁 的 受 剪 承 载 力 叠 合 构 件 叠 合 面 有 可 能 先 于 斜 截 面 达 到 其 受 剪 承 载 能 力 极 限 状 态 叠 合 面 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 是 以 剪 摩 擦 传 力 模 型 为 基 础, 根 据 叠 合 构 件 试 验 结 果 和 剪 摩 擦 试 件 试 验 结 果 给 出 的 叠 合 式 受 弯 构 件 的 箍 筋 应 按 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 和 叠 合 面 受 剪 承 载 力 计 算 得 出 的 较 大 值 配 置 不 配 筋 叠 合 面 的 受 剪 承 载 力 离 散 性 较 大, 故 本 规 范 用 于 这 类 叠 合 面 的 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 暂 不 与 混 凝 土 强 度 等 级 挂 钩, 这 与 国 外 规 范 的 处 理 手 法 类 似 ~ 考 虑 到 叠 合 式 受 弯 构 件 经 受 施 工 阶 段 和 使 用 阶 段 的 不 同 受 力 状 态, 本 次 修 订 适 度 提 高 了 预 应 力 混 凝 土 叠 合 式 受 弯 构 件 的 抗 裂 要 求, 即 规 定 应 分 别 对 预 制 构 件 和 叠 合 构 件 进 行 抗 裂 验 算, 要 求 其 抗 裂 验 算 边 缘 的 混 凝 土 应 力 不 大 于 预 制 构 件 的 混 凝 土 抗 拉 强 度 标 准 值 由 于 预 制 构 件 和 叠 合 层 可 能 选 用 强 度 等 级 不 同 的 混 凝 土, 故 在 正 截 面 抗 裂 验 算 和 斜 截 面 抗 裂 验 算 中 应 按 折 算 截 面 确 定 叠 合 后 构 件 的 弹 性 抵 抗 矩 惯 性 矩 和 面 积 矩 由 于 叠 合 构 件 在 施 工 阶 段 先 以 截 面 高 度 小 的 预 制 构 件 承 担 该 阶 段 全 部 荷 载, 使 得 受 拉 钢 筋 中 的 应 力 比 假 定 用 叠 合 构 件 全 截 面 承 担 同 样 荷 载 时 大 这 一 现 象 通 常 称 为 受 拉 钢 筋 应 力 超 前 当 叠 合 层 混 凝 土 达 到 强 度 从 而 形 成 叠 合 构 件 后, 整 个 截 面 在 使 用 阶 段 荷 载 作 用 下 除 去 在 受 拉 钢 筋 中 产 生 应 力 增 量 和 在 受 压 区 混 凝 土 中 首 次 产 生 压 应 力 外, 还 会 由 于 抵 消 预 制 构 件 受 压 区 原 有 的 压 应 力 而 在 该 部 位 形 成 附 加 拉 力 该 附 加 拉 力 虽 然 会 在 一 定 程 度 上 减 小 受 力 钢 筋 中 的 应 力 超 前 现 象, 但 仍 将 使 叠 合 构 件 与 同 样 截 面 普 通 受 弯 构 件 相 比 钢 筋 拉 应 力 及 曲 率 偏 大, 并 有 可 能 使 受 拉 钢 筋 在 弯 矩 标 准 值 M k =M 1Gk +M 2k 作 用 下 过 早 达 到 屈 服 这 种 情 况 在 设 计 中 应 予 以 防 止 第 66 页

67 为 此, 根 据 试 验 结 果 给 出 了 公 式 ( ) 的 受 拉 钢 筋 应 力 控 制 条 件 该 条 件 属 叠 合 式 受 弯 构 件 正 常 使 用 极 限 状 态 的 附 加 验 算 条 件 该 验 算 条 件 与 裂 缝 宽 度 控 制 条 件 和 变 形 控 制 条 件 不 能 相 互 取 代 以 普 通 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 裂 缝 宽 度 计 算 公 式 为 基 础, 结 合 二 阶 段 受 力 叠 合 式 受 弯 构 件 的 特 点, 经 局 部 调 整, 提 出 了 用 于 钢 筋 混 凝 土 叠 合 式 受 弯 构 件 的 裂 缝 宽 度 计 算 公 式 其 中 考 虑 到 若 第 一 阶 段 预 制 构 件 所 受 荷 载 相 对 较 小, 受 拉 区 弯 曲 裂 缝 在 第 一 阶 段 不 一 定 出 齐 ; 在 随 后 由 叠 合 截 面 承 受 M 2k 时, 由 于 叠 合 截 面 的 ρ te 相 对 偏 小, 有 可 能 使 最 终 的 裂 缝 间 距 偏 大 因 此 当 计 算 叠 合 式 受 弯 构 件 的 裂 缝 间 距 时, 应 对 裂 缝 间 距 乘 以 扩 大 系 数 1.05 这 相 当 于 将 本 规 范 公 式 ( ) 中 的 α cr 由 普 通 钢 筋 混 凝 土 梁 的 2.1 增 大 到 2.2 此 外, 还 要 用 ρ tel σ slk +ρ te σ s2k 取 代 普 通 钢 筋 混 凝 土 梁 φ 计 算 公 式 中 的 ρ te σ sk, 以 近 似 考 虑 叠 合 构 件 二 阶 段 受 力 特 点 叠 合 式 受 弯 构 件 的 挠 度 应 采 用 公 式 ( ) 给 出 的 考 虑 了 二 阶 段 受 力 特 征 的 当 量 刚 度 B 按 荷 载 效 应 标 准 组 合 并 考 虑 荷 载 长 期 作 用 影 响 进 行 计 算 当 量 刚 度 B 的 公 式 是 在 假 定 荷 载 对 挠 度 的 长 期 影 响 均 发 生 在 受 力 第 二 阶 段 的 前 提 下, 根 据 第 一 阶 段 和 第 二 阶 段 的 弯 矩 曲 率 关 系 导 出 的 ~ 钢 筋 混 凝 土 二 阶 段 受 力 叠 合 式 受 弯 构 件 第 二 阶 段 短 期 刚 度, 是 在 一 般 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 短 期 刚 度 计 算 公 式 的 基 础 上, 考 虑 了 二 阶 段 受 力 对 叠 合 截 面 的 受 压 区 混 凝 土 应 力 形 成 的 滞 后 效 应 后 经 简 化 得 出 的 对 要 求 不 出 现 裂 缝 的 预 应 力 混 凝 土 二 阶 段 受 力 叠 合 式 受 弯 构 件, 第 二 阶 段 短 期 刚 度 公 式 中 的 系 数 0.7 是 根 据 试 验 结 果 确 定 的 给 出 了 负 弯 矩 区 段 内 的 第 二 阶 段 短 期 刚 度 以 及 使 用 阶 段 预 应 力 反 拱 值 的 计 算 原 则 ~ 叠 合 式 受 弯 构 件 的 叠 合 面 受 剪 承 载 力 是 通 过 叠 合 面 的 骨 料 咬 合 效 应 和 穿 过 叠 合 面 的 箍 筋 在 叠 合 面 产 生 滑 动 后 对 叠 合 面 形 成 的 张 紧 力 来 保 证 的 为 此, 要 求 预 制 构 件 上 表 面 混 凝 土 振 捣 后 不 经 抹 平 而 形 成 自 然 粗 糙 面, 且 应 选 择 骨 料 粒 径, 以 形 成 本 条 规 定 的 凹 凸 程 度 在 配 有 横 向 钢 筋 的 叠 合 面 处, 应 通 过 箍 筋 伸 入 叠 合 层 的 长 度 以 及 叠 合 层 混 凝 土 的 必 要 厚 度 和 强 度 等 级 保 证 箍 筋 有 效 地 锚 固 在 叠 合 层 混 凝 土 内 10.7 深 受 弯 构 件 根 据 分 析 及 试 验 结 果, 国 内 外 均 将 l 0 /h 2.0 的 简 支 梁 和 l 0 /h 2.5 的 连 续 梁 视 为 深 梁, 并 对 其 截 面 设 计 方 法 和 配 筋 构 造 给 出 了 专 门 规 定 近 期 试 验 结 果 表 明,l 0 /h 第 67 页

68 @ 筑 龙 网 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 资 料 编 号 : GB 5001

69 试 验 表 明, 随 着 跨 高 比 的 减 小, 深 梁 斜 截 面 抗 裂 能 力 有 一 定 提 高 为 了 简 化 计 算, 本 条 防 止 深 梁 出 现 斜 裂 缝 的 验 算 条 件 是 按 试 验 结 果 偏 下 限 给 出 的, 与 修 订 前 的 规 定 相 比 作 了 合 理 的 放 宽 当 满 足 本 条 公 式 (10.7.6) 的 要 求 时, 可 不 再 按 本 规 范 第 条 进 行 受 剪 承 载 力 计 算 深 梁 支 座 的 支 承 面 和 深 梁 顶 集 中 荷 载 作 用 面 的 混 凝 土 都 有 发 生 局 部 受 压 破 坏 的 可 能 性, 应 进 行 局 部 受 压 承 载 力 验 算, 在 必 要 时 还 应 配 置 间 接 钢 筋 按 本 规 范 第 条 的 规 定, 将 支 承 深 梁 的 柱 伸 到 深 梁 顶 能 有 效 降 低 深 梁 支 座 传 力 面 发 生 局 部 受 压 破 坏 的 可 能 性 为 了 保 证 深 梁 出 平 面 稳 定 性, 本 条 对 深 梁 的 高 厚 比 (h/b) 或 跨 厚 比 (l 0 /b) 作 了 限 制 此 外, 简 支 深 梁 在 顶 部 连 续 深 梁 在 顶 部 和 底 部 应 尽 可 能 与 其 他 水 平 刚 度 较 大 的 构 件 ( 如 楼 盖 ) 相 连 接, 以 进 一 步 加 强 其 出 平 面 稳 定 性 在 弹 性 受 力 阶 段, 连 续 深 梁 支 座 截 面 中 的 正 应 力 分 布 规 律 随 深 梁 的 跨 高 比 变 化 当 l 0 /h>1.5 时, 受 压 区 约 在 梁 底 以 上 0.2h 的 高 度 范 围 内, 再 向 上 为 拉 应 力 区, 最 大 拉 应 力 位 于 梁 顶 ; 随 着 l 0 /h 的 减 小, 最 大 拉 应 力 下 移 ; 到 l 0 /h=1.0 时, 较 大 拉 应 力 位 于 从 梁 底 算 起 0.2h 到 0.6h 的 范 围 内, 梁 顶 拉 应 力 相 对 偏 小 达 到 承 载 力 极 限 状 态 时, 支 座 截 面 因 开 裂 导 致 的 应 力 重 分 布 使 深 梁 支 座 截 面 上 部 钢 筋 拉 力 增 大 本 条 图 给 出 的 支 座 截 面 负 弯 矩 受 拉 钢 筋 沿 截 面 高 度 的 分 区 布 置 规 定, 比 较 符 合 正 常 使 用 极 限 状 态 支 座 截 面 的 受 力 特 点 水 平 钢 筋 数 量 的 这 种 分 区 布 置 规 定, 虽 未 充 分 反 映 承 载 力 极 限 状 态 下 的 受 力 特 点, 但 更 有 利 于 正 常 使 用 极 限 状 态 下 支 座 截 面 的 裂 缝 控 制, 同 时 也 不 影 响 深 梁 在 承 载 力 极 限 状 态 下 的 安 全 性 本 条 保 留 了 原 规 范 对 从 梁 底 算 起 0.2h 到 0.6h 范 围 内 水 平 钢 筋 最 低 用 量 的 控 制 条 件, 以 减 少 支 座 截 面 在 这 一 高 度 范 围 内 过 早 开 裂 的 可 能 性 深 梁 在 垂 直 裂 缝 以 及 斜 裂 缝 出 现 后 将 形 成 拉 杆 拱 传 力 机 制, 此 时 下 部 受 拉 钢 筋 直 到 支 座 附 近 仍 拉 力 较 大, 应 在 支 座 中 妥 善 锚 固 鉴 于 在 拱 肋 压 力 的 协 同 作 用 下, 钢 筋 锚 固 端 的 竖 向 弯 钩 很 可 能 引 起 深 梁 支 座 区 沿 深 梁 中 面 的 劈 裂, 故 钢 筋 锚 固 端 的 弯 折 建 议 改 为 平 放, 并 按 弯 折 180 的 方 式 锚 固 试 验 表 明, 当 仅 配 有 两 层 钢 筋 网, 而 网 与 网 之 间 未 设 拉 筋 时, 由 于 钢 筋 网 在 深 梁 出 平 面 方 向 的 变 形 未 受 到 专 门 约 束, 当 拉 杆 拱 拱 肋 内 斜 向 压 力 较 大 时, 有 可 能 发 生 沿 深 梁 中 面 劈 开 的 侧 向 劈 裂 型 斜 压 破 坏 故 应 在 双 排 钢 筋 网 之 间 配 置 拉 筋 而 且, 在 本 规 范 第 条 图 和 图 深 梁 支 座 附 近 由 虚 线 标 示 的 范 围 内 应 适 当 增 配 拉 筋 深 梁 下 部 作 用 有 集 中 荷 载 或 均 布 荷 载 时, 吊 筋 的 受 拉 能 力 不 宜 充 分 利 用, 第 69 页

70 其 目 的 是 为 了 控 制 悬 吊 作 用 引 起 的 裂 缝 宽 度 当 作 用 在 深 梁 下 部 的 集 中 荷 载 的 计 算 剪 跨 比 λ>0.7 时, 按 本 条 规 定 设 置 的 吊 筋 和 按 本 规 范 第 条 规 定 设 置 的 竖 向 分 布 钢 筋 仍 不 能 完 全 防 止 斜 拉 型 剪 切 破 坏 的 发 生, 故 应 在 剪 跨 内 适 度 增 大 竖 向 分 布 钢 筋 数 量 深 梁 的 水 平 和 竖 向 分 布 钢 筋 对 受 剪 承 载 力 所 起 的 作 用 虽 然 有 限, 但 能 限 制 斜 裂 缝 的 开 展 当 分 布 钢 筋 采 用 较 小 直 径 和 较 小 间 距 时, 这 种 作 用 就 越 发 明 显 此 外, 分 布 钢 筋 对 控 制 深 梁 中 温 度 收 缩 裂 缝 的 出 现 也 起 作 用 本 条 给 出 的 分 布 钢 筋 最 小 配 筋 率 是 构 造 要 求 的 最 低 数 量, 设 计 者 应 根 据 具 体 情 况 合 理 选 择 分 布 筋 的 配 置 数 量 本 条 给 出 了 对 介 于 深 梁 和 浅 梁 之 间 的 短 梁 的 一 般 性 构 造 规 定 10.8 牛 腿 牛 腿 ( 短 悬 臂 ) 的 受 力 特 征 可 以 用 由 顶 部 水 平 纵 向 受 力 钢 筋 形 成 的 拉 杆 和 牛 腿 内 的 混 凝 土 斜 压 杆 组 成 的 简 单 桁 架 模 型 描 述 竖 向 荷 载 将 由 水 平 拉 杆 拉 力 和 斜 压 杆 压 力 承 担 ; 作 用 在 牛 腿 顶 部 向 外 的 水 平 拉 力 则 由 水 平 拉 杆 承 担 因 牛 腿 中 要 求 不 致 因 斜 压 杆 压 力 较 大 而 出 现 平 行 于 斜 压 杆 方 向 的 斜 裂 缝, 故 牛 腿 截 面 尺 寸 通 常 以 不 出 现 斜 裂 缝 为 条 件, 即 由 本 条 公 式 (10.8.1) 控 制, 并 通 过 公 式 中 的 β 系 数 考 虑 不 同 使 用 条 件 对 牛 腿 的 不 同 抗 裂 要 求 公 式 中 的 (1-0.5F hk /F vk ) 项 是 按 牛 腿 在 竖 向 力 和 水 平 拉 力 共 同 作 用 下 斜 裂 缝 宽 度 不 超 过 0.1mm 为 条 件 确 定 的 符 合 公 式 (10.8.1) 要 求 的 牛 腿 不 需 再 作 受 剪 承 载 力 验 算, 这 是 因 为 通 过 在 a/h 0 <0.3 时 取 a/h 0 =0.3, 以 及 控 制 牛 腿 上 部 水 平 钢 筋 的 最 小 配 筋 率, 已 能 保 证 牛 腿 具 有 足 够 的 受 剪 承 载 力 在 公 式 (10.8.1) 中 还 对 沿 下 柱 边 的 牛 腿 截 面 有 效 高 度 h 0 作 了 限 制, 这 是 考 虑 到 当 α 大 于 45 时, 牛 腿 的 实 际 有 效 高 度 不 会 随 α 的 增 大 而 进 一 步 增 大 本 条 规 定 了 承 受 竖 向 力 的 受 拉 钢 筋 截 面 面 积 及 承 受 水 平 力 的 锚 固 钢 筋 截 面 面 积 的 计 算 方 法, 同 原 规 范 与 原 规 范 相 比, 本 条 更 明 确 规 定 了 牛 腿 上 部 纵 向 受 拉 钢 筋 伸 入 柱 内 的 锚 固 要 求, 以 及 当 牛 腿 设 在 柱 顶 时, 为 了 保 证 牛 腿 顶 面 受 拉 钢 筋 与 柱 外 侧 纵 向 钢 筋 的 可 靠 传 力 而 应 采 取 的 构 造 措 施 牛 腿 中 配 置 水 平 箍 筋, 特 别 是 在 牛 腿 上 部 配 置 一 定 数 量 的 水 平 箍 筋, 能 有 效 减 少 在 该 部 位 过 早 出 现 斜 裂 缝 的 可 能 性 在 牛 腿 内 设 置 一 定 数 量 的 弯 起 钢 筋 是 我 国 工 程 界 的 传 统 做 法 但 试 验 表 明, 它 对 提 高 牛 腿 的 受 剪 承 载 力 和 减 少 斜 向 开 裂 的 可 第 70 页

71 能 性 都 不 起 明 显 作 用 此 次 修 订 规 范 决 定 仍 保 留 在 牛 腿 中 按 构 造 布 置 弯 起 钢 筋 的 做 法, 但 适 度 减 少 了 弯 起 钢 筋 的 数 量 10.9 预 埋 件 及 吊 环 预 埋 件 的 锚 筋 计 算 公 式 及 构 造 要 求, 经 工 程 实 践 证 明 是 有 效 的, 本 次 修 订 未 作 改 动 承 受 剪 力 的 预 埋 件, 其 受 剪 承 载 力 与 混 凝 土 强 度 等 级 锚 筋 抗 拉 强 度 锚 筋 截 面 面 积 和 直 径 等 有 关 在 保 证 锚 筋 锚 固 长 度 和 锚 筋 到 构 件 边 缘 合 理 距 离 的 前 提 下, 根 据 试 验 结 果 提 出 了 确 定 锚 筋 截 面 面 积 的 半 理 论 半 经 验 公 式 其 中 通 过 系 数 α r 考 虑 了 锚 筋 排 数 的 影 响 ; 通 过 系 数 α v 考 虑 了 锚 筋 直 径 以 及 混 凝 土 抗 压 强 度 与 锚 筋 抗 拉 强 度 比 值 f c /f y 的 影 响 承 受 法 向 拉 力 的 预 埋 件, 其 钢 板 一 般 都 将 产 生 弯 曲 变 形 这 时, 锚 筋 不 仅 承 受 拉 力, 还 承 受 钢 板 弯 曲 变 形 引 起 的 剪 力, 使 锚 筋 处 于 复 合 受 力 状 态 通 过 折 减 系 数 α b 考 虑 了 锚 板 弯 曲 变 形 的 影 响 承 受 拉 力 和 剪 力 以 及 拉 力 和 弯 矩 的 预 埋 件, 根 据 试 验 结 果, 锚 筋 承 载 力 均 可 按 线 性 相 关 关 系 处 理 只 承 受 剪 力 和 弯 矩 的 预 埋 件, 根 据 试 验 结 果, 当 V/V u0 >0.7 时, 取 剪 弯 承 载 力 线 性 相 关 ; 当 V/V u0 0.7 时, 可 按 受 剪 承 载 力 与 受 弯 承 载 力 不 相 关 处 理 其 中 V u0 为 预 埋 件 单 独 受 剪 时 的 承 载 力 承 受 剪 力 压 力 和 弯 矩 的 预 埋 件, 其 锚 筋 截 面 面 积 计 算 公 式 偏 于 安 全 由 于 当 N<0.5f c A 时, 可 近 似 取 M-0.4N z =0 作 为 压 剪 承 载 力 和 压 弯 剪 承 载 力 计 算 的 界 限 条 件, 故 本 条 相 应 计 算 公 式 即 以 N 0.5f c A 为 前 提 条 件 本 条 公 式 ( ) 不 等 式 右 侧 第 一 项 中 的 系 数 0.3 反 映 了 压 力 对 预 埋 件 抗 剪 能 力 的 影 响 程 度 与 试 验 结 果 相 比, 其 取 值 偏 安 全 承 受 剪 力 法 向 拉 力 和 弯 矩 的 预 埋 件, 其 锚 筋 截 面 面 积 计 算 公 式 中 拉 力 项 的 抗 力 均 乘 了 折 减 系 数 0.8, 这 是 考 虑 到 预 埋 件 的 重 要 性 和 受 力 复 杂 性, 而 对 承 受 拉 力 这 种 更 不 利 的 受 力 状 态 采 取 的 提 高 安 全 储 备 的 措 施 当 预 埋 件 由 对 称 于 受 力 方 向 布 置 的 直 锚 筋 和 弯 折 锚 筋 共 同 承 受 剪 力 时, 所 需 弯 折 锚 筋 的 截 面 面 积 可 由 下 式 计 算 : A sb (1.1V-α v f y A s )/0.8f y 上 式 意 味 着 从 作 用 剪 力 中 减 去 由 直 锚 筋 承 担 的 剪 力 即 为 需 要 由 弯 折 锚 筋 承 担 的 剪 力 上 式 经 调 整 后 即 为 本 条 公 式 (10.9.2) 根 据 国 外 有 关 规 范 和 国 内 对 钢 与 混 凝 土 组 合 结 构 中 弯 折 锚 筋 的 试 验 结 果, 弯 折 锚 筋 的 角 度 对 受 剪 承 载 力 影 响 不 大 考 虑 到 工 第 71 页

72 程 中 的 一 般 做 法, 在 本 条 注 中 给 出 了 弯 折 锚 筋 的 角 度 宜 取 为 15 到 45 在 这 一 弯 折 角 度 范 围 内, 可 按 上 式 计 算 锚 筋 截 面 面 积, 而 不 需 对 锚 筋 抗 拉 强 度 作 进 一 步 折 减 上 式 中 乘 在 作 用 剪 力 项 上 的 系 数 1.1 是 直 锚 筋 与 弯 折 锚 筋 共 同 工 作 时 的 不 均 匀 系 数 0.9 的 倒 数 预 埋 件 也 可 以 只 设 弯 折 钢 筋 来 承 担 剪 力, 此 时 可 不 设 或 只 按 构 造 设 置 直 锚 筋, 并 在 计 算 公 式 中 取 A s = ~ 针 对 常 用 的 预 埋 件 形 式, 根 据 工 程 经 验 给 出 了 预 埋 件 的 构 造 要 求 这 些 构 造 规 定 也 是 建 立 预 埋 件 锚 筋 截 面 面 积 计 算 公 式 的 基 本 前 提 对 于 同 时 承 受 拉 力 剪 力 和 弯 矩 作 用 的 预 埋 件, 当 其 锚 筋 的 锚 固 长 度 按 本 规 范 第 条 的 受 拉 锚 固 长 度 设 置 确 有 困 难 时, 允 许 采 用 其 他 有 效 锚 固 措 施 当 采 用 较 小 的 锚 固 长 度 时, 可 将 本 规 范 第 条 公 式 ( ) 和 公 式 ( ) 不 等 式 右 端 N M 项 分 母 中 的 f y 改 用 α a f y 代 替, 其 中 α a 为 锚 固 折 减 系 数 ( 取 实 际 锚 固 长 度 与 本 规 范 第 条 规 定 的 受 拉 钢 筋 锚 固 长 度 的 比 值 ), 其 值 不 应 小 于 0.5, 且 锚 固 长 度 不 得 小 于 本 条 规 定 的 受 剪 和 受 压 直 锚 筋 的 锚 固 长 度 15d 但 此 方 法 不 得 用 于 直 接 承 受 动 力 作 用 或 地 震 作 用 的 预 埋 件 确 定 吊 环 钢 筋 所 需 面 积 时, 钢 筋 的 抗 拉 强 度 设 计 值 应 乘 以 折 减 系 数 在 折 减 系 数 中 考 虑 的 因 素 有 : 构 件 自 重 荷 载 分 项 系 数 取 为 1.2, 吸 附 作 用 引 起 的 超 载 系 数 取 为 1.2, 钢 筋 弯 折 后 的 应 力 集 中 对 强 度 的 折 减 系 数 取 为 1.4, 动 力 系 数 取 为 1.5, 钢 丝 绳 角 度 对 吊 环 承 载 力 的 影 响 系 数 取 为 1.4, 于 是, 当 取 HPB235 级 钢 筋 的 抗 拉 强 度 设 计 值 为 f y =210N/mm 2 时, 吊 环 钢 筋 实 际 取 用 的 允 许 拉 应 力 值 为 :210/( )=210/ N/mm 预 制 构 件 的 连 接 ~ 根 据 我 国 工 程 经 验 给 出 了 预 制 构 件 连 接 接 头 的 原 则 性 规 定 多 年 来 的 工 程 实 践 证 明, 这 些 构 造 措 施 是 有 效 的, 故 仍 按 原 规 范 规 定 采 用 其 中 装 配 整 体 式 接 头 处 的 钢 筋 连 接 宜 采 用 传 力 比 较 可 靠 的 机 械 连 接 形 式 而 当 采 用 焊 接 连 接 形 式 时, 应 考 虑 焊 接 应 力 对 接 头 的 不 利 影 响 根 据 试 验 研 究 及 工 程 实 践 经 验, 并 参 考 了 国 外 类 似 结 构 的 成 功 设 计 方 法, 提 出 了 增 强 预 制 装 配 式 楼 盖 整 体 性 的 配 套 措 施 这 些 措 施 包 括 : 在 板 侧 边 形 式 中 淘 汰 斜 平 边 和 单 齿 边 而 改 用 双 齿 边 或 其 他 能 够 有 效 传 递 剪 力 的 形 式 ; 板 间 拼 缝 灌 筑 材 料 淘 汰 水 泥 砂 浆 而 采 用 强 度 不 低 于 C20 的 细 石 混 凝 土 ; 适 当 加 大 拼 缝 宽 度 并 采 用 微 膨 胀 混 凝 土 灌 缝 ; 在 拼 缝 内 配 置 构 造 钢 筋 ; 板 端 伸 出 锚 固 钢 筋 与 周 边 支 承 结 构 实 现 可 靠 连 接 或 锚 固 ; 在 板 面 上 增 设 现 浇 层 并 铺 设 钢 筋 网 片 以 增 加 板 与 周 边 构 件 及 互 相 之 第 72 页

73 间 的 连 接 等 采 取 这 些 措 施 后, 预 制 装 配 式 楼 盖 的 整 体 性 可 以 得 到 显 著 加 强 第 73 页

74 11 混 凝 土 结 构 构 件 抗 震 设 计 11.1 一 般 规 定 我 国 是 多 地 震 国 家, 需 对 建 筑 结 构 考 虑 抗 震 设 防 的 地 域 较 广 混 凝 土 结 构 是 我 国 建 筑 结 构 中 应 用 最 广 的 结 构 类 型, 应 充 分 重 视 其 抗 震 设 计 本 规 范 第 11 章 主 要 对 用 于 抗 震 设 防 烈 度 6 度 ~9 度 地 区 的 混 凝 土 结 构 主 要 构 件 类 型 的 抗 震 承 载 力 计 算 和 抗 震 构 造 措 施 做 出 规 定, 其 中 包 括 钢 筋 混 凝 土 结 构 中 的 框 架 梁 框 架 柱 梁 柱 节 点 剪 力 墙 单 层 房 屋 排 架 柱 以 及 预 应 力 混 凝 土 梁 在 进 行 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 抗 震 设 计 时, 尚 应 遵 守 现 行 国 家 标 准 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB50011 的 有 关 规 定 建 筑 抗 震 设 计 规 范 规 定, 对 抗 震 设 防 烈 度 为 6 度 的 建 筑 结 构, 只 需 满 足 抗 震 措 施 要 求, 不 需 进 行 结 构 抗 震 验 算 但 对 于 6 度 设 防 烈 度 Ⅳ 类 场 地 上 的 较 高 的 高 层 建 筑, 其 地 震 影 响 系 数 有 可 能 高 于 同 一 结 构 在 7 度 设 防 烈 度 Ⅱ 类 场 地 条 件 下 的 地 震 影 响 系 数, 因 此 要 求 对 这 类 条 件 下 的 建 筑 结 构 仍 应 进 行 结 构 抗 震 验 算 和 构 件 的 抗 震 承 载 力 计 算 为 此, 在 本 章 各 类 结 构 构 件 的 抗 震 承 载 力 计 算 规 定 中 考 虑 了 这 种 情 况 的 需 要 本 次 修 订 给 出 了 不 同 抗 震 设 防 烈 度 下 现 浇 钢 筋 混 凝 土 房 屋 最 大 适 用 高 度 的 规 定 所 规 定 的 房 屋 高 度 限 值 是 当 该 结 构 的 抗 震 设 计 符 合 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB50011 的 有 关 规 定, 且 结 构 构 件 承 载 力 计 算 及 构 造 措 施 符 合 本 章 要 求 时 房 屋 允 许 达 到 的 最 大 高 度 当 所 设 计 的 房 屋 高 度 超 过 本 条 规 定 时, 其 设 计 方 法 应 符 合 有 关 标 准 的 规 定 或 经 专 门 研 究 确 定 根 据 设 防 烈 度 结 构 类 型 和 房 屋 高 度 将 各 类 抗 震 建 筑 结 构 划 分 为 一 级 二 级 三 级 四 级 四 个 抗 震 等 级 根 据 抗 震 等 级 不 同, 对 不 同 类 型 结 构 中 的 各 类 构 件 提 出 了 相 应 的 抗 震 性 能 要 求, 其 中 主 要 是 延 性 要 求, 同 时 也 考 虑 了 耗 能 能 力 的 要 求 一 级 抗 震 等 级 的 要 求 最 严, 四 级 抗 震 等 级 的 要 求 最 轻 各 抗 震 等 级 所 提 要 求 的 差 异 主 要 体 现 在 强 柱 弱 梁 措 施 中 柱 和 剪 力 墙 弯 矩 增 大 系 数 的 取 值 和 确 定 方 法 的 不 同 强 剪 弱 弯 措 施 中 梁 柱 墙 及 节 点 中 剪 力 增 大 措 施 的 不 同 以 及 保 证 各 类 结 构 构 件 延 性 和 塑 性 耗 能 能 力 构 造 措 施 的 不 同 不 同 抗 震 等 级 的 具 体 要 求 是 根 据 我 国 和 国 外 历 年 来 的 地 震 灾 害 经 验 研 究 成 果 和 工 程 经 验, 并 参 考 国 外 有 关 规 范 制 定 的 第 74 页

75 本 次 修 订 在 现 浇 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 抗 震 等 级 表 中 增 加 了 筒 体 结 构 的 抗 震 等 级 规 定 本 条 对 各 种 结 构 体 系 中 的 剪 力 墙, 以 及 部 分 框 支 剪 力 墙 结 构 中 落 地 剪 力 墙 底 部 加 强 部 位 的 高 度 做 出 了 规 定 为 简 化 规 定, 其 中 只 考 虑 了 高 度 因 素 规 范 除 规 定 底 部 加 强 部 位 的 高 度 可 取 墙 肢 总 高 度 的 1/8 外, 考 虑 到 层 数 较 少 的 结 构, 其 加 强 部 位 的 高 度 不 宜 过 小, 因 此, 对 各 种 结 构 体 系 中 的 剪 力 墙, 还 规 定 需 不 小 于 底 部 两 层 的 高 度 对 部 分 框 支 剪 力 墙 结 构 的 落 地 剪 力 墙 还 需 满 足 加 强 部 位 高 度 不 小 于 框 支 层 加 框 支 层 以 上 两 层 高 度 的 要 求 另 外, 考 虑 到 高 层 建 筑 的 特 点, 还 增 加 了 底 部 加 强 部 位 的 高 度 不 超 过 15m 的 规 定 表 中 各 类 构 件 的 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 是 根 据 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB50011 的 规 定 给 出 的 表 中 各 类 构 件 的 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 是 在 该 规 范 采 用 的 常 遇 地 震 下 的 地 震 作 用 取 值 和 地 震 作 用 分 项 系 数 取 值 的 前 提 下, 使 考 虑 常 遇 地 震 作 用 组 合 的 各 类 构 件 承 载 力 具 有 适 宜 的 安 全 性 水 准 而 采 取 的 对 抗 力 项 进 行 必 要 调 整 的 措 施 在 较 强 地 震 作 用 过 程 中, 梁 柱 端 截 面 和 剪 力 墙 肢 底 部 截 面 中 的 纵 向 受 力 钢 筋 可 能 处 于 交 替 拉 压 的 状 态 下 根 据 试 验 结 果, 这 时 钢 筋 与 其 周 围 混 凝 土 的 粘 结 锚 固 性 能 将 比 单 调 受 拉 时 不 利 因 此, 根 据 不 同 的 抗 震 等 级 给 出 了 增 大 钢 筋 受 拉 锚 固 长 度 的 规 定 受 拉 钢 筋 搭 接 长 度 也 相 应 增 大 由 于 梁 柱 端 和 剪 力 墙 肢 底 部 截 面 可 能 出 现 塑 性 铰 的 部 位 纵 向 受 力 钢 筋 在 屈 服 后 可 能 产 生 很 大 的 塑 性 变 形, 且 拉 压 屈 服 可 能 交 替 出 现, 加 之 塑 性 铰 区 受 力 比 较 复 杂, 在 强 震 下 可 能 形 成 一 定 损 伤, 因 此 建 议 钢 筋 的 各 类 连 接 接 头 应 尽 量 避 开 构 件 端 部 的 箍 筋 加 密 区 当 出 于 工 程 原 因 不 能 避 开 时, 仅 允 许 采 用 机 械 连 接 接 头, 且 应 对 该 接 头 提 出 严 格 质 量 要 求, 同 时 规 定 在 同 一 连 接 区 段 内 有 接 头 钢 筋 的 截 面 面 积 不 应 大 于 全 部 钢 筋 截 面 面 积 的 50% 对 箍 筋 末 端 弯 钩 的 构 造 要 求, 是 保 证 箍 筋 对 混 凝 土 核 心 起 到 有 效 约 束 作 用 的 必 要 条 件 11.2 材 料 根 据 混 凝 土 的 基 本 材 料 性 能, 提 出 构 件 抗 震 要 求 的 最 高 和 最 低 混 凝 土 强 度 等 级 的 限 制 条 件, 以 保 证 构 件 在 地 震 力 作 用 下 有 必 要 的 承 载 力 和 延 性 近 年 来 国 内 对 高 强 混 凝 土 完 成 了 较 多 的 试 验 研 究, 也 积 累 了 一 定 的 工 程 经 验 基 于 高 强 度 混 凝 土 的 脆 性 性 质, 对 地 震 高 烈 度 区 高 强 混 凝 土 的 应 用 应 有 所 限 制 第 75 页

76 结 构 构 件 中 纵 向 受 力 钢 筋 的 变 形 性 能 直 接 影 响 结 构 构 件 在 地 震 力 作 用 下 的 延 性 本 条 规 定 有 抗 震 设 防 要 求 的 框 架 梁 框 架 柱 剪 力 墙 等 结 构 构 件 的 纵 向 受 力 钢 筋 宜 选 用 HRB400 级 HRB335 级 热 轧 钢 筋 ; 箍 筋 宜 选 用 HRB335 级 HRB400 级 HPB235 级 热 轧 钢 筋 按 一 二 级 抗 震 等 级 设 计 的 各 类 框 架, 当 采 用 普 通 钢 筋 配 筋 时, 要 求 按 纵 向 受 力 钢 筋 检 验 所 得 的 强 度 实 测 值 确 定 的 强 屈 比 不 应 小 于 1.25, 目 的 是 使 结 构 某 个 部 位 出 现 塑 性 铰 以 后 有 足 够 的 转 动 能 力 ; 同 时, 要 求 钢 筋 屈 服 强 度 实 测 值 与 钢 筋 的 强 度 标 准 值 的 比 值 不 应 大 于 1.3, 不 然, 强 柱 弱 梁 强 剪 弱 弯 的 设 计 要 求 不 易 保 证 11.3 框 架 梁 试 验 资 料 表 明, 在 低 周 反 复 荷 载 作 用 下, 框 架 梁 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 与 一 次 加 载 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 相 近, 因 此, 地 震 作 用 组 合 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 可 按 静 力 公 式 除 以 相 应 的 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 计 算 设 计 框 架 梁 时, 控 制 混 凝 土 受 压 区 高 度 的 目 的 是 控 制 梁 端 塑 性 铰 区 有 较 大 的 塑 性 转 动 能 力, 以 保 证 框 架 梁 有 足 够 的 曲 率 延 性 根 据 国 内 的 试 验 结 果 和 参 考 国 外 经 验, 当 相 对 受 压 区 高 度 控 制 在 0.25 至 0.35 时, 梁 的 位 移 延 性 系 数 可 达 到 3~4 在 确 定 混 凝 土 受 压 区 高 度 时, 可 把 截 面 内 的 受 压 钢 筋 计 算 在 内 框 架 结 构 设 计 中, 应 力 求 做 到 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 框 架 中 形 成 以 梁 端 塑 性 铰 为 主 的 塑 性 耗 能 机 构 这 就 需 要 尽 可 能 避 免 梁 端 塑 性 铰 区 在 充 分 塑 性 转 动 之 前 发 生 脆 性 剪 切 破 坏 为 此, 对 框 架 梁 提 出 了 强 剪 弱 弯 的 设 计 概 念 为 了 实 现 以 上 要 求, 首 先 是 在 剪 力 设 计 值 的 确 定 中, 考 虑 了 梁 端 弯 矩 的 增 大 同 时, 对 9 度 设 防 烈 度 的 各 类 框 架 和 一 级 抗 震 等 级 的 框 架 结 构, 还 考 虑 了 工 程 设 计 中 梁 端 纵 向 受 拉 钢 筋 有 超 配 的 可 能, 要 求 梁 左 右 端 取 用 实 配 钢 筋 截 面 面 积 和 强 度 标 准 值 考 虑 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 的 受 弯 承 载 力 值 所 对 应 的 弯 矩 值 M bua 则 可 按 下 式 计 算 : M buk 1 a M bua = f yk As ( h0 a s ) γ γ RE RE 其 他 抗 震 等 级 框 架 梁 剪 力 设 计 值 的 确 定, 则 直 接 取 用 梁 端 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 弯 矩 设 计 值 的 平 衡 剪 力 值, 并 乘 以 不 同 的 增 大 系 数 矩 形 T 形 和 I 形 截 面 框 架 梁, 其 受 剪 要 求 的 截 面 控 制 条 件 是 在 静 力 受 剪 要 求 的 基 础 上, 考 虑 反 复 荷 载 作 用 的 不 利 影 响 确 定 的 在 截 面 控 制 条 件 中 还 对 较 高 强 第 76 页

77 度 的 混 凝 土 考 虑 了 混 凝 土 强 度 影 响 系 数 国 内 外 低 周 反 复 荷 载 作 用 下 钢 筋 混 凝 土 连 续 梁 和 悬 臂 梁 受 剪 承 载 力 试 验 表 明, 低 周 反 复 荷 载 作 用 使 梁 的 斜 截 面 受 剪 承 载 力 降 低, 其 主 要 原 因 是 混 凝 土 剪 压 区 剪 切 强 度 降 低, 以 及 斜 裂 缝 间 混 凝 土 咬 合 力 及 纵 向 钢 筋 暗 销 力 的 降 低 箍 筋 项 承 载 力 降 低 不 明 显 为 此, 仍 以 截 面 总 受 剪 承 载 力 试 验 值 的 下 包 线 作 为 计 算 公 式 的 取 值 标 准, 其 中 将 混 凝 土 项 取 为 非 抗 震 情 况 下 混 凝 土 受 剪 承 载 力 的 60%, 而 箍 筋 项 则 不 考 虑 反 复 荷 载 作 用 的 降 低 同 时, 为 便 于 设 计 应 用, 对 各 抗 震 等 级 均 取 用 相 同 的 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 为 了 保 证 框 架 梁 对 框 架 节 点 的 约 束 作 用, 框 架 梁 的 截 面 宽 度 不 宜 过 小 为 了 减 少 在 非 线 性 反 应 时, 框 架 梁 发 生 侧 向 失 稳 的 危 险, 对 梁 的 截 面 高 宽 比 作 了 限 制 考 虑 到 净 跨 与 梁 高 的 比 值 小 于 4 的 梁, 适 应 较 大 塑 性 变 形 的 能 力 较 差, 因 此, 对 框 架 梁 的 跨 高 比 作 了 限 制 本 次 规 范 修 订, 对 非 抗 震 设 计 的 受 弯 构 件 提 高 了 纵 向 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 取 值, 并 引 入 了 与 混 凝 土 抗 拉 强 度 设 计 值 和 钢 筋 抗 拉 强 度 设 计 值 相 关 的 特 征 值 参 数 (f t /f y ) 由 此, 抗 震 设 计 按 纵 向 受 拉 钢 筋 在 梁 中 的 不 同 位 置 和 不 同 抗 震 等 级, 给 出 了 相 对 于 非 抗 震 设 计 留 有 不 同 裕 度 的 纵 向 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 规 定 在 梁 端 箍 筋 加 密 区 内, 下 部 纵 向 钢 筋 不 宜 过 少, 下 部 和 上 部 钢 筋 的 截 面 面 应 符 合 一 定 的 比 例 这 是 考 虑 由 于 地 震 作 用 的 随 机 性, 在 较 强 地 震 下 梁 端 可 能 出 现 较 大 的 正 弯 矩, 该 正 弯 矩 有 可 能 明 显 大 于 考 虑 常 遇 地 震 作 用 的 梁 端 组 合 正 弯 矩 若 梁 端 下 部 纵 向 钢 筋 配 置 过 少, 将 可 能 发 生 下 部 钢 筋 的 过 早 屈 服 甚 至 拉 断 提 高 梁 端 下 部 纵 向 钢 筋 的 数 量, 也 有 助 于 改 善 梁 端 塑 性 铰 区 在 负 弯 矩 作 用 下 的 延 性 性 能 本 条 规 定 的 梁 端 下 部 钢 筋 的 最 小 配 置 比 例 是 根 据 我 国 试 验 结 果 及 设 计 经 验 并 参 考 国 外 规 范 规 定 确 定 的 框 架 梁 的 抗 震 设 计 除 应 满 足 计 算 要 求 外, 梁 端 塑 性 铰 区 箍 筋 的 构 造 要 求 极 其 重 要 本 规 范 对 梁 端 箍 筋 加 密 区 长 度 箍 筋 最 大 间 距 和 箍 筋 最 小 直 径 的 要 求 作 了 规 定, 其 目 的 是 从 构 造 上 对 框 架 梁 塑 性 铰 区 的 受 压 混 凝 土 提 供 约 束, 并 约 束 纵 向 受 压 钢 筋, 防 止 它 在 保 护 层 混 凝 土 剥 落 后 过 早 压 屈, 以 保 证 梁 端 具 有 足 够 的 塑 性 铰 转 动 能 力 ~ 沿 梁 全 长 需 配 置 一 定 数 量 的 通 长 钢 筋 是 考 虑 框 架 梁 在 地 震 作 用 过 程 中 反 弯 点 位 置 可 能 变 化 这 里 通 长 的 含 义 是 保 证 梁 各 个 部 位 的 这 部 分 钢 筋 都 能 发 挥 其 受 拉 承 载 力 考 虑 到 梁 端 箍 筋 过 密, 难 于 施 工, 本 次 规 范 修 订 对 梁 箍 筋 加 密 区 长 度 内 的 箍 筋 肢 距 规 定 作 了 适 当 放 松, 且 考 虑 了 箍 筋 直 径 与 肢 距 的 相 关 性 第 77 页

78 沿 梁 全 长 箍 筋 的 配 筋 率 ρ sv, 在 原 规 范 1993 年 局 部 修 订 中 解 释 为 承 受 地 震 作 用 为 主 的 框 架 梁, 应 满 足 配 筋 率 ρ sv 的 规 定 考 虑 到 此 规 定 在 概 念 上 不 太 明 确, 本 次 规 范 修 订 规 定 沿 梁 全 长 箍 筋 的 配 筋 率 ρ sv 应 符 合 规 范 要 求, 其 值 在 非 抗 震 设 计 要 求 基 础 上 适 当 增 加 11.4 框 架 柱 及 框 支 柱 考 虑 地 震 作 用 的 框 架 柱, 与 框 架 梁 在 正 截 面 计 算 上 采 用 相 同 的 处 理 方 法, 即 其 正 截 面 偏 心 受 压 偏 心 受 拉 承 载 力 计 算 方 法 与 不 考 虑 地 震 作 用 的 框 架 柱 相 同, 但 在 计 算 公 式 右 边 均 应 除 以 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 由 于 框 架 柱 受 轴 向 压 力 作 用, 其 延 性 通 常 比 梁 的 延 性 小, 如 果 不 采 取 强 柱 弱 梁 的 措 施, 柱 端 不 仅 可 能 提 前 出 现 塑 性 铰, 而 且 有 可 能 塑 性 转 动 过 大, 甚 至 形 成 同 层 各 柱 上 下 端 同 时 出 现 塑 性 铰 的 柱 铰 机 构, 从 而 危 及 结 构 承 受 竖 向 荷 载 的 能 力 因 此, 在 框 架 柱 的 设 计 中, 有 目 的 地 增 大 柱 端 弯 矩 设 计 值, 降 低 柱 屈 服 的 可 能 性, 是 保 证 框 架 抗 震 安 全 性 的 关 键 措 施 考 虑 到 原 规 范 给 出 的 柱 弯 矩 增 大 措 施 偏 弱, 本 次 修 订 适 度 提 高 了 各 类 抗 震 等 级 的 柱 弯 矩 增 大 系 数 但 因 8 度 设 防 烈 度 框 架 柱 未 按 梁 端 实 际 配 筋 截 面 面 积 确 定 M bua 和 柱 端 调 整 后 的 弯 矩, 而 是 用 考 虑 地 震 作 用 梁 端 弯 矩 设 计 值 直 接 乘 以 增 大 系 数 的 方 法 确 定 调 整 后 的 柱 端 弯 矩, 因 此, 当 梁 端 出 于 构 造 原 因 实 际 配 筋 数 量 比 计 算 需 要 超 出 较 多 时, 实 现 强 柱 弱 梁 的 柱 弯 矩 增 大 系 数 应 取 用 进 一 步 适 当 增 大 的 数 值 考 虑 到 高 层 建 筑 底 部 柱 的 弯 矩 设 计 值 的 反 弯 点 可 能 不 在 柱 的 层 高 范 围 内, 柱 端 弯 矩 设 计 值 可 直 接 按 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 弯 矩 设 计 值 乘 以 增 大 系 数 确 定 为 了 推 迟 框 架 结 构 底 层 柱 下 端 截 面 框 支 柱 顶 层 柱 上 端 和 底 层 柱 下 端 截 面 出 现 塑 性 铰, 在 设 计 中, 对 此 部 位 柱 的 弯 矩 设 计 值 采 用 直 接 乘 以 增 大 系 数 的 方 法, 以 增 大 其 正 截 面 承 载 力 由 于 按 我 国 设 计 规 范 规 定 的 柱 弯 矩 增 大 措 施, 只 能 适 度 推 迟 柱 端 塑 性 铰 的 出 现, 而 不 能 避 免 出 现 柱 端 塑 性 铰, 因 此, 对 柱 端 也 应 提 出 强 剪 弱 弯 要 求, 以 保 证 在 柱 端 塑 性 铰 达 到 预 期 的 塑 性 转 动 之 前, 柱 端 塑 性 铰 区 不 出 现 剪 切 破 坏 对 9 度 设 防 烈 度 的 各 类 框 架 和 一 级 抗 震 等 级 的 框 架 结 构, 考 虑 了 柱 端 纵 向 钢 筋 的 实 配 情 况 和 材 料 强 度 标 准 值, 要 求 柱 上 下 端 取 用 考 虑 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 的 正 截 面 抗 震 受 弯 承 载 力 值 所 对 应 的 弯 矩 值 M cua, 1 M cua = M M cuk cuk 为 柱 的 正 截 面 受 弯 承 载 力 标 准 γ RE 值, 取 实 配 钢 筋 截 面 面 积 和 材 料 强 度 标 准 值 并 按 第 7 章 的 有 关 公 式 计 算 对 称 配 筋 矩 形 截 面 大 偏 心 受 压 柱 柱 端 考 虑 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 的 正 截 面 受 弯 承 第 78 页

79 载 力 值 M cua, 可 按 下 列 公 式 计 算 : 由 Σx=0 的 条 件, 得 出 由 ΣM=0 的 条 件, 得 出 [ η e + 0.5( h a ] N e = N i 0 s 1 N = α1 f γ 1 a = [ α f b ( h 0.5x) + f A ( h a )] γ RE RE 1 ck x 0 yk s 0 s 以 上 二 式 消 除 x, 并 取 h=h 0 +a s,a s =a s, 可 得 M 1 0.5γ γ Nh 1 α1 f c bx N + f yk A bh = RE a cua RE s γ RE ck 式 中 N 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 柱 轴 向 压 力 设 计 值 ; f ck 混 凝 土 轴 心 受 压 强 度 标 准 值 ; f yk 普 通 受 压 钢 筋 强 度 标 准 值 ; a A s 普 通 受 压 钢 筋 实 配 截 面 面 积 ( h 0 a s ) 对 其 他 配 筋 形 式 或 截 面 形 状 的 框 架 柱, 其 M cua 值 可 参 照 上 述 方 法 确 定 ~ 为 保 证 框 支 柱 能 承 受 一 定 量 的 地 震 剪 力, 规 定 了 框 支 柱 承 受 的 最 小 地 震 剪 力 应 满 足 的 条 件 同 时 对 一 二 级 抗 震 等 级 的 框 支 柱, 规 定 由 地 震 作 用 引 起 的 附 加 轴 力 应 乘 以 增 大 系 数, 以 保 证 框 支 柱 的 受 压 承 载 力 对 框 架 角 柱, 考 虑 到 在 历 次 强 震 中 其 震 害 相 对 较 重, 加 之, 角 柱 还 受 有 扭 转 双 向 剪 切 等 不 利 影 响, 在 设 计 中, 其 弯 矩 剪 力 设 计 值 应 取 经 调 整 后 的 弯 矩 剪 力 设 计 值 乘 以 不 小 于 1.1 的 增 大 系 数 本 条 规 定 了 框 架 柱 的 受 剪 承 载 力 上 限 值, 也 就 是 从 受 剪 的 要 求 提 出 了 截 面 尺 寸 的 限 制 条 件, 它 是 在 非 抗 震 受 剪 要 求 基 础 上 考 虑 反 复 荷 载 影 响 得 出 的 国 内 有 关 反 复 荷 载 作 用 下 偏 压 柱 塑 性 铰 区 的 受 剪 承 载 力 试 验 表 明, 反 复 加 载 使 构 件 的 受 剪 承 载 力 比 单 调 加 载 降 低 约 10%~30%, 这 主 要 是 由 于 混 凝 土 受 剪 承 载 力 降 低 所 致 为 此, 按 框 架 梁 相 同 的 处 理 原 则, 给 出 了 混 凝 土 项 抗 震 受 剪 承 载 力 相 当 于 非 抗 震 情 况 下 混 凝 土 受 剪 承 载 力 的 60%, 而 箍 筋 项 受 剪 承 载 力 与 非 震 情 况 相 比 不 予 降 低 的 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 框 架 柱 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 框 架 柱 出 现 拉 力 时, 斜 截 面 承 载 力 计 算 中, 考 虑 了 拉 力 的 不 利 作 用 从 抗 震 性 能 考 虑, 给 出 了 框 架 柱 合 理 的 截 面 尺 寸 限 制 条 件 第 79 页

80 框 架 柱 纵 向 钢 筋 最 小 配 筋 率 是 工 程 设 计 中 较 重 要 的 控 制 指 标 此 次 修 订 适 当 提 高 了 框 架 柱 纵 向 受 力 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 取 值 同 时, 考 虑 到 高 强 混 凝 土 对 柱 抗 震 性 能 的 不 利 影 响, 规 范 规 定 对 高 于 C60 的 混 凝 土, 最 小 配 筋 百 分 率 应 提 高 0.1; 对 HRB400 级 钢 筋, 最 小 配 筋 百 分 率 应 降 低 0.1 但 为 防 止 每 侧 的 配 筋 过 少, 故 要 求 每 侧 钢 筋 配 筋 百 分 率 不 小 于 0.2 为 了 提 高 柱 端 塑 性 铰 区 的 延 性 对 混 凝 土 提 供 约 束 防 止 纵 向 钢 筋 压 屈 和 保 证 受 剪 承 载 力, 对 柱 上 下 端 箍 筋 加 密 区 的 箍 筋 最 大 间 距 箍 筋 最 小 直 径 做 出 了 规 定 为 防 止 纵 筋 配 置 过 多, 对 框 架 柱 的 全 部 纵 向 受 力 钢 筋 的 最 大 配 筋 率 根 据 工 程 经 验 做 出 了 规 定 柱 净 高 与 截 面 高 度 的 比 值 为 3~4 的 短 柱 试 验 表 明, 此 类 框 架 柱 易 发 生 粘 结 型 剪 切 破 坏 和 对 角 斜 拉 型 剪 切 破 坏 为 减 少 这 种 脆 性 破 坏, 柱 中 纵 向 钢 筋 的 配 筋 率 不 宜 过 大 因 此, 对 一 级 抗 震 等 级, 且 剪 跨 比 不 大 于 2 的 框 架 柱, 规 定 其 每 侧 的 纵 向 受 拉 钢 筋 配 筋 率 不 大 于 1.2% 对 其 他 抗 震 等 级 虽 未 作 此 规 定, 但 也 宜 适 当 控 制 ~ 框 架 柱 端 箍 筋 加 密 区 的 长 度, 是 根 据 试 验 及 震 害 所 获 得 的 柱 端 塑 性 铰 区 的 长 度 适 当 增 大 后 确 定 的, 在 此 范 围 内 箍 筋 需 加 密 同 时, 对 箍 筋 肢 距 也 做 出 了 规 定, 以 提 高 塑 性 铰 区 箍 筋 对 混 凝 土 的 约 束 作 用 国 内 外 的 试 验 研 究 表 明, 受 压 构 件 的 位 移 延 性 随 轴 压 比 增 加 而 减 小 为 了 满 足 不 同 结 构 类 型 的 框 架 柱 框 支 柱 在 地 震 作 用 组 合 下 位 移 延 性 的 要 求, 本 章 规 定 了 不 同 结 构 体 系 的 柱 轴 压 比 限 值 要 求 在 结 构 设 计 中, 轴 压 比 直 接 影 响 柱 截 面 尺 寸 本 次 修 订 以 原 规 范 的 限 值 为 依 据, 根 据 不 同 结 构 体 系 进 行 适 当 调 整 考 虑 到 框 架 - 剪 力 墙 结 构 筒 体 结 构, 主 要 依 靠 剪 力 墙 和 内 筒 承 受 水 平 地 震 作 用, 因 此, 作 为 第 二 道 防 线 的 框 架, 反 映 延 性 要 求 的 轴 压 比 可 适 度 放 宽 ; 而 框 支 剪 力 墙 结 构 中 的 框 支 柱 则 必 须 提 高 延 性 要 求, 其 轴 压 比 应 加 严 近 年 来, 国 内 外 的 试 验 研 究 表 明, 通 过 增 加 柱 的 配 箍 率 采 用 复 合 箍 筋 螺 旋 箍 筋 连 续 复 合 矩 形 螺 旋 箍 筋 以 及 在 截 面 中 设 置 矩 形 核 心 柱, 都 能 增 加 柱 的 位 移 延 性 这 是 因 为 配 置 复 合 箍 筋 螺 旋 箍 筋 连 续 复 合 矩 形 螺 旋 箍 筋 加 强 了 箍 筋 对 混 凝 土 的 约 束 作 用, 提 高 了 柱 核 心 混 凝 土 的 抗 压 强 度, 增 大 了 其 极 限 压 应 变, 从 而 改 善 了 柱 的 延 性 和 耗 能 能 力 而 柱 截 面 中 设 置 矩 形 核 心 柱 不 仅 增 加 了 柱 的 受 压 承 载 力, 也 可 提 高 柱 的 变 形 能 力, 且 有 利 于 在 大 变 形 情 况 下 防 止 倒 塌, 在 某 种 程 度 上 类 似 于 型 钢 混 凝 土 结 构 中 型 钢 的 作 用 为 此, 本 次 规 范 修 订 考 虑 了 这 些 改 善 柱 延 性 的 有 效 措 施, 在 原 则 上 不 降 低 柱 的 延 性 要 求 的 基 础 上, 对 柱 轴 压 比 限 值 适 当 给 予 放 宽 但 第 80 页

81 其 箍 筋 加 密 区 的 最 小 体 积 配 筋 率, 应 满 足 放 宽 后 轴 压 比 的 箍 筋 配 筋 率 要 求 对 6 度 设 防 烈 度 的 一 般 建 筑, 规 范 允 许 不 进 行 截 面 抗 震 验 算, 其 轴 压 比 计 算 中 的 轴 向 力, 可 取 无 地 震 作 用 组 合 的 轴 力 设 计 值 ; 对 于 6 度 设 防 烈 度, 建 造 于 Ⅳ 类 场 地 上 较 高 的 的 高 层 建 筑, 在 进 行 柱 的 抗 震 设 计 时, 轴 压 比 计 算 则 应 采 用 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 轴 向 力 设 计 值 为 增 加 柱 端 加 密 区 箍 筋 对 混 凝 土 的 约 束 作 用, 对 其 最 小 体 积 配 筋 率 做 出 了 规 定 本 次 规 范 修 订 给 出 了 柱 轴 压 比 在 0.3~1.05 范 围 内 的 箍 筋 最 小 配 箍 特 征 值 再 按 下 式, 即 ρ v =λ v f c /f yv, 计 算 箍 筋 的 最 小 体 积 配 筋 率, 以 考 虑 不 同 强 度 等 级 的 混 凝 土 和 不 同 等 级 钢 筋 的 影 响 本 条 规 定 了 框 架 柱 箍 筋 非 加 密 区 的 箍 筋 配 置 要 求 11.5 铰 接 排 架 柱 ~ 国 内 的 地 震 震 害 调 查 表 明, 单 层 厂 房 屋 架 或 屋 面 梁 与 柱 连 接 的 柱 顶 和 高 低 跨 厂 房 交 接 处 柱 牛 腿 损 坏 较 多, 阶 形 柱 上 柱 的 震 害 往 往 发 生 在 上 下 柱 变 截 面 处 ( 上 柱 根 部 ) 和 与 吊 车 梁 上 翼 缘 连 接 的 部 位 为 了 避 免 排 架 柱 在 上 述 区 段 内 产 生 剪 切 破 坏 并 使 排 架 柱 在 形 成 塑 性 铰 后 有 足 够 的 延 性, 在 这 些 区 段 内 的 箍 筋 应 加 密 按 此 构 造 配 箍 后, 铰 接 排 架 柱 在 一 般 情 况 下 可 不 进 行 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 根 据 排 架 结 构 的 受 力 特 点, 对 排 架 结 构 柱 不 需 要 考 虑 强 柱 弱 梁 措 施 和 强 剪 弱 弯 措 施 对 设 有 工 作 平 台 等 特 殊 情 况, 剪 跨 比 较 小 的 铰 接 排 架 柱, 斜 截 面 受 剪 承 载 力 可 能 起 控 制 作 用 此 时, 可 按 本 规 范 公 式 (11.4.9) 进 行 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 震 害 调 查 表 明, 排 架 柱 头 损 坏 最 多 的 是 侧 向 变 形 受 到 限 制 的 柱, 如 靠 近 生 活 间 或 披 屋 的 柱 或 有 横 隔 墙 的 柱 这 种 情 况 改 变 了 柱 的 侧 移 刚 度, 使 柱 头 处 于 短 柱 的 受 力 状 态 由 于 该 柱 的 侧 移 刚 度 大 于 相 邻 各 柱, 当 受 水 平 地 震 作 用 的 屋 盖 发 生 整 体 侧 移 时, 该 柱 实 际 上 承 受 了 比 相 邻 各 柱 大 得 多 的 水 平 剪 力, 使 柱 顶 产 生 剪 切 破 坏 对 屋 架 与 柱 顶 连 接 节 点 进 行 的 抗 震 性 能 试 验 结 果 表 明, 不 同 的 柱 顶 连 接 型 式 仅 对 节 点 的 延 性 产 生 影 响, 不 影 响 柱 头 本 身 的 受 剪 承 载 力 ; 柱 顶 预 埋 钢 板 的 大 小 和 其 在 柱 顶 的 位 置 对 柱 头 的 水 平 承 载 力 有 一 定 影 响 当 柱 顶 预 埋 钢 板 长 度 与 柱 截 面 高 度 相 等 时, 水 平 受 剪 承 载 力 大 约 是 柱 顶 预 埋 钢 板 长 度 为 柱 截 面 高 度 一 半 时 的 1.65 倍 故 在 条 文 中 规 定 了 对 柱 顶 预 埋 钢 板 长 度 和 直 锚 筋 的 要 求 试 验 结 果 还 表 明, 沿 水 平 剪 力 方 向 的 轴 向 力 偏 心 距 对 受 剪 承 载 力 亦 有 影 响, 要 求 不 得 大 于 h/4 当 h/6 e 0 h/4 时, 一 般 要 求 柱 头 配 置 四 肢 箍, 并 按 不 同 的 抗 震 等 级, 规 定 不 同 的 体 积 配 箍 率, 以 此 来 满 足 受 剪 承 载 力 要 求 第 81 页

82 不 等 高 厂 房 支 承 低 跨 屋 盖 的 柱 牛 腿 ( 柱 肩 梁 ) 亦 是 震 害 较 重 的 部 位 之 一, 最 常 见 的 是 支 承 低 跨 的 牛 腿 被 拉 裂 试 验 结 果 与 工 程 实 践 均 证 明, 为 了 改 善 牛 腿 和 肩 梁 抵 抗 水 平 地 震 作 用 的 能 力, 可 在 其 顶 面 钢 垫 板 下 设 水 平 锚 筋, 直 接 承 受 并 传 递 水 平 力, 这 是 一 种 比 较 好 的 构 造 措 施 承 受 竖 向 力 所 需 的 纵 向 受 拉 钢 筋 和 承 受 水 平 拉 力 的 水 平 锚 筋 的 截 面 面 积, 仍 按 公 式 (10.8.2) 计 算 ; 其 锚 固 长 度 及 锚 固 构 造 可 按 本 规 范 第 10.8 节 的 规 定 取 用, 但 应 以 受 拉 钢 筋 抗 震 锚 固 长 度 l ae 代 替 l a 11.6 框 架 梁 柱 节 点 及 预 埋 件 ~ 地 震 震 害 分 析 表 明, 不 同 烈 度 地 震 作 用 下, 钢 筋 混 凝 土 框 架 节 点 的 破 坏 程 度 不 同 对 于 未 按 抗 震 要 求 进 行 设 计 的 节 点, 在 7 度 地 震 作 用 下, 破 坏 较 少 ; 在 8 度 地 震 作 用 下, 部 分 节 点 尤 其 是 角 柱 节 点 发 生 程 度 不 同 的 破 坏 ; 在 9 度 以 上 地 震 作 用 下, 多 数 框 架 节 点 震 害 严 重 因 此, 对 节 点 应 提 出 不 同 的 抗 震 受 剪 承 载 力 要 求 以 使 其 适 应 与 其 相 连 接 的 梁 端 和 柱 端 塑 性 铰 区 的 塑 性 转 动 要 求 条 文 规 定, 对 一 二 级 抗 震 等 级 的 框 架 节 点 必 须 进 行 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算, 而 三 四 级 抗 震 等 级 的 框 架 节 点 按 照 规 定 配 置 构 造 箍 筋, 不 再 进 行 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 对 于 纵 横 向 框 架 共 同 交 汇 的 节 点, 可 以 按 各 自 方 向 分 别 进 行 节 点 计 算 地 震 作 用 对 节 点 产 生 的 剪 力 与 框 架 的 延 性 及 耗 能 程 度 有 关 对 于 延 性 要 求 很 严 格 的 9 度 设 防 烈 度 的 各 类 框 架 以 及 一 级 抗 震 等 级 的 框 架 结 构, 考 虑 到 节 点 侧 边 梁 端 已 出 现 塑 性 铰, 节 点 的 剪 力 应 完 全 由 梁 端 实 际 的 屈 服 弯 矩 所 决 定, 在 其 剪 力 设 计 值 的 计 算 中 梁 端 弯 矩 应 取 实 际 的 抗 震 受 弯 承 载 力 所 对 应 的 弯 矩 值 ~ 规 定 节 点 截 面 限 制 条 件, 是 为 了 防 止 节 点 截 面 太 小, 核 心 区 混 凝 土 承 受 过 大 的 斜 压 应 力, 致 使 节 点 混 凝 土 首 先 被 压 碎 而 破 坏 框 架 节 点 的 抗 震 受 剪 承 载 力 由 混 凝 土 斜 压 杆 和 水 平 箍 筋 两 部 分 受 剪 承 载 力 组 成 依 据 试 验, 节 点 核 心 区 内 混 凝 土 斜 压 杆 截 面 面 积 虽 然 可 随 柱 端 轴 力 的 增 加 而 稍 有 增 加, 使 得 在 节 点 剪 力 较 小 时, 柱 轴 压 力 的 增 大 对 节 点 抗 震 性 能 起 一 定 有 利 作 用 ; 但 当 节 点 剪 力 较 大 时, 因 核 心 区 混 凝 土 斜 向 压 应 力 已 经 较 高, 轴 压 力 的 增 大 反 而 会 对 节 点 抗 震 性 能 产 生 不 利 影 响 本 次 修 订 综 合 考 虑 上 述 因 素 后, 适 度 降 低 了 轴 压 力 的 有 利 作 用 节 点 在 两 个 正 交 方 向 有 梁 时, 增 加 了 对 核 心 区 混 凝 土 的 约 束, 因 而 提 高 了 节 点 的 受 剪 承 载 力 但 若 两 个 方 向 的 梁 截 面 较 小, 则 其 约 束 影 响 就 不 明 显 因 此, 规 定 在 两 个 正 交 方 向 有 梁, 梁 的 宽 度 高 度 都 能 满 足 一 定 要 求 且 有 现 浇 板 时, 才 可 考 虑 第 82 页

83 梁 与 现 浇 板 对 节 点 的 约 束 影 响, 并 对 节 点 的 抗 震 受 剪 能 力 乘 以 大 于 1.0 的 约 束 系 数 对 于 梁 截 面 较 小 或 只 有 一 个 方 向 有 直 交 梁 的 中 间 节 点 以 及 边 节 点 角 节 点 均 不 考 虑 梁 对 节 点 的 约 束 影 响 根 据 国 外 资 料, 对 圆 柱 截 面 框 架 节 点 提 出 了 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 方 法 本 条 对 抗 震 框 架 节 点 的 配 筋 构 造 规 定 作 了 如 下 修 改 和 补 充 : 1 近 期 国 内 足 尺 节 点 试 验 表 明, 当 非 弹 性 变 形 较 大 时, 仍 不 能 避 免 梁 端 的 钢 筋 屈 服 区 向 节 点 内 渗 透, 贯 穿 节 点 的 梁 筋 粘 结 退 化 与 滑 移 加 剧, 从 而 使 框 架 刚 度 和 耗 能 性 能 进 一 步 退 化 这 一 结 论 与 国 外 试 验 结 果 相 符 为 此, 要 求 贯 穿 节 点 的 每 根 梁 筋 直 径 不 宜 大 于 柱 截 面 高 度 的 1/20 同 时 补 充 了 圆 柱 节 点 纵 筋 直 径 与 贯 穿 长 度 比 值 的 限 制 条 件 2 原 规 范 对 伸 入 框 架 中 间 层 端 节 点 的 梁 上 部 钢 筋 建 议 当 水 平 锚 固 长 度 不 足 时, 可 以 在 90 弯 弧 内 侧 加 设 横 向 短 粗 钢 筋 经 近 期 国 内 试 验 证 明, 这 种 钢 筋 只 能 在 水 平 锚 固 段 发 生 较 大 粘 结 滑 移 时 方 能 发 挥 部 分 作 用, 故 取 消 另 经 国 内 近 期 试 验 证 实, 水 平 锚 固 长 度 取 为 0.4l ae 能 够 满 足 对 抗 震 锚 固 端 的 承 载 力 和 刚 度 要 求, 故 将 水 平 锚 固 长 度 由 不 小 于 0.45l ae 改 为 不 小 于 0.4l ae 3 在 顶 层 中 间 节 点 处, 塑 性 铰 亦 允 许 且 极 有 可 能 出 在 柱 端 ( 因 顶 层 中 间 柱 上 端 轴 压 力 小 而 弯 矩 相 对 较 大 ) 故 根 据 近 期 国 内 试 验 结 果 给 出 了 柱 筋 在 顶 层 中 间 节 点 处 的 锚 固 规 定, 要 求 柱 纵 向 钢 筋 宜 伸 到 柱 顶, 当 采 用 直 线 锚 固 方 式 时, 自 梁 底 边 算 起, 满 足 l ae 要 求 ; 当 直 线 锚 固 长 度 不 足 时, 要 求 柱 纵 向 钢 筋 伸 至 柱 顶, 且 满 足 0.5l ae 要 求 后 可 向 内 弯 折 12d; 当 楼 板 为 现 浇 混 凝 土, 且 混 凝 土 强 度 等 级 不 低 于 C20, 板 厚 不 小 于 80mm 时, 可 向 外 弯 折 12d 经 近 期 国 内 顶 层 中 间 节 点 试 验 证 明, 贯 穿 顶 层 中 间 节 点 的 上 部 梁 筋 较 之 贯 穿 中 间 层 中 间 节 点 的 上 部 梁 筋 更 易 发 生 粘 结 退 化 和 滑 移, 在 地 震 引 起 的 结 构 非 弹 性 变 形 较 大 时, 将 明 显 降 低 节 点 区 的 耗 能 能 力 为 此 采 用 比 中 间 层 中 间 节 点 更 严 的 限 制 钢 筋 直 径 的 办 法 4 根 据 国 内 足 尺 顶 层 端 节 点 抗 震 性 能 试 验 结 果, 给 出 了 对 顶 层 端 节 点 的 相 应 构 造 措 施 当 梁 上 部 纵 向 钢 筋 与 柱 外 侧 纵 向 钢 筋 在 节 点 处 搭 接 时, 提 出 两 种 做 法 供 工 程 设 计 应 用 一 种 做 法 是 将 梁 上 部 钢 筋 伸 到 节 点 外 边, 向 下 弯 折 到 梁 下 边 缘, 同 时 将 不 少 于 外 侧 柱 筋 的 65% 的 柱 筋 伸 到 柱 顶 并 水 平 伸 入 梁 上 边 缘 从 梁 下 边 缘 经 节 点 外 边 到 梁 内 的 折 线 搭 接 长 度 不 应 小 于 1.5l ae 此 处 为 钢 筋 100% 搭 接, 其 搭 接 长 度 之 所 以 较 小, 是 因 为 梁 柱 搭 接 钢 筋 在 搭 接 长 度 内 均 有 90 弯 折, 这 种 弯 折 对 搭 接 传 力 的 有 效 性 发 挥 了 较 重 要 作 用 采 用 这 种 搭 接 做 法 时, 节 点 处 的 负 弯 矩 塑 性 铰 将 出 在 第 83 页

84 柱 端 这 种 搭 接 做 法 梁 筋 不 伸 入 柱 内, 有 利 于 施 工 另 一 种 做 法 是 将 外 侧 柱 筋 伸 到 柱 顶, 并 向 内 水 平 弯 折 不 小 于 12d, 梁 上 部 纵 筋 伸 到 节 点 外 边 向 下 弯 折, 与 柱 外 侧 钢 筋 形 成 足 够 的 直 线 搭 接 长 度 后 截 断 试 验 证 明, 此 处 直 线 搭 接 长 度 应 取 为 不 小 于 1.7l ae 这 一 方 案 的 优 点 是, 柱 顶 水 平 纵 向 钢 筋 数 量 较 少 ( 只 有 梁 筋 ), 便 于 自 上 向 下 浇 注 混 凝 土 顶 层 端 节 点 内 侧 柱 筋 和 下 部 梁 筋 在 节 点 中 的 锚 固 做 法 与 顶 层 中 间 节 点 处 相 同 另 外, 需 要 强 调 的 是, 在 顶 层 端 节 点 处 不 能 采 用 如 同 上 部 梁 筋 在 中 间 层 端 节 点 处 的 锚 固 做 法, 因 为 这 种 做 法 不 能 满 足 顶 层 端 节 点 处 抗 震 受 弯 承 载 力 的 要 求 本 条 对 节 点 核 心 区 的 箍 筋 最 大 间 距 和 箍 筋 最 小 直 径 以 及 节 点 箍 筋 的 配 箍 特 征 值 和 最 小 配 筋 率 做 了 规 定, 其 目 的 是 从 构 造 上 保 证 在 地 震 和 竖 向 荷 载 作 用 下 节 点 核 心 区 剪 压 比 偏 低 时 为 节 点 核 心 区 提 供 必 要 的 约 束, 以 及 在 未 预 计 的 不 利 情 况 使 节 点 保 持 基 本 抗 剪 能 力 预 埋 件 反 复 荷 载 作 用 试 验 表 明, 弯 剪 拉 剪 压 剪 情 况 下 锚 筋 的 受 剪 承 载 力 降 低 的 平 均 值 在 20% 左 右 对 预 埋 件, 规 定 取 γ RE =1.0, 故 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 预 埋 件 的 锚 筋 截 面 积 应 比 本 规 范 第 10 章 的 计 算 值 增 大 25% 构 造 上 要 求 在 靠 近 锚 板 的 锚 筋 周 围 设 置 一 根 直 径 不 小 于 10mm 的 封 闭 箍 筋, 以 起 到 约 束 端 部 混 凝 土 提 高 受 剪 承 载 力 的 作 用 11.7 剪 力 墙 剪 力 墙 结 构 的 试 验 研 究 表 明 : 反 复 荷 载 作 用 下 大 偏 心 受 压 剪 力 墙 的 正 截 面 受 压 承 载 力 与 单 调 荷 载 作 用 下 的 正 截 面 受 压 承 载 力 比 较 接 近, 因 此, 考 虑 地 震 作 用 组 合 的 剪 力 墙, 其 正 截 面 抗 震 承 载 力 和 局 部 受 压 承 载 力 仍 按 本 规 范 第 7 章 有 关 公 式 计 算, 但 应 除 以 相 应 的 承 载 力 抗 震 调 整 系 数 规 范 规 定 对 一 级 抗 震 等 级 剪 力 墙 墙 肢 截 面 组 合 弯 矩 设 计 值 应 进 行 调 整, 其 目 的 是 通 过 配 筋 迫 使 塑 性 铰 区 位 于 墙 肢 的 底 部 以 往 要 求 底 部 加 强 部 位 以 上 的 剪 力 墙 肢 截 面 组 合 弯 矩 设 计 值 按 线 性 变 化 这 种 做 法 对 于 较 高 的 房 屋 会 导 致 一 部 分 剪 力 墙 截 面 的 弯 矩 值 增 加 过 多 为 简 化 设 计, 本 次 修 订 规 定, 底 部 加 强 部 位 及 以 上 一 层 的 弯 矩 设 计 值 均 取 墙 底 部 截 面 的 组 合 弯 矩 设 计 值, 其 他 部 位 均 采 用 墙 肢 截 面 组 合 弯 矩 设 计 值 乘 以 增 大 系 数 基 于 剪 力 墙 强 剪 弱 弯 的 要 求, 底 部 加 强 部 位 的 剪 力 设 计 值 应 予 以 增 大 9 度 设 防 烈 度, 除 考 虑 弯 矩 增 大 系 数 外, 并 取 墙 底 部 出 现 塑 性 铰 时 受 弯 承 载 力 所 对 应 的 弯 矩 值 M wua 与 弯 矩 设 计 值 的 比 值 来 增 大 剪 力 设 计 值 对 不 同 抗 震 等 级 的 非 9 度 设 防 烈 度 的 情 况, 底 部 加 强 部 位 的 剪 力 设 计 值, 取 地 震 作 用 组 合 的 剪 力 设 计 值 V 乘 以 第 84 页

85 不 同 的 增 大 系 数 剪 力 墙 的 受 剪 承 载 力 应 该 有 一 个 上 限 值 国 内 外 剪 力 墙 承 载 力 试 验 表 明, 剪 跨 比 λ 大 于 2.5 时, 大 部 分 墙 的 受 剪 承 载 力 上 限 接 近 于 0.25f c bh 0, 在 反 复 荷 载 作 用 下, 考 虑 受 剪 承 载 力 上 限 下 降 20% 通 过 剪 力 墙 的 反 复 和 单 调 加 载 受 剪 承 载 力 对 比 试 验 表 明, 反 复 加 载 的 受 剪 承 载 力 比 单 调 加 载 降 低 15%~20% 因 此, 将 非 抗 震 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 乘 以 降 低 系 数 0.8, 作 为 抗 震 设 计 中 偏 心 受 压 剪 力 墙 的 斜 截 面 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 鉴 于 对 高 轴 压 力 作 用 下 的 受 剪 承 载 力 缺 乏 试 验 研 究, 公 式 中 对 轴 压 力 的 有 利 作 用 给 予 必 要 的 限 制, 即 当 N>0.2f c bh 时, 取 N=0.2f c bh 偏 心 受 拉 剪 力 墙 的 抗 震 受 剪 承 载 力 未 进 行 试 验, 根 据 受 力 特 性, 参 照 偏 心 受 压 剪 力 墙 的 受 剪 承 载 力 计 算 公 式, 给 出 了 偏 心 受 拉 剪 力 墙 的 抗 震 承 载 力 计 算 公 式 水 平 施 工 缝 处 的 竖 向 钢 筋 配 置 数 量 需 满 足 受 剪 要 求 根 据 水 平 缝 剪 摩 擦 理 论, 及 对 剪 力 墙 施 工 缝 滑 移 问 题 的 试 验 研 究, 参 照 国 外 有 关 规 范 的 规 定 提 出 本 条 要 求 多 肢 剪 力 墙 的 承 载 力 和 延 性 与 洞 口 连 梁 的 承 载 力 和 延 性 有 很 大 关 系 为 了 避 免 连 梁 产 生 受 剪 破 坏 后 导 致 剪 力 墙 延 性 降 低, 规 定 跨 高 比 大 于 2.5 的 连 系 梁, 除 应 满 足 正 截 面 抗 震 承 载 力 要 求 外, 还 必 须 满 足 抗 震 受 剪 承 载 力 的 要 求 对 跨 高 比 不 大 于 2.5 的 连 系 梁, 因 目 前 试 验 研 究 成 果 不 够 充 分, 其 计 算 和 构 造 要 求 可 暂 按 专 门 标 准 采 用 试 验 表 明, 在 剪 力 墙 洞 口 连 梁 中 配 置 斜 向 交 叉 钢 筋 对 提 高 连 梁 的 抗 震 性 能 效 果 较 为 明 显 对 一 二 级 抗 震 等 级 的 筒 体 结 构, 当 连 梁 跨 高 比 不 大 于 2.0, 而 连 梁 截 面 宽 度 不 小 于 400mm 时, 宜 设 置 斜 向 交 叉 暗 柱 配 筋, 全 部 剪 力 由 暗 柱 承 担 ; 而 对 一 二 级 抗 震 等 级 的 一 般 剪 力 墙, 当 连 梁 跨 高 比 不 大 于 2.0 时, 也 可 配 置 斜 向 交 叉 构 造 钢 筋, 以 改 善 连 梁 的 抗 剪 性 能 为 保 证 剪 力 墙 的 承 载 力 和 侧 向 稳 定 要 求, 给 出 了 各 种 结 构 体 系 的 剪 力 墙 厚 度 的 规 定 端 部 无 端 柱 或 翼 墙 的 剪 力 墙 相 对 于 端 部 有 端 柱 或 翼 墙 的 剪 力 墙 在 正 截 面 受 力 性 能 变 形 能 力 以 及 侧 向 稳 定 上 减 弱 很 多, 试 验 表 明, 极 限 位 移 将 减 小 一 半, 耗 能 能 力 降 低 20% 左 右, 因 此, 此 次 修 订 适 度 加 大 了 一 二 级 抗 震 等 级 墙 端 无 端 柱 或 翼 墙 的 剪 力 墙 底 部 加 强 部 位 的 墙 厚, 规 定 不 小 于 层 高 的 1/ 为 了 提 高 剪 力 墙 侧 向 稳 定 和 受 弯 承 载 力, 规 定 剪 力 墙 厚 度 大 于 140mm 时, 应 采 用 双 排 钢 筋 第 85 页

86 根 据 试 验 研 究 和 设 计 经 验, 并 参 考 国 外 有 关 规 范 的 规 定, 按 不 同 的 结 构 体 系 和 不 同 的 抗 震 等 级 规 定 了 水 平 和 竖 向 分 布 钢 筋 最 小 配 筋 率 的 限 值 本 次 修 订, 适 度 增 大 了 剪 力 墙 分 布 钢 筋 的 最 小 配 筋 率 对 框 架 - 剪 力 墙 结 构 取 0.25% ~ 试 验 表 明, 剪 力 墙 在 周 期 反 复 荷 载 作 用 下 的 塑 性 变 形 能 力, 与 截 面 纵 向 钢 筋 的 配 筋 端 部 边 缘 构 件 范 围 端 部 边 缘 构 件 内 纵 向 钢 筋 及 箍 筋 的 配 置, 以 及 截 面 形 状 截 面 轴 压 比 大 小 等 因 素 有 关, 而 墙 肢 的 轴 压 比 则 是 更 重 要 的 影 响 因 素 当 轴 压 比 较 小 时, 即 使 在 墙 端 部 不 设 约 束 边 缘 构 件, 剪 力 墙 也 具 有 较 好 的 延 性 和 耗 能 能 力 ; 而 当 轴 压 比 超 过 一 定 值 时, 不 设 约 束 边 缘 构 件 的 剪 力 墙, 其 延 性 和 耗 能 能 力 降 低 因 此, 对 一 二 级 抗 震 等 级 的 各 种 结 构 体 系 中 的 剪 力 墙, 在 塑 性 铰 可 能 出 现 的 底 部 加 强 部 位, 规 定 了 在 重 力 荷 载 代 表 值 作 用 下 的 墙 肢 轴 压 比 限 值 为 了 保 证 剪 力 墙 肢 底 部 塑 性 铰 区 的 延 性 性 能 以 及 耗 能 能 力, 规 定 了 一 二 级 抗 震 等 级 下, 当 剪 力 墙 底 部 可 能 出 现 塑 性 铰 的 区 域 内 轴 压 比 较 大 时, 应 通 过 约 束 边 缘 构 件 为 墙 肢 两 端 的 混 凝 土 提 供 足 够 的 约 束 而 墙 肢 的 其 他 部 位 及 三 四 级 抗 震 等 级 的 剪 力 墙 肢, 则 可 通 过 构 造 边 缘 构 件 对 墙 肢 两 端 混 凝 土 提 供 适 度 约 束 由 于 内 筒 或 核 心 筒 的 角 部 在 地 震 斜 向 作 用 下 处 在 更 为 不 利 的 受 力 状 态, 其 四 角 的 约 束 边 缘 构 件 的 尺 度 应 比 一 般 墙 肢 更 大, 箍 筋 所 提 供 的 约 束 也 应 更 强 框 架 - 剪 力 墙 结 构 中 的 带 边 框 剪 力 墙 是 该 类 结 构 中 的 主 要 抗 侧 力 构 件, 它 承 受 着 大 部 分 地 震 作 用 为 保 证 其 延 性 和 承 载 力, 对 边 框 柱 和 边 框 梁 的 截 面 尺 寸 作 了 规 定 并 给 出 了 墙 身 洞 口 周 边 的 构 造 措 施 11.8 预 应 力 混 凝 土 结 构 构 件 原 规 范 中 未 曾 提 及 地 震 区 使 用 预 应 力 混 凝 土 结 构 问 题 随 着 近 年 来 对 预 应 力 结 构 抗 震 性 能 的 研 究, 以 及 对 震 害 的 调 查 证 明, 预 应 力 混 凝 土 结 构 只 要 设 计 得 当, 仍 可 获 得 较 好 的 抗 震 性 能 采 用 部 分 预 应 力 混 凝 土 ; 选 择 合 理 的 预 应 力 强 度 比 和 构 造 ; 重 视 概 念 设 计 ; 有 保 证 延 性 的 措 施 ; 精 心 施 工, 预 应 力 混 凝 土 结 构 就 可 以 在 地 震 区 使 用 因 此, 此 次 修 订 增 加 了 抗 震 预 应 力 结 构 构 件 的 设 计 内 容, 规 定 预 应 力 混 凝 土 结 构 可 用 于 设 防 烈 度 为 6 度 7 度 8 度 地 区 考 虑 到 9 度 设 防 烈 度 地 区, 地 震 反 应 强 烈, 对 预 应 力 结 构 使 用 应 慎 重 对 待 故 当 9 度 地 震 区 需 要 采 用 预 应 力 混 凝 土 结 构 时, 应 专 门 研 究, 采 取 保 证 结 构 具 有 必 要 延 性 的 有 效 措 施 框 架 梁 是 框 架 结 构 的 主 要 承 重 构 件, 应 保 证 其 必 要 的 承 载 力 和 延 性 同 时, 试 验 表 明, 在 预 应 力 混 凝 土 框 架 梁 中 采 用 配 置 一 定 数 量 非 预 应 力 钢 筋 的 混 合 配 筋 方 第 86 页

87 式, 对 改 善 裂 缝 分 布, 提 高 承 载 力 和 延 性 的 作 用 是 明 显 的 为 此 规 定 地 震 区 的 框 架 梁, 宜 采 用 后 张 有 粘 结 预 应 力, 且 应 配 置 一 定 数 量 的 非 预 应 力 钢 筋 为 保 证 预 应 力 混 凝 土 框 架 梁 在 抗 震 设 计 中 的 延 性 要 求, 根 据 试 验 研 究 结 果, 应 对 梁 的 混 凝 土 截 面 相 对 受 压 区 高 度 x 和 纵 向 受 拉 钢 筋 配 筋 率 作 一 定 的 限 制 纵 向 受 拉 钢 筋 配 筋 率 限 值 的 规 定 是 根 据 HRB400 级 钢 筋 的 抗 拉 强 度 设 计 值 折 算 得 出 的 ; 当 采 用 HRB335 级 钢 筋 时, 其 限 值 可 放 松 到 3.0% 预 应 力 强 度 比 对 框 架 梁 的 抗 震 性 能 有 重 要 影 响, 对 其 选 择 要 结 合 工 程 具 体 条 件, 全 面 考 虑 使 用 阶 段 和 抗 震 性 能 两 方 面 要 求 从 使 用 阶 段 看, 该 比 值 大 一 些 好 ; 从 抗 震 角 度, 其 值 不 宜 过 大 研 究 表 明 : 采 用 中 等 预 应 力 强 度 比 (0.5~0.7), 梁 的 抗 震 性 能 与 使 用 性 能 较 为 协 调 因 此, 建 议 对 一 级 抗 震 等 级, 该 比 值 不 大 于 0.55, 二 三 级 抗 震 等 级 不 大 于 0.75 本 条 要 求 是 在 相 对 受 压 区 高 度 配 箍 率 非 预 应 力 筋 面 积 A s A s 等 得 到 满 足 的 情 况 下 得 出 的 梁 端 箍 筋 加 密 区 内, 梁 端 下 部 纵 向 非 预 应 力 钢 筋 和 上 部 非 预 应 力 钢 筋 的 截 面 面 积 应 符 合 一 定 的 比 例, 其 理 由 同 非 预 应 力 抗 震 框 架 规 范 对 预 应 力 混 凝 土 框 架 梁 端 下 部 非 预 应 力 钢 筋 和 上 部 非 预 应 力 钢 筋 的 面 积 比 限 值 的 规 定, 是 参 考 了 已 有 的 试 验 研 究 和 本 规 范 有 关 钢 筋 混 凝 土 框 架 梁 的 规 定, 经 综 合 分 析 后 确 定 的 第 87 页

88 附 录 A 素 混 凝 土 结 构 构 件 计 算 本 附 录 的 内 容 与 原 规 范 附 录 二 基 本 相 同, 但 对 素 混 凝 土 轴 心 抗 压 和 轴 心 抗 拉 强 度 设 计 值 作 了 修 改 原 规 范 钢 筋 混 凝 土 偏 心 受 压 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 中 用 f cm, 本 规 范 改 用 fc; 原 规 范 钢 筋 混 凝 土 轴 心 受 压 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 中 用 f c, 本 规 范 也 用 f c 且 在 计 算 公 式 中 乘 系 数 0.9; 这 些 修 改 提 高 了 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 安 全 度 素 混 凝 土 结 构 的 安 全 度 也 作 了 相 应 提 高, 原 规 范 f cc 取 0.95f c, 本 规 范 f cc 取 0.85f c 等 修 改, 使 素 混 凝 土 结 构 与 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 安 全 度 的 提 高 幅 度 相 当 第 88 页

89 附 录 B 钢 筋 的 公 称 截 面 面 积 计 算 截 面 面 积 及 理 论 重 量 本 附 录 根 据 现 行 国 家 标 准 增 加 了 预 应 力 钢 绞 线 和 钢 丝 方 面 的 内 容 第 89 页

90 附 录 C 混 凝 土 的 多 轴 强 度 和 本 构 关 系 本 附 录 为 新 增 内 容, 专 用 于 混 凝 土 结 构 的 非 线 性 分 析 和 二 维 三 维 结 构 的 承 载 力 验 算 所 给 的 计 算 方 程 和 参 数 值, 以 我 国 的 试 验 研 究 成 果 为 依 据, 也 与 国 外 的 试 验 结 果 相 符 合 C.1 总 则 C.1.1 由 于 混 凝 土 材 料 的 地 方 性 现 场 进 行 配 制, 以 及 其 强 度 和 变 形 性 能 的 离 散 性 较 大, 确 定 其 强 度 和 本 构 关 系 的 方 法 宜 按 本 条 所 列 先 后 作 为 优 选 次 序 C.1.2 混 凝 土 的 强 度 和 本 构 关 系 都 是 基 于 正 常 环 境 下 的 短 期 试 验 结 果 若 结 构 混 凝 土 的 材 料 种 类 环 境 和 受 力 条 件 等 与 标 准 试 验 条 件 相 差 悬 殊, 例 如 采 用 轻 混 凝 土 或 重 混 凝 土 全 级 配 或 大 骨 料 的 大 体 积 混 凝 土 龄 期 变 化 高 温 截 面 非 均 匀 受 力 荷 载 长 期 持 续 快 速 加 载 或 冲 击 荷 载 作 用 等 情 况, 混 凝 土 的 强 度 和 本 构 关 系 都 将 发 生 不 同 程 度 的 变 化 应 自 行 试 验 测 定 或 参 考 有 关 文 献 做 相 应 的 修 正 C.1.3 采 用 线 弹 性 方 法 进 行 分 析 的 结 构, 在 验 算 承 载 能 力 极 限 状 态 或 正 常 使 用 极 限 状 态 时, 混 凝 土 的 强 度 和 变 形 指 标 可 按 本 规 范 第 条 取 值 在 结 构 的 非 线 性 分 析 中, 为 了 保 证 计 算 的 准 确 性, 混 凝 土 的 强 度 和 变 形 指 标 宜 取 为 实 测 值 或 平 均 值, 详 见 本 规 范 第 条 和 相 应 的 条 文 说 明 C.2 单 轴 应 力 - 应 变 关 系 本 节 的 内 容 主 要 用 于 杆 系 结 构 的 非 线 性 分 析, 也 可 作 为 混 凝 土 多 轴 本 构 关 系 中 的 等 效 单 轴 应 力 - 应 变 关 系 C.2.1 混 凝 土 单 轴 受 压 应 力 - 应 变 曲 线 分 作 上 升 段 和 下 降 段, 二 者 在 峰 点 连 续 理 论 曲 线 的 几 何 特 征 与 试 验 曲 线 的 完 全 符 合 两 段 曲 线 方 程 中 各 有 一 个 参 数, 可 适 合 不 同 强 度 等 级 混 凝 土 的 曲 线 形 状 变 化 曲 线 的 参 数 值, 即 峰 值 压 应 变 (ε c ) 上 升 段 和 下 降 段 参 数 (α a α d ) 下 降 段 应 变 (ε u ) 等 都 随 混 凝 土 的 单 轴 抗 压 强 度 值 ( ε * f c ( c = c α α,n/mm 2 ) 而 变 化, 计 算 式 如 下 : f ) 10 a = f c = d f c 第 90 页

91 ε ε u c 1 = 2α d (1 + 2α d α 结 构 中 的 混 凝 土 常 受 到 横 向 和 纵 向 应 变 梯 度 箍 筋 约 束 作 用 纵 筋 联 系 变 形 等 因 素 的 影 响, 其 应 力 - 应 变 关 系 与 混 凝 土 棱 柱 体 轴 心 受 压 试 验 结 果 有 差 别, 可 根 据 构 件 或 结 构 的 力 学 性 能 试 验 结 果 对 混 凝 土 的 抗 压 强 度 和 峰 值 应 变 值 以 及 曲 线 形 状 (α a α d ) 作 适 当 修 正 C.2.2 混 凝 土 单 轴 受 拉 应 力 应 变 曲 线 也 分 上 升 段 和 下 降 段 给 出 峰 值 拉 应 变 (ε t ) 和 下 降 段 参 数 (α t ) 的 计 算 式 如 下 : 式 中 f t ε 0.54 t = f t 为 混 凝 土 的 单 轴 抗 拉 强 度 (N/mm 2 ) α t = f t C.3 多 轴 强 度 C.3.1 混 凝 土 的 多 轴 强 度 (f i,i=1~3) 按 其 与 单 轴 强 度 ( 或 ) 的 比 值 给 出, 单 轴 强 度 的 取 值 见 本 规 范 第 C.1.3 条 结 构 按 线 弹 性 或 非 线 性 方 法 分 析 的 结 果, 均 可 采 用 本 规 范 公 式 (C.3.1) 进 行 验 算 C.3.2 混 凝 土 的 二 轴 强 度 包 络 图 确 定 为 简 单 的 折 线 形, 取 值 比 试 验 结 果 偏 低, 可 保 证 安 全 包 络 图 的 压 - 压 区 和 拉 - 拉 区 与 Tasuji-Slate-Nilson 准 则 相 同, 拉 - 压 区 的 强 度 稍 作 调 整, 与 Kupfer-Gerstle 准 则 相 近 C.3.3 混 凝 土 三 轴 抗 压 强 度 (f 3, 图 C.3.3) 的 取 值 显 著 低 于 试 验 值, 且 略 低 于 一 些 国 外 设 计 规 范 所 规 定 的 值, 又 有 最 高 强 度 (5 全 f c 6 d f c f t ) 的 限 制, 用 于 承 载 力 验 算 可 确 保 结 构 安 为 了 简 化 计 算, 三 轴 抗 压 强 度 未 计 及 中 间 主 应 力 (σ 2 ) 的 影 响 如 需 更 充 分 地 利 用 混 凝 土 的 三 轴 抗 压 强 度, 可 按 本 规 范 第 C.4.1 条 所 列 破 坏 准 则 另 行 计 算 混 凝 土 的 三 轴 抗 压 强 度 也 可 按 下 列 公 式 计 算 : f 3 f c σ = σ C.3.4 混 凝 土 的 三 轴 拉 - 拉 压 和 拉 - 压 - 压 强 度 受 中 间 主 应 力 (σ2) 的 影 响 不 大 (<10%), 可 按 二 轴 拉 - 压 强 度 (σ 2 =0) 即 本 规 范 图 C.3.2 的 拉 - 压 区 计 算 混 凝 土 的 三 轴 受 拉 应 力 状 态 在 实 际 结 构 中 罕 见, 试 验 数 据 也 极 少, 取 f 1 =0.9 为 试 验 平 均 值 f t 第 91 页 约

92 C.4 破 坏 准 则 和 本 构 模 型 C.4.1 所 列 混 凝 土 破 坏 准 则 ( 本 规 范 公 式 C.4.1) 的 几 何 特 征 与 试 验 包 络 曲 面 一 致, 建 议 的 参 数 值 系 依 据 国 内 外 的 全 应 力 范 围 内 大 量 试 验 数 据 所 标 定 对 于 特 定 的 混 凝 土 材 料 或 者 结 构 的 应 力 范 围 较 窄 时, 可 根 据 混 凝 土 的 多 轴 强 度 试 验 值 或 给 定 的 特 征 强 度 值 用 迭 代 法 另 行 计 算 其 中 的 参 数 值 以 提 高 计 算 的 准 确 度 此 混 凝 土 破 坏 准 则 计 算 式 为 一 超 越 方 程, 难 有 显 式 解, 可 用 计 算 机 计 算 多 轴 强 度 C.4.2 混 凝 土 的 非 线 性 本 构 模 型 见 诸 文 献 者 种 类 多 样 概 念 和 形 式 迥 异 简 繁 程 度 悬 殊 计 算 结 果 的 差 别 不 小, 难 以 求 得 统 一 至 今, 各 国 的 设 计 规 范 中 惟 有 CEB-FIP MC90 模 式 规 范 给 出 了 具 体 的 混 凝 土 本 构 模 型, 即 Ottosen( 三 维 ) 和 DarwinPecknold( 二 维 ) 模 型, 二 者 均 属 非 线 弹 性 类 模 型 此 类 模 型 比 较 简 明 实 用, 但 有 一 定 局 限 性, 在 某 些 应 力 范 围 内 有 一 定 误 差 本 条 文 原 则 上 建 议 采 用 非 线 弹 性 的 正 交 异 性 类 本 构 模 型, 其 优 点 是 以 试 验 结 果 为 依 据 概 念 简 明 符 合 混 凝 土 的 材 性 和 受 力 特 点 其 他 本 构 模 型 可 由 设 计 和 分 析 人 员 研 究 选 用 第 92 页

93 附 录 D 后 张 预 应 力 钢 筋 常 用 束 形 的 预 应 力 损 失 后 张 法 构 件 的 曲 线 预 应 力 钢 筋 放 张 时, 由 于 锚 具 变 形 和 钢 筋 内 缩 引 起 的 预 应 力 损 失 值, 必 须 考 虑 曲 线 预 应 力 钢 筋 受 到 曲 线 孔 道 上 反 摩 擦 力 的 阻 止, 按 变 形 协 调 原 理, 取 张 拉 端 锚 具 的 变 形 和 预 应 力 钢 筋 内 缩 值 等 于 反 摩 擦 力 引 起 的 钢 筋 变 形 值, 求 出 预 应 力 损 失 值 σ l 1 的 范 围 和 数 值 在 不 同 条 件 下, 同 一 根 曲 线 预 应 力 钢 筋 不 同 位 置 处 的 σ l 1 各 不 相 同 在 原 规 范 中, 仅 对 常 用 的 圆 弧 形 曲 线 预 应 力 钢 筋 给 出 了 计 算 公 式 该 公 式 在 推 导 时, 假 定 正 向 摩 擦 与 反 向 摩 擦 系 数 相 等, 并 且 未 考 虑 在 预 应 力 钢 筋 张 拉 端 有 一 直 线 段 的 情 况 本 次 修 订 增 补 了 预 应 力 钢 筋 在 端 部 为 直 线 直 线 长 度 等 于 l 0 而 后 由 两 条 圆 弧 形 曲 线 组 成 的 曲 线 筋 及 折 线 筋 的 预 应 力 损 失 σ l 1 的 计 算 公 式 该 计 算 公 式 适 用 于 忽 略 长 度 l 0 中 摩 擦 损 失 影 响 的 情 况 第 93 页

94 附 录 E 与 时 间 相 关 的 预 应 力 损 失 考 虑 预 加 力 时 的 龄 期 理 论 厚 度 等 多 因 素 影 响 的 混 凝 土 收 缩 徐 变 引 起 的 预 应 力 损 失 计 算 方 法, 是 参 考 部 分 预 应 力 混 凝 土 结 构 设 计 建 议 的 计 算 方 法, 并 经 过 与 本 规 范 公 式 (6.2.51) 至 ( ) 计 算 结 果 分 析 比 较 后 给 出 的 所 采 用 的 方 法 考 虑 了 非 预 应 力 钢 筋 对 混 凝 土 收 缩 徐 变 所 引 起 预 应 力 损 失 的 影 响, 考 虑 预 应 力 钢 筋 松 弛 对 徐 变 损 失 计 算 值 的 影 响, 将 徐 变 损 失 项 按 0.9 折 减 考 虑 预 加 力 时 的 龄 期 理 论 厚 度 影 响 的 混 凝 土 收 缩 应 变 和 徐 变 系 数 终 极 值, 以 及 松 弛 损 失 和 收 缩 徐 变 中 间 值 系 数 取 自 铁 路 桥 涵 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 TB 一 般 适 用 于 水 泥 用 量 为 400~500kg/m 3 水 灰 比 为 0.34~0.42 周 围 空 气 相 对 湿 度 为 60%~80% 的 情 况 在 年 平 均 相 对 湿 度 低 于 40% 的 条 件 下 使 用 的 结 构, 收 缩 应 变 和 徐 变 系 数 终 极 值 应 增 加 30% 当 无 可 靠 资 料 时, 混 凝 土 收 缩 应 变 和 徐 变 系 数 终 极 值 可 按 表 E.0.1 采 用 对 坍 落 度 大 的 泵 送 混 凝 土, 或 周 围 空 气 相 对 湿 度 为 40%~60% 的 情 况, 宜 根 据 实 际 情 况 考 虑 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 引 起 预 应 力 损 失 值 增 大 的 影 响, 或 采 用 其 他 可 靠 数 据 对 受 压 区 配 置 预 应 力 钢 筋 A p 及 非 预 应 力 钢 筋 A s 的 构 件, 可 近 似 地 按 公 式 (E.0.1-1) 计 算, 此 时, 取 A p =A s =0;σ l5 则 按 公 式 (E.0.12) 求 出 在 计 算 公 式 (E.0.1-1) (E.0.1-2) 中 的 σ pc 及 σ pc 时, 应 采 用 全 部 预 加 力 值 本 附 录 E 所 列 混 凝 土 收 缩 和 徐 变 引 起 的 预 应 力 损 失 计 算 方 法, 供 需 要 考 虑 施 加 预 应 力 时 混 凝 土 龄 期 理 论 厚 度 影 响, 以 及 需 要 计 算 松 弛 及 收 缩 徐 变 损 失 随 时 间 变 化 中 间 值 的 重 要 工 程 设 计 使 用 第 94 页

95 附 录 F 任 意 截 面 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 本 附 录 给 出 了 任 意 截 面 任 意 配 筋 的 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 的 一 般 公 式 随 着 计 算 机 的 普 遍 使 用, 对 任 意 截 面 外 力 和 配 筋 的 构 件, 正 截 面 承 载 力 的 一 般 计 算 方 法, 可 按 第 条 的 基 本 假 定, 用 数 值 积 分 通 过 反 复 迭 代 进 行 计 算 在 计 算 各 单 元 的 应 变 时, 通 常 应 通 过 混 凝 土 极 限 压 应 变 为 ε cu 的 受 压 区 顶 点 作 一 与 中 和 轴 平 行 的 直 线 ; 在 另 一 种 情 况 下, 尚 应 通 过 最 外 排 纵 向 受 拉 钢 筋 极 限 拉 应 变 0.01 为 顶 点 作 一 与 中 和 轴 平 行 的 直 线, 然 后 再 作 一 与 中 和 轴 垂 直 的 直 线, 以 此 直 线 作 为 基 准 线 按 平 截 面 假 定 确 定 各 单 元 的 应 变 及 相 应 的 应 力 在 建 立 公 式 时, 为 使 公 式 形 式 简 单, 坐 标 原 点 取 在 截 面 重 心 处 ; 在 具 体 进 行 计 算 或 编 制 计 算 程 序 时, 可 根 据 计 算 的 需 要, 选 择 合 适 的 坐 标 系 第 95 页

96 附 录 G 板 柱 节 点 计 算 用 等 效 集 中 反 力 设 计 值 G.0.1 在 垂 直 荷 载 水 平 荷 载 作 用 下, 板 柱 结 构 节 点 传 递 不 平 衡 弯 矩 时, 其 等 效 集 中 反 力 设 计 值 由 两 部 分 组 成 : 1 由 柱 所 承 受 的 轴 向 压 力 设 计 值 减 去 冲 切 破 坏 锥 体 范 围 内 板 所 承 受 的 荷 载 设 计 值, 即 F l ; 2 由 节 点 受 剪 传 递 不 平 衡 弯 矩 而 在 临 界 截 面 上 产 生 的 最 大 剪 应 力 经 折 算 而 得 的 附 加 集 中 反 力 设 计 值, 即 τ max u m h 0 本 条 的 公 式 (G.0.1-1) 公 式 (G.0.1-3) 公 式 (G.0.1-5) 就 是 根 据 上 述 方 法 给 出 的 竖 向 荷 载 水 平 荷 载 对 图 G.0.1 中 的 轴 线 2 产 生 的 不 平 衡 弯 矩, 取 等 于 竖 向 荷 载 水 平 荷 载 产 生 的 对 轴 线 1 的 不 平 衡 弯 矩 与 F l e g 之 代 数 和, 此 处 e g 是 轴 线 1 与 轴 线 2 的 距 离 本 条 的 公 式 (G.0.1-2) 公 式 (G.0.1-4) 就 是 按 此 原 则 给 出 的 ; 在 应 用 上 述 公 式 中 应 注 意 两 个 弯 矩 的 作 用 方 向, 当 两 者 相 同 时, 应 取 加 号, 当 两 者 相 反 时, 应 取 减 号 G.0.2~ G.0.3 条 文 中 提 供 了 图 G.0.1 所 示 的 中 柱 边 柱 和 角 柱 处 临 界 截 面 的 几 何 参 数 计 算 公 式 这 些 参 数 是 按 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 的 规 定 给 出 的, 其 中 对 类 似 惯 性 矩 的 计 算 公 式 中, 忽 略 了 h30 项 的 影 响, 即 在 公 式 (G.0.2-1) 公 式 3 (G.0.2-5) 中 略 去 了 α t h 0 /6 项 ; 在 公 式 (G ) 公 式 (G.0.214) 中 略 去 了 αt h 3 /12 0 项, 这 表 示 忽 略 了 临 界 截 面 上 水 平 剪 应 力 的 作 用, 对 通 常 的 板 柱 结 构 的 板 厚 而 言, 这 样 近 似 处 理 是 可 以 的 G.0.4 当 边 柱 角 柱 部 位 有 悬 臂 板 时, 在 受 冲 切 承 载 力 计 算 中, 可 能 是 取 边 柱 角 柱 的 临 界 截 面 周 长, 也 可 能 是 如 中 柱 的 冲 切 破 坏 而 形 成 的 临 界 截 面 周 长, 应 通 过 计 算 比 较, 以 取 其 不 利 者 作 为 设 计 计 算 的 依 据 第 96 页