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钢筋轻骨料混凝土结构设计规程(JGJ 12-82)之强度计算(下)

放大字体  缩小字体 发布日期:2006-06-29  来源:中国混凝土网  作者:中国混凝土网
核心提示:钢筋轻骨料混凝土结构设计规程(JGJ 12-82)之强度计算(下)
5.1.21条 计算偏心受压构件时,应考虑构件在弯矩作用平面内的挠度对纵向力偏心距的影响,此时,应将纵向力对截面重心的偏心距e0乘以偏心距增大系数η。η值可按下列公式计算:
式中
K--强度设计安全系数,取1.55,不考虑附加安全系数;
Eh--轻骨料混凝土的弹性模量;
J--混凝土截面的惯性矩;
ae--与偏心距有关的系数,按下式或下表采用:
当e0/h≥1时,取ab=0.328。
当全部纵向钢筋的配筋百分率大于3%时,式中J应乘以系数1.2。
在下列情况下,不考虑挠度对偏心距的影响:
1.任意截面--当L0/rw≤14时(rw为弯矩作用平面的回转半径);
2.矩形截面--当L0/h≤4时;
3.T形截面--当L0/h≤14v时,系数v按表15采用。
系数v值 表15
注:①当偏心受压构件的偏心距很小(例如e ≤1 500l0)时,如考虑η值后的偏心受压计算的强度反而大于轴心受压计算的强度,则应按轴心受压强度采用。
②当按公式(5-1-21)求得的η值为负值或大于3时,应加大截面尺寸。
5.1.22条 偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的强度以外,尚应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的强度。此时不考虑弯矩的作用,但应考虑纵向弯曲的影响。
5.1.23条 当双向偏心受压构件的截面具有两个互相垂直的对称轴时(图11),其正截面强度可按下列公式计算。
式中 N0--轴心受压时截面所能承受的纵向力,此时,考虑全部纵向钢筋,但不考虑纵向弯曲系数φ;
Nx--纵向力作用于x轴,当考虑增大系数后的偏心距为ηxe0x时截面所能承受的纵向力,此时,仅考虑沿平行于y轴两对边的纵向钢筋;
Ny--纵向力作用于y轴,当考虑增大系数后的偏心距为ηye0y时截面所能承受的纵向力,此时,仅考虑沿平行于x轴两对边的纵向钢筋;
N0x--轴心受压时截面所能承受的纵向力,此时,所考虑的纵向钢筋同Nx,但不考虑纵向弯曲系数φ;
N0y--轴心受压时截面所能承受的纵向力,此时,所考虑的纵向钢筋同Ny,但不考虑纵向弯曲系数φ。
注:ηx、ηy分别为纵向力KN作用下,在x轴方向的偏心距e0x及y轴方向的偏心距e0y的偏心距增大系数,按第5-1-21条公式(5-1-21)计算。
图11 钢筋轻骨料混凝土双向偏心受压构件截面图a)实际截面图;b)计算Nx的截面图;c)计算Ny的截面图(Ⅴ)偏心受拉构件
5.1.24条 对称于弯矩作用平面的任意截面(环形和圆形截面除外)的偏心受拉构件,其正截面强度应按下列公式计算:
一、当纵向力N作用在钢筋Ag合力点及A'g合力点之间时,按小偏心受拉构件的公式计算:
式中 K--钢筋轻骨料混凝土偏心受拉构件的强度设计安全系数,按第3-2-2条表8、表9采用。
二、当纵向力N不作用在钢筋Ag合力点及A'g合力点之间时,按大偏心受拉构件的公式计算:
此时,中和轴的位置按下列公式确定:
 
混凝土受压区的高度应符合χ≤0.5h0。当计算中考虑受压钢筋时,则尚应符合zh≤h0-a'g的条件,如zh>h0-a'g时可按下列公式计算:
如按公式(5-1-24-6)求得的构件强度比不考虑受压钢筋还小时,则在计算中不应考虑受压钢筋。
5.1.25条 矩形截面偏心受拉构件,其正截面强度应按下列规定计算(图12):
一、当纵向力N作用在钢筋Ag合力点及A'g合力点之间时,按公式(5-1-24-1)和(5-1-24-2)计算;
二、当纵向力N不作用在钢筋Ag合力点及A'g合力点之间时,按下列公式计算:
此时,中和轴的位置按下列公式确定:
混凝土受压区的高度应符合x≤0.5h0,计算中考虑受压钢筋时,则尚应符合x≥2a'g的条件。
图12 矩形截面钢筋轻骨料混凝土偏心受拉构件的正截面强度计算图a)小偏心受拉构件;b)大偏心受拉构件(Ⅵ)受扭计算
5.1.26条 矩形截面的弯扭构件(图13),其截面应符合下列要求:
当符合下列条件时,受扭钢筋可按构造要求配置:
式中 K--钢筋轻骨料混凝土受扭的强度设计安全系数,按第3-2-2条表3-2-2-1、表3-2-2-2采用;
MT--扭矩;
WT--混凝土截面塑性抗扭抵抗矩,WT=1/6d2(3c-d);
h0--平行于弯矩作用平面的截面有效高度;
b--垂直于弯矩作用平面的截面宽度;
c--截面的长边尺寸;
d--截面的短边尺寸。
图13 钢筋轻骨料混凝土弯扭构件截面图
5.1.27条 矩形截面的弯扭构件当采用附加垂直箍筋和附加纵向钢筋承受扭矩时,其抗扭强度可按下列公式计算:
式中 Rgh--箍筋抗拉设计强度,按表4、表5中受拉钢筋设计强度采用;
ak--附加垂直箍筋的单肢截面面积;
Ahe--截面核芯面积,Ahe=Chedhe;
Che--以箍筋中心线计算的截面核芯部分的长边尺寸;
dhe--以箍筋中心线计算的截面核芯部分的短边尺寸;
S--箍筋间距;
m'--受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比,
Rg--纵筋抗拉设计强度;
An--受扭计算时,全部附加纵向钢筋的截面面积;
`N She--截面核芯部分的周长, βt--与配筋率有关的系数,按下列规定采用:
(Ⅶ)局部承压
5.1.28条 当配置间接钢筋(图14)且Ac≤Ahe时,钢筋轻骨料混凝土构件的局部承压强度可按下列公式计算:
式中 K--钢筋轻骨料混凝土构件的局部承压强度设计安全系数,按第3-2-2条表8的基本安全系数采用。仅对表9项次6中荷载变异较大的结构,才考虑附加安全系数;
Nc--考虑局部承压时的纵向力;
β、βhe--局部承压强度的提高系数,按公式(4-4-2)计算,并应符合其限制条件。在计算βhe时,应以Ahe代替Ad,此处Ahe为钢筋网或螺旋形配筋以内的混凝土核芯面积,但不大于Ad,且其重心应与Ac的重心相重合;
μt--间接钢筋的体积配筋率(即核芯范围内单位混凝土体积中所包含的间接钢筋体积)。
图14 局部承压的配筋图a)焊接钢筋网或正交叠置的回形钢筋网(不少于4片);b)螺旋式配筋
当为方格钢筋网时(图14a),μt应取下列两者中之较小者:`
当为螺旋式配筋时(图14b):式中 n1、aj1--分别为钢筋网沿L1方向的钢筋根数及单根钢筋的截面面积;
n2、aj2--同上,沿L2方向;
aj--螺旋式配筋的截面面积;
dhe--螺旋圈的直径;
s--钢筋网或螺旋式配筋的间距。
注:当局部承压区需要设置间接钢筋时,可采用焊接钢筋网、正交叠置的回形钢筋网或螺旋式配筋。此时间接钢筋应配置在图5-1-28所规定的范围H内。对柱子的接头,H尚不应小于15倍纵向钢筋直径。
5.1.29条 如构件端部有抗裂要求时,其局部承压区的截面尺寸,应符合下列要求:
当不能符合公式(5-1-29)的要求时,应调整局部承压面积或加大构件的截面尺寸,或提高混凝土的标号。
(Ⅷ)冲切计算
5.1.30条 在局部荷载作用下的钢筋混凝土板的冲切强度可按下列公式计算(图15):
式中 K--冲切强度设计安全系数,取K=2.2;
Qc--局部标准荷载(当计算无梁楼盖柱帽处的冲切强度时,Qc取柱子所承受的纵向力减去柱顶冲切破坏锥体范围内的荷载);
s--距荷载边h0/2处的周长。
图15 计算板的冲切强度截面位置图
5.1.31条 对矩形截面柱的矩形基础,在柱与基础交接处以及基础变阶处的冲切强度可按下列公式计算(图16):
式中 bp--冲切破坏锥体斜截面的上边长bs与下边长bx的平均值,bp=bs+bx/2;
bs--冲切破坏锥体斜截面的上边长:当计算柱与基础交接处的冲切强度时,取柱宽;当计算基础变阶处的冲切强度时,取上阶宽;
bx--冲切破坏锥体斜截面的下边长:当计算柱与基础交接处的冲切强度时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处的冲切强度时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度;
h0--基础冲切破坏锥体的有效高度;
A--考虑冲切荷载时取用的多边形面积(图16中的阴影面积ABCDEF);
σt--在标准荷载下基础底面单位面积上的土壤反力(可扣除基础自重及其上的土壤重),当为偏心荷载时可取用最大的单位反力。
图16 计算阶形基础的冲切强度截面位置图a)柱与基础交接处;b)基础变阶处
 
 
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