7.3--正截面受压承载力计算-

7.3正截面受压承载力计算第7.3.1条钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.1)：N≤0.9φ(fcA+f'yA's)(7.3.1)式中N--轴向压力设计值；φ--钢筋混凝土构件的稳定系数，按表7.3.1采用；fc--混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范表4.1.4采用；A--构件截面面积；A's--全部纵向钢筋的截面面积。当纵向钢筋配筋率大于3%时，公式(7.3.1)中的A应改用(A-A's)代替。钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表7.3.1l0/b≤810121416182022242628l0/d≤78.510.5121415.517192122.524l0/i≤2835424855626976839097φ1.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/d262829.5313334.536.5384041.543l0/i104111118125132139146153160167174φ0.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19注：表中l0为构件的计算长度，对钢筋混凝土柱可按本规范第7.3.11条的规定取用；b为矩形截面的短边尺寸；d为圆形截面的直径；i为截面的最小回转半径。图7.3.1：配置箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件第7.3.2条钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.2)：N≤0.9(fcAcor+f'yA's+2αfyA'ss0)(7.3.2-1)Ass0=πdcorAss1/s(7.3.2-2)式中fy--间接钢筋的抗拉强度设计值；Acor--构件的核心截面面积：间接钢筋内表面范围内的混凝土面积；Ass0--螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积；dcor--构件的核心截面直径：间接钢筋内表面之间的距离；Ass1--螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积；s--间接钢筋沿构件轴线方向的间距；α--间接钢筋对混凝土的约束的折减系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取1.0，当混凝土强度等级为C80时，取0.85，其间接线性内插法确定。注：1按公式(7.3.2-1)算得的构件受压承载力设计值不应大于按本规范公式(7.3.1)算得的构件受压承载力设计值的1.5倍；2当遇到下列任意一种情况时，不应计入间接钢筋的影响，而应按本规范第7.3.1条的规定进行计算：1)当l0/d12时；2)当按公式(7.3.2-1)算得的受压承载力小于按本规范公式(7.3.1)算得的受压承载力时；3)当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向钢筋的全部截面面积的25%时。第7.3.3条在偏心受压构件的正截面承载力计算中，应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。第7.3.4条矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.4)：N≤α1fcbx+f'yA's-σsAs-(σ'p0-f'py)A'p-σpAp(7.3.4-1)Ne≤α1fcbx(h0-x/2)+f'yA's(h0-a's)-(σ'p0-f'py)A'p(h0-a'p)(7.3.4-2)e=ηei+h/2-a(7.3.4-3)ei=e0+ea(7.3.4-4)式中e--轴向压力作用点至纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点的距离；η--偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数，按本规范第7.3.10条的规定计算；σs、σp--受拉边或受压较小边的纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力；ei--初始偏心距；a--纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点至截面近边缘的距离；e0--轴向压力对截面重心的偏心距：e0=M/N;ea--附加偏心距，按本规范第7.3.3条确定。在按上述规定计算时，尚应符合下列要求：1钢筋的应力σs、σp可按下列情况计算：1)当ζ≤ζb时为大偏心受压构件，取σs=fy及σp=fpy,此处，ζ为相对受压区高度，ζ=x/h0;2)当ζζb时为小偏心受压构件，σs、σp按本规范第7.1.5条的规定进行计算。2当计算中计入纵向普通受压钢筋时，受压区高度应满足本规范公式(7.2.1-4)的条件；当不满足此条件时，其正截面受压承载力可按本规范第7.2.5条的规定进行计算，此时，应将本规范公式(7.2.5)中的M以N'es代替，此处，e's为轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋合力点的距离；在计算中应计入偏心距增大系数，初始偏心距应按公式(7.3.4-4)确定。3矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件，当Nfcbh时，尚应按下列公式进行验算：图7.3.4：矩形截面偏心受压构件正截面受压承截力计算Ne'≤fcbh(h'0-h/2)+f'yAs(h'0-as)-(σp0-f'py)Ap(h'0-ap)(7.3.4-5)e'=h/2-a'-(e0-ea)(7.3.4-6)式中e'--轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋和预应力钢筋的合力点的距离；h'0--纵向受压钢筋合力点至截面远边的距离。4矩形截面对称配筋(A's=As)的钢筋混凝土小偏心受压构件，也可按下列近似公式计算纵向钢筋截面面积；A's=Ne-ζ(1-0.5ζ)a1fcbh20/f'y(h0-a's)(7.3.4-7)此处，相对受压区高度ζ可按下列公式计算：ζ=N-ζba1fcbh0/Ne-0.43a1fcbh20/(β1-ζb)(h0-a's)+a1fcbh0+ζb(7.3.4-8)第7.3.5条I形截面偏受压构件的受压翼缘计算宽度b'f应按本规范第7.2.3条确定，其正截面受压承载力应符合下列规定：1当受压区高度x≤h'f时，应按宽度为受压翼缘计算宽度b'f的矩形截面计算。2当受压区高度xh'f时(图7.3.5)，应符合下列规定：N≤α1fc[bx+(b'f-b)h'f]+f'yA's-σsAs-(σ'p0-f'py)A'p-σpAp(7.3.5-1)Ne≤α1fc[bx(h0-x/2)+(b'f-b)h'f(h0-h'f/2)]+f'yA's(h0-a's)-(σ'p0-f'py)A'p(h0-a'p)(7.3.5-2)公式中的钢筋应力σs、σp以及是否考虑纵向普通受压钢筋的作用，均应按本规范第7.3.4条的有关规定确定。图7.3.5：I形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算1-截面重心轴3当x(h-hf)时，其正截面受压承载力计算应计入受压较小边翼缘受压部分的作用，此时，受压较小边翼缘计算宽度bf应按本规范第7.2.3条确定。4对采用非对称配筋的小偏心受压构件，当NfcA时，尚应按下列公式进行验算：Ne'≤fc[bh(h'0-h/2)+(bf-b)hf(h'0-hf/2)+(b'f-b)h'f(h'f/2-a')]+f'yAs(h'0-as)-(σp0-f'py)Ap(h'0-ap)(7.3.5-3)e'=y'-a'-(e0-ea)(7.3.5-4)式中y'--截面重心至离轴向压力较近一侧受压边的距离，当截面对称时，取y'=h/2.注：对仅在离轴向压力较近一侧有翼缘的T形截面，可取bf=b;对仅在离轴向压力较远一侧有翼缘的倒T形截面，可取b'f=b.第7.3.6条沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的矩形、T形或I形截面钢筋混凝土偏心受压构件(图7.3.6)，其正截面受压承载力宜符合下列规定：图7.3.6：沿截面腹部均匀配筋的I形截面N≤α1fc[ζbh0+(b'f-b)h'f]+f'yA's-σsAs+Nsw(7.3.6-1)Ne≤α1fc[ζ(1-0.5ζ)bh20+(b'f-b)h'f(h0-h'f/2)]+f'yA's(h0-a's)+Mswσβω(7.3.6-2)Nsw=(1+ζ-β1/0.5β1ω)fywAsw(7.3.6-3)Msw=[0.5-(ζ-β1/β1ω)2]fywAswhsw(7.3.6-4)式中Asw--沿截面腹部均匀配置的全部纵向钢筋截面面积；fyw--沿截面腹部均匀配置的纵向钢筋强度设计值，按本规范表4.2.3-1采用；Nsw--沿截面腹部均匀配置的纵向钢筋所承担的轴向压力，当ζβ1时，取ζ=β1计算；Msw--沿截面腹部均匀配置的纵向钢筋的内力对As重心的力矩，当ζβ1时，取ζ=β1计算；ω--均匀配置纵向钢筋区段的高度hsw与截面有效高度h0的比值，ω=hsw/h0,宜选取hsw=h0-a's.受拉边或受压较小边钢筋As中的应力σs以及在计算中是否考虑受压钢筋和受压较小边翼缘受压部分的作用，应按本规范第7.3.4条和第7.3.5条的有关规定确定。注：本条适用于截面腹部均匀配置纵向钢筋的数量每侧不少于4根的情况。第7.3.7条沿周边均匀配置纵向钢筋的环形截面偏心受压构件(图7.3.7)，其正截面受压承载力宜符合下列规定：1钢筋混凝土构件N≤αα1fcA+(α-αt)fyAs(7.3.7-1)Nηei≤α1fcA(r1+r2)sinπα/2π+fyAsrs(sinπα+sinπαt)/π(7.3.7-2)2预应力混凝土构件图7.3.7：沿周边均匀配筋的环形截面N≤αα1fcA-σp0Ap+αf'pyAp-αt(fpy-σp0)Ap(7.3.7-3)Nηei≤α1fcA(r1+r2)sinπα/2π+f'pyAprpsinπα/π+(fpy-σp0)Aprpsinπαt)/π(7.3.7-4)在上述各公式中的系数和偏心距，应按下列公式计算：αt=1-1.5α(7.3.7-5)ei=e0+ea(7.3.7-6)式中A--环形截面面积；As--全部纵向普通钢筋的截面面积；Ap--全部纵向预应力钢筋的截面面积；r1、r2--环形截面的内、外半径；rs--纵向普通钢筋重心所在的圆周的半径；rp--纵向预应力钢筋重心所在圆周的半径；e0--轴向压力对截面重心的偏心距；ea--附加偏心距，按本规范第7.3.3条确定；α--受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值；αt--纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α2/3时，取αt=0。3当α2/r1+r2)/π时，环形截面偏心受压构件可按本规范第7.3.8条规定的圆形截面偏心受压构件正截面受压承截力公式计算。注：本条适用于截面内纵向钢筋数量不少于6根且r1/r2≥0.5的情况。第7.3.8条沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件(图7.3.8)，其正截面受压承载力宜符合下列规定：图7.3.8：沿周边均匀配筋的圆形截面N≤αα1fcA(1-sin2πα/2πα)+(α-αt)fyAs(7.3.8-1)Nηei≤2/3α1fcArsin3πα/π+fyAsrssinπα+sinπαt)/π(7.3.8-2)αt)=1.25-2α(7.3.8-3)ei=e0+ea(7.3.8-4)式中A--圆形截面面积；As--全部纵向钢筋的截面面积；r--圆形截面的半径；rs--纵向钢筋重心所在圆周的半径；e0--轴向压力对截面重心的偏心距；ea--附加偏心距，按本规范第7.3.3条确定；α--对应于受压区混凝土截面面积的圆心角(rad)与2π的比值；αt--纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α0.625时，取αt=0。注：本条适用于截面内纵向钢筋数量不少于6根的情况。第7.3.9条各类混凝土结构中的偏心受压构件，均应在其正截面变压承载力计算中考虑结构侧移和构件挠曲引起的附加内力。在确定偏心受压构件的内力设计值时，可近似考虑二阶弯矩对轴向压力偏心距的影响，将轴向压力对截面重心的初始偏心距ei乘以本规范第7.3.10条规定的偏心距增大系数η；也可根据本规范第7.3.12条规定的构件修正抗弯刚度，用考虑二附效应的弹性分析方法，直接计算出结构构件各控制截面包括弯矩设计值在内的内力设计值，并按相应的内力设计值进行各构件