水运工程混凝土结构设计规范...

5承载能力极限状态计算5.1正截面承载力计算的一般规定5.1.1正截面承载力应按下列基本假定进行计算：1截面应变保持平面；2不考虑混凝土的抗拉强度；3混凝土受压的应力与应变关系按下列公式取用：当时c0εε≤ccc011nfεσε⎡⎤⎛⎞⎢⎥=−−⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦（5.1.1-1）当时0ccuεεε≤ccfσ=()cu,k125060nf=−−()50cu,k0.0020.55010fε−=+−×（5.1.1-2）（5.1.1-3）（5.1.1-4）（5.1.1-5）()5cucu,k0.00335010fε−=−−×uccffεεεσεεεεεεσ≤≤=≤≤⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=0020002原港工规范00.0020.0033fcσεε0εu《混凝土设计规范》模型上升段：])1(1[0ncccfεεσ−−=0εε≤下降段：ccf=σuεεε≤066010)50(0033.010)50(5.0002.0)50(6012−−×−−=×−+=−−=cuucucufffnεε《规范》混凝土应力-应变曲线参数fcu≤C50C60C70C80n21.831.671.5ε00.0020.002050.00210.00215εu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20σε5.1.2受弯构件、偏心受力构件正截面受压区应力计算应符合下列规定。5.1.2.1正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图。5.1.2.2矩形应力图的受压区高度可取等于按截面应变保持平面的假定所确定的中和轴高度乘以相应系数。其系数取值，当混凝土强度等级不超过C50时，可取0.8，当混凝土强度等级为C80时，可取0.74，其间应按线性内插法确定。5.1.2.3矩形应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值乘以相应系数。其系数取值，当混凝土强度等级不超过C50时，可取1.0，当混凝土强度等级为C80时，可取0.94，其间应按线性内插法确定。5.3.1钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋符合柱的构造要求时，其正截面受压承载力应按下式计算：0.9如何理解？怎么确定的？02规范中偏压公式由fcm改成fc，fcm=1.1fccys=0.9()uNfAfA5.3正截面受压承载力计算ϕ′′+5.3.4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5.3.4.1正截面受压承载力按下列公式计算1cysssp0pyppp()uNfbxfAAfAAασσσ′′′′′=+−−−−1c0ys0sp0pyp0p()()()2uxNefbxhfAhafAhaασ⎛⎞′′′′′′′=−+−−−−⎜⎟⎝⎠i2heeaη=+−i0aeee=+5.3.9各类混凝土结构中的偏心受压构件，均应在其正截面受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乘以偏心距增大系数η.5.3.10对矩形、T形、I形、环形和圆形截面偏心受压构件，其偏心距增大系数可按下列公式计算2012i011+1400/lehhηζζ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠c10.5fANζ=021.150.01lhζ=−●●混凝土结构与杆件中的二阶效应混凝土结构与杆件中的二阶效应①①结构侧移二阶效应（结构侧移二阶效应（PP--ΔΔ效应）效应）◆◆由重力在产生了侧移的结构中形成的整体二阶效应，也由重力在产生了侧移的结构中形成的整体二阶效应，也称称““重力二阶效应重力二阶效应””（由结构分析解决）（由结构分析解决）。。结构侧移二阶效应结构侧移二阶效应②②杆件挠曲二阶效应杆件挠曲二阶效应((pp--δδ效应效应))由轴压力在杆件自身挠曲后引起的局部二阶效应。通常效由轴压力在杆件自身挠曲后引起的局部二阶效应。通常效应起控制作用仅在少数偏压构件中形成，反弯点不在柱高应起控制作用仅在少数偏压构件中形成，反弯点不在柱高范围内的较细长偏心压杆则有可能属于这类情况。范围内的较细长偏心压杆则有可能属于这类情况。杆件挠曲二阶效应有侧移框架的二阶效应（P-Δ效应和P-δ效应）标准偏压柱中的一阶弯矩与二阶弯矩以及一阶挠度与二阶挠度()022ns001NeffNeeη+==+二阶效应的计算方法1.考虑二阶效应的杆系结构非线性有限元法；2.考虑二阶效应的弹性有限元法（亦称为“采用折减刚度的弹性有限元法”）；3.弹性简化方法（包括迭代P-Δ法、层增大系数法、结构整体增大系数法、负刚度杆件法和负面积杆件法等）；4.柱截面偏心距增大系数（或弯矩增大系数）的传统方法等。6.2.3弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件，当同一主轴方向的杆端弯矩比不大于0.9且设计轴压比不大于0.9时，若构件的长细比满足公式（6.2.3）的要求，可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响；否则应根据本规范第6.2.4条的规定，按截面的两个主轴方向分别考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的附加弯矩影响。（6.2.3）式中：、——分别为偏心受压构件两端截面按结构分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大端为，绝对值较小端为，当构件按单曲率弯曲时，取正值，否则取负值；——构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离；i——偏心方向的截面回转半径。c12/34-12(/)liMM≤1M2M12MM2Mcl1M12/MM《混凝土结构设计规范》GB50010-20106.2.4偏心受压构件，考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面弯矩设计值应按下列公式计算：（6.2.4-1）（6.2.4-2）（6.2.4-3）（6.2.4-4）mns2MCMη=1m20.70.30.7MCM=+≥2cnsc20111300/()lMNhhηζ⎛⎞=+⎜⎟⎝⎠cc0.5fANζ=21200/140011ζζη⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=hlheihl0201.015.1−=ζ《混凝土结构设计规范》GB50010-2010式中：Cm——构件端截面偏心距调节系数，当小于0.7时取0.7；ηns——弯矩增大系数；N——与弯矩设计值M2相应的轴向压力设计值；ζc——截面曲率修正系数，当计算值大于1.0时取1.0；条文说明：本条提出考虑P-δ效应的方法与美国ACI318-08规范基本相同。美国规范在计算ηns时采用的是“轴力表达式”，为沿用我国工程设计习惯，本次修订将ηns转换为理论上完全等效的“曲率表达式”，即式（6.2.4-3）。其中的Cm系数计算公式（6.2.4-2）是在经典弹性解析解的基础上，考虑了钢筋混凝土柱非弹性性质的影响，并根据国内外的系列试验数据，经拟合调整后得出的。《混凝土结构设计规范》GB50010-20105.5斜截面承载力计算5.5.1矩形、T形和I形截面的受弯构件，其受剪截面应满足下列要求。（1）截面尺寸满足下式要求：scc01dVfbhββγ≤βc——混凝土强度影响系数，混凝土强度等级不超过C50时取1.0；混凝土强度等级为C80时取0.8；其间按线性内插法确定；《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057-20091/4h0800hβ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠cht0=0.7Vfbhρββ均布荷载作用下无腹筋简支浅梁、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Vc偏安全的计算公式如下cht01.751.5Vfbhρββλ=+集中荷载作用下14h0=(800/)hβ纵向受拉钢筋的配筋率=(0.7+20)ρβρ通常ρ在大于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βρ6.3.4当仅配置箍筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力应符合下列规定：式中：——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；——由预加力所提高的构件受剪承载力设计值；——截面混凝土受剪承载力系数，对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75%以上的情况）的独立梁，取，为计算截面的剪跨比，可取等于a/h0，当时，取1.5，当时，取3，a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；csPVVV≤+vcscvt0yv0sAVfbhfhsα=+pp00.05VN=VcsVpcvαcv1.751αλ+为λλ1.5λ小于3λ大于0025.17.0hsAfbhfVsvyvtcs+=《混凝土结构设计规范》GB50010-2010005.107.0hsAfbhfVsvyvccs+=1989规范斜截面抗剪承载力计算公式一般梁集中荷载下的独立梁第一项系数的变化《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008矩形、T形、工形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式为：000.71.25svcstyvAVfbhfhs=+⋅⋅对承受集中力为主的重要的独立梁，式中的系数0.7应改为0.5，式中的系数1.25应改为1.0。“承受集中力为主的重要的独立梁”专指水电站厂房中的吊车梁、大坝的门机轨道梁等。对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75%以上的情况）的独立梁，应将系数0.7改成0.5。《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057-2009:000.7svcstyvAVfbhfhs=+⋅⋅均布荷载集中荷载条文说明：02版规范的受剪承载力设计公式分为集中荷载独立梁和一般受弯构件两种情况，较国外多数国家的规范繁琐，且两个公式在临近集中荷载为主的情况附近计算值不协调，且有较大差异。因此，建立一个统一的受剪承载力计算公式是规范修订和发展的趋势。但考虑到我国的国情和规范的设计习惯，且过去规范的受剪承载力设计公式分两种情况用于设计也是可行的，此次修订实质上仍保留了受剪承载力计算的两种形式，只是在原有受弯构件两个斜截面承载力计算公式的基础上进行了改整，具体做法是混凝土项系数不变，仅对一般受弯构件公式的箍筋项系数进行了调整，由1.25改为1.0。通过对55个均布荷载作用下有腹筋简支梁构件试验的数据进行分析（试验《混凝土结构设计规范》GB50010-2010来自原冶金建筑研究总院、同济大学、天津大学、重庆大学、原哈尔滨建筑大学、R.B.L.Smith等），结果表明，此次修订公式的可靠度有一定程度的提高。采用本次修订公式进行设计时，箍筋用钢量比02版规范计算值可能增加约25％。箍筋项系数由1.25改为1.0，也是为将来统一成一个受剪承载力计算公式建立基础。试验研究表明，预应力对构件的受剪承载力起有利作用，主要因为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。因此，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且当Np0超过0.3fcA0时，只取0.3fcA0，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Np0对梁产生的弯矩与外弯矩相反时才能予以考虑。近三十年来，从74规范、89规范到2002规范，钢筋混凝土梁的抗剪计算方法经历了“极限平衡法”－“桁架模型”－“试验统计”这样一个过程。我们注意到，新规范一方面再追求规范体系的理论完备，另一方面，又用务实的观点接受试验事实。关于采用0.07fcbh0和0.7ftbh0的争论：剪压破坏是混凝土压坏还是拉坏？。剪压破坏是混凝土在正（压）应力和剪应力共同作用下的破坏。仅配箍筋的简支梁的受剪承载力5.7受冲切承载力计算5.7.1在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板，其受冲切承载力应符合下列规定。5.7.1.1受冲切承载力应按下