中华人民共和国行业标准轻骨料混凝土结构设计规程JGJ 12-99 1
主编单位:中国建筑科学研究院
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1999年10月1日
关于发布行业标准《轻骨料混凝土结构设计规程》的通知
建标[1999]63号
根据原城乡建设环境保护部《关于1986年制订、修订标准规范、规程项目计划的通知》([86]城科字第263号)要求,由中国建筑科学研究院主编的《轻骨料混凝土结构设计规程》,经审查,批准为强制性行业标准,编号JGJ 12-99,自1999年10月1日起施行。原部标准《钢筋轻骨料混凝土结构设计规程》JGJ 12-82同时废止。
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院负责管理,由中国建筑科学研究院负责具体解释,由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版。
中华人民共和国建设部
1999年3月17日
1 总则
1.0.1 为了在轻骨料混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢筋轻骨料混凝土、预应力轻骨料混凝土以及轻骨料素混凝土承重结构的设计。
1.0.3 对于轻骨料混凝土结构的设计,除应执行本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 符号
2.1 作用和作用效应
2.1.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表作用和作用效应的符号,应按下列规定采用:
2.2 材料性能
2.2.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表材料性能的符号,应按下列规定采用:
2.2 材料性能
2.2.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表材料性能的符号,应按下列规定采用:
2.2 材料性能
2.2.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表材料性能的符号,应按下列规定采用:
2.3 几何参数
2.3.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表几何参数的符号,应按下列规定采用:
2.4 计算系数
2.4.1 轻骨料混凝土结构设计时,代表计算系数的符号,应按下列规定采用:
3 材料
3.1 轻骨料混凝土
3.1.1 用轻粗骨料、轻细骨料或普通砂、水泥和水配制成的混凝土,其干表观密度不大于1950kg/m3者,称为轻骨料混凝土。本规程适用于粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土、浮石或火山渣混凝土、自燃煤矸石混凝土和膨胀矿渣珠混凝土。
3.1.2 钢筋轻骨料混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于CL15;预应力轻骨料混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于CL25。用于自承重兼保温的钢筋轻骨料混凝土及预应力轻骨料混凝土构件的混凝土强度等级可适当降低。
3.1.3 轻骨料混凝土按其干表观密度分为十二个等级。某一密度等级轻骨料混凝土及钢筋轻骨料混凝土的密度标准值应按表3.1.3采用。
3.1.4 轻骨料混凝土强度标准值应按表3.1.4采用。
3.1.5 轻骨料混凝土强度设计值应按表3.1.5采用。
3.1.6 轻骨料混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec可按表3.1.6采用。
3.1.7 轻骨料混凝土的剪变模量Gc可按下式计算:
轻骨料混凝土的泊松比γc可采用0.2。
3.1.8 当温度在0℃到100℃范围内时,轻骨料混凝土的线膨胀系数αc可按表3.1.8采用。
3.2 钢筋
3.2.1 钢筋轻骨料混凝土结构及预应力轻骨料混凝土结构的钢筋,应按下列规定选用:
3.2.1.1 普通钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋和LL550级冷轧带肋钢筋,也可采用冷拉Ⅰ级(d≤12mm)钢筋和乙级冷拔低碳钢丝。
3.2.1.2 预应力钢筋宜采用碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线和热处理钢筋,以及冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋。
3.2.1.3 对中、小型构件中的预应力钢筋,宜采用LL650级或LL800级冷轧带肋钢筋,也可采用甲级冷拔低碳钢丝。碳素钢丝宜用于后张法构件。
注:1.普通钢筋系指用于钢筋轻骨料混凝土结构中的钢筋和预应力轻骨料混凝土结构中的非预应力钢筋;
2.碳素钢丝和刻痕钢丝系指国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB 5223中的光面和刻痕的并经消除应力的高强度圆形钢丝。
3.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。
普通钢筋的强度标准值和预应力钢筋的强度标准值应按表3.2.2-1及表3.2.2-2采用。
3.2.3 钢筋抗拉强度设计值fy或fpy及钢筋抗压强度设计值f'y或f'py应分别按表3.2.3-1及表3.2.3-2采用。
3.2.4 钢筋弹性模量Es应按表3.2.4采用。
4 基本设计规定
4.1 一般规定
4.1.1 本规程采用极限状态设计法,以分项系数的设计表达式进行设计。
4.1.2 结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,分别按下列规定进行计算和验算:
4.1.2.1 承载力及稳定:所有结构构件均应进行承载力(包括压屈失稳)计算,在必要时尚应进行结构的倾覆和滑移验算;处于地震区的结构,尚应进行结构构件的抗震承载力计算。
4.1.2.2 变形:根据使用条件需控制变形值的结构构件,应进行变形验算。
4.1.2.3 抗裂及裂缝宽度:对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行轻骨料混凝土拉应力验算;对使用上允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算。
4.1.3 结构构件的承载力(包括压屈失稳)计算和倾复、滑移验算,均应采用荷载设计值;变形、抗裂及裂缝宽度验算,均应采用相应的荷载代表值。
预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。预制构件本身吊装的验算,应将构件自重乘以动力系数,动力系数一般情况下取1.5,但根据构件吊装时受力情况,可适当增减。
对现浇结构,必要时应进行施工阶段的验算。
当结构构件进行抗震设计时,荷载设计值和地震作用设计值均应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GBJ 11的规定采用。
4.1.4 纵向受力钢筋的配筋百分率小于本规程第7.1.10条规定时,钢筋轻骨料混凝土和预应力轻骨料混凝土结构构件,应按轻骨料素混凝土结构构件考虑,并按本规程附录A的规定进行计算。
4.1.5 受弯构件的最大挠度应按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行计算,其计算值不应超过表4.1.5的允许值。
4.1.6 结构构件设计时,应根据使用要求选用不同的裂缝控制等级,裂缝控制等级的划分应符合下列规定:
一级--严格要求不出现裂缝的构件,按荷载短期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土不应产生拉应力;
二级--一般要求不出现裂缝的构件,按荷载长期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土不应产生拉应力,而按荷载短期效应组合进行计算时,构件受拉边缘轻骨料混凝土允许产生拉应力,但拉应力不应超过αctγftk;
三级--允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行计算,其计算值不应超过允许值。
4.1.7 钢筋轻骨料混凝土和预应力轻骨料混凝土结构构件的裂缝控制等级、轻骨料混凝土拉应力限制系数αct及最大裂缝宽度允许值,应根据结构构件的工作条件和钢筋种类按表4.1.7采用。对裂缝控制有特殊要求的构件,表4.1.7规定的数值应适当减小;当有可靠的工程经验时,对预应力轻骨料混凝土构件的抗裂要求可适当放宽。
4.2 预应力轻骨料混凝土结构构件计算规定
4.2.1 预应力轻骨料混凝土构件除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外,尚应按具体情况对制作、运输、吊装等施工阶段进行验算。
4.2.2 预应力钢筋的张拉控制应力值σcon,不宜超过表4.2.2的数值。
4.2.3 施加预应力时,轻骨料混凝土立方体抗压强度应经计算确定,但不宜低于设计的轻骨料混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
4.2.4 由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力,可分别按下列公式计算:
(1)先张法构件
由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力
相应阶段预应力钢筋的有效预应力
预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力
(2)后张法构件
由预加应力产生的轻骨料混凝土法向应力
相应阶段预应力钢筋的有效预应力
预应力钢筋合力点处轻骨料混凝土法向应力为零时的预应力钢筋应力
4.2.5 预应力钢筋及非预应力钢筋的合力及合力点的偏心距(图4.2.5)可按下列公式计算:
(1)先张法构件
(2)后张法构件, SPAN>
4.2.6 预应力钢筋中的预应力损失值可按表4.2.6的规定计算,当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时,则按下列数值取用:
先张法构件 130N/mm2
后张法构件 110N/mm2
4.2.7 预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(N/mm2)可按下列公式计算:
4.2.8 后张法构件预应力曲线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失值σl1以及预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定采用。
4.2.9 轻骨料混凝土收缩、徐变引起受拉区、受压区预应力钢筋的预应力损失σl5、σ'l5(N/mm2)可按下列公式计算:
受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处轻骨料混凝土法向压应力σpc、σ'pc应按本规程第4.2.4条和第4.2.5条的规定计算。此时,预应力损失值仅考虑轻骨料混凝土预压前(第一批)的损失,其非预应力钢筋中的应力σl5、σ'l5应取等于零,σpc、σ'pc值不得大于0.5f'cu;当σ'pc为拉应力时,则公式(4.2.9-2)中的σ'pc应取等于零。计算σpc、σ'pc时可根据构件制作情况考虑自重的影响。
受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率ρ、ρ'可按下列情况考虑:对先张法构件,ρ=(Ap+As)/A0,ρ'=(A'p+A's)/A0;对后张法构件,ρ=(Ap+As)/An,ρ'=(A'p+A's)/An;对于对称配置预应力钢筋和非预应力钢筋的构件,取ρ=ρ',此时配筋率应按其钢筋截面面积的一半进行计算。
当构件采用常压蒸养时,σl5、σ'l5应乘以折减系数0.85。
当能预先确定构件承受外荷载的时间时,可考虑时间对轻骨料混凝土收缩和徐变损失值的影响,此时,可将σl5及σ'l5乘以不得大于1的系数β,系数β可按下列公式计算:
4.2.10 预应力钢筋的预应力损失计算时,考虑各种因素的计算影响系数,可按下列各表的规定取用:
4.2.11 预应力构件在各阶段的预应力损失值可按表4.2.11的规定进行组合。
4.2.12 计算先张法预应力轻骨料混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力时,锚固区内的预应力钢筋抗拉强度设计值可按下列规定取用:
在锚固起点处为零,在锚固终点处为fpy,在两点之间可按直线内插法取值。
对采用冷拉Ⅱ级、Ⅲ级钢筋和冷轧带肋钢筋的先张法构件,其锚固区预应力钢筋的抗拉强度设计值可不折减。
预应力钢筋的锚固长度la应按表4.2.12取用。
4.2.13 预应力轻骨料混凝土构件在制作、运输及安装阶段的验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
4.2.14 对先张法和后张法预应力轻骨料混凝土构件,在承载力和裂缝宽度计算中,所用的轻骨料混凝土法向预应力等于零时的预应力钢筋及非预应力钢筋合力Np0及相应的合力点的偏心距ep0,均应按本规程公式(4.2.5-1)及(4.2.5-2)计算,此时,先张法和后张法构件的预应力钢筋的应力σp0、σ'p0应按本规程第4.2.4条的规定计算。
5 承载能力极限状态计算
5.1 正截面承载力计算
5.1.1 正截面承载力计算时应遵守下列基本假定:
5.1.1.1 截面应变保持平面。
5.1.1.2 不考虑轻骨料混凝土的抗拉强度。
5.1.1.3 轻骨料混凝土轴心受压的应力与应变关系曲线为抛物线,其极限压应变取0.0022;相应的最大压应力取轻骨料混凝土轴心抗压强度设计值fc;对非均匀受压构件,当压应变εc≤0.0022时,应力与应变关系曲线为抛物线;当压应变εc>0.0022时,应力与应变关系呈水平线,其极限压应变εcu取0.0033,相应的最大压应力取轻骨料混凝土弯曲抗压强度设计值fcm。
5.1.1.4 钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但不大于其强度设计值。受拉钢筋的极限拉应变取0.01。
5.1.2 受压区轻骨料混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图,其高度可取等于按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.75,矩形应力图的应力可取为轻骨料混凝土弯曲抗压强度设计值fcm。
5.1.3 受拉钢筋和受压区轻骨料混凝土同时达到其强度设计值时的相对界限受压区高度应按下列公式计算:
(1)对有屈服点钢筋(热轧钢筋、冷拉钢筋)
(2)对无屈服点钢筋(热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、钢丝和钢绞线)
5.1.4 钢筋应力可根据平截面假定计算,也可按下列近似公式计算:
(1)对普通钢筋
(2)对预应力钢筋
5.1.5 矩形截面或翼缘位于受拉边的T形截面受弯构件,其正截面受弯承载力应按下列公式计算(图5.1.5):
5.1.6 翼缘位于受压区的T形截面受弯构件(图5.1.6),其正截面受弯承载力应按下列情况计算:
(1)当符合下列条件时
则按宽度为b'f的矩形截面计算;
(2)当不符合公式(5.1.6-1)的条件时,计算中应考虑截面中腹板受压的作用,其正截面受弯承载力应按下列公式计算:
按上述公式计算T形截面受弯构件时,轻骨料混凝土受压区的高度仍应符合公式(5.1.5-3)、(5.1.5-4)的要求。
5.1.7 T形及倒L形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度b'f,应按表5.1.7所列各项中的最小值取用。
5.1.8 受弯构件正截面受弯承载力的计算,应符合x≤ξbh0的要求。当由构造要求或按正常使用极限状态计算要求配置的纵向受拉钢筋截面面积大于受弯承载力要求时,则在验算x≤ξbh0时,可仅取受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积。
5.1.9 在计算中考虑普通受压钢筋时,必须符合公式x≥2a'的条件,当不符合此条件时,正截面受弯承载力可按下列公式计算:
5.1.10 配置碳素钢丝和钢绞线的预应力轻骨料混凝土受弯构件,受拉区纵向预应力钢筋强度设计值fpy可乘以钢筋应力增大系数βp。
钢筋应力增大系数可按下列公式确定:
5.1.11 双向受弯构件的正截面受弯承载力,当内、外弯矩作用平面相重合时,应按本规程第5.1.1条至第5.1.4条的规定进行计算。当内、外弯矩作用平面不相重合时,除按本条的规定进行计算外,尚应进行受剪扭承载力计算。
注:对矩形、倒L形和T形截面的双向受弯构件,其正截面受弯承载力可按本规程附录C的近似方法进行计算。
5.1.12 钢筋轻骨料混凝土轴心受压构件,当配有箍筋或在纵向钢筋上焊有横向钢筋时(图5.1.12),其正截面受压承载力应按下列公式计算:
当纵向钢筋配筋率大于3%时,式中A应改用An,An=A-A's。
5.1.13 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应按下列公式计算(图5.1.13):
受拉边或受压较小边的普通钢筋及预应力钢筋的应力σs、σp,可按下列情况计算:
当计算中考虑普通受压钢筋时,则受压区高度应符合x≥2a'的条件。
当不符合上述的条件时,其正截面受压承载力可按本规程第5.1.9条的规定进行计算。此时,应将公式(5.1.9)中M以Ne's代替。此处,e's为轴向力作用点至受压区普通钢筋合力点的距离,在计算中应考虑偏心距增大系数,初始偏心距按公式5.1.13-4确定。
对小偏心受压构件,尚应按下列公式进行验算:
矩形截面对称配筋的钢筋轻骨料混凝土小偏心受压构件,也可按下列近似公式计算钢筋截面面积:
5.1.14 T形截面偏心受压构件,当翼缘位于截面的较大受压边缘时,翼缘计算宽度b'f应按本规程第5.1.7条的规定确定,其正截面受压承载力应按下列规定计算:
(1)当受压区高度x≤h'f时,应按照宽度为b'f的矩形截面计算;
(2)当受压区高度x>h'f时,则应考虑腹板的受压作用,按下列公式计算(图5.1.14):
受拉边或受压较小边的普通钢筋和预应力钢筋应力σs、σp以及是否考虑普通受压钢筋的作用,均应按本规程第5.1.13条有关规定进行计算;倒T形和I形截面的构件,当翼缘位于截面受拉边或受压较小边且x>h-hf时,其正截面受压承载力计算应考虑翼缘受压部分的作用。
对翼缘位于截面受拉边或受压较小边的小偏心受压构件,尚应按下列公式进行验算:
5.1.15 沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的矩形、T形或I形截面钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件(图5.1.15),其正截面受压承载力可按下列近似公式计算:
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,应按本规程第5.1.13条和第5.1.14条的有关规定确定。
注:本条适用于沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的数量每排不少于4根的矩形、T形或I形截面。
5.1.16 偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力以外,尚应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。此时,可不考虑弯矩的作用,但应考虑稳定系数φ的影响。
5.1.17 对截面具有两个互相垂直的对称轴的钢筋轻骨料混凝土双向偏心受压构件,其正截面受压承载力计算可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
5.1.18 轴心受拉构件的正截面受拉承载力应按下列公式计算:
5.1.19 矩形截面偏心受拉构件,其正截面受拉承载力应按下列规定计算:
(1)小偏心受拉构件
当轴向力作用在钢筋As与Ap的合力点及A's与A'p的合力点之间时(图5.1.19a),按下列公式计算:
(2)大偏心受拉构件
当轴向力不作用在钢筋As与Ap的合力点及A's与A'p的合力点之间时(图5.1.19b),按下列公式计算:
此时,轻骨料混凝土受压区的高度应符合x≤ξbh0的要求,如计算中考虑普通受压钢筋时,则尚应符合x≥2a'的条件。
当x<2a'时,可按公式(5.1.19-2)计算。
(3)对称配筋的矩形截面偏心受拉构件,不论大、小偏心受拉情况,均按公式(5.1.19-2)计算。
5.1.20 沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的矩形、T形或I形截面钢筋轻骨料混凝土偏心受拉构件,以及对称配筋的矩形截面钢筋轻骨料混凝土双向偏心受拉构件,其正截面受拉承载力的计算可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
5.2 斜截面承载力计算
5.2.1 矩形、T形和I形截面的钢筋轻骨料混凝土受弯构件,其受剪截面应符合下列条件:
5.2.2 在计算斜截面的受剪承载力时,其计算位置应按下列规定采用:
(1)支座边缘处的截面(图5.2.2a、b 截面1-1);
(2)受拉区弯起钢筋弯起点处的截面(图5.2.2a 截面2-2、3-3);
(3)箍筋截面面积或间距改变处的截面(图5.2.2b 截面4-4);
(4)腹板宽度改变处的截面。
5.2.3 矩形、T形和I形截面的一般受弯构件,当仅配有箍筋时,其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算:
对集中荷载作用下的矩形截面独立梁(包括作用有多种荷载,且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),当按公式(5.2.3-1)计算时,应将公式(5.2.3-2)改为下列公式:
5.2.4 矩形、T形和I形截面的受弯构件,当配有箍筋和弯起钢筋时,其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算:
5.2.5 计算弯起钢筋时,其剪力设计值可按下列规定采用(图5.2.2a):
5.2.5.1 当计算第一排(对支座而言)弯起钢筋时,取用支座边缘处的剪力值。
5.2.5.2 当计算以后的每一排弯起钢筋时,取用前一排(对支座而言)弯起钢筋弯起点处的剪力值。
5.2.6 符合下列要求的构件均可不进行斜截面的受剪承载力计算,而仅需根据本规程第8.2.6条至第8.2.8条的规定,按构造要求配置箍筋:
5.2.6.1 矩形、T形和I形截面的一般受弯构件,当符合下列公式要求时:
5.2.6.2 符合本规程第5.2.3条规定的集中荷载作用下矩形截面独立梁,当符合下列公式要求时:
5.2.7 受拉边倾斜的矩形、T形和I形截面的受弯构件,其斜截面受剪承载力可按下列公式计算(图5.2.7):
5.2.8 受弯构件斜截面的受弯承载力应按下列公式计算(图5.2.8):
5.2.9 受弯构件纵向钢筋和箍筋,当符合本规程第7.1.3条至第7.1.5条、第8.2.2条、第8.2.5条和第8.2.7条规定的构造要求时,可不进行斜截面的受弯承载力计算。
5.2.10 矩形截面的钢筋轻骨料混凝土偏心受压和偏心受拉构件,其受剪截面应符合下列条件:
5.2.11 矩形截面的钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件,其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
计算截面的剪跨比应按下列规定取用:
(1)对框架柱,取λ=Hn/2h0;当λ<1时,取λ=1;当λ>3时,取λ=3;此处,Hn为柱净高;
(2)对其他偏心受压构件,当承受均布荷载时,取λ=1.4;当承受集中荷载时(包括作用有多种荷载、且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),取λ=a/h0;当λ<1.4时,取λ=1.4;当λ>3时,取λ=3;此处,a为集中荷载至支座或节点边缘的距离。
5.2.12 矩形截面的钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件,当符合下列公式要求时:
则可不进行斜截面受剪承载力计算,而仅需根据本规程第8.3.3条的规定按构造要求配置箍筋;剪跨比和轴向力设计值应按本规程第5.2.11条的规定取用。
5.2.13 矩形截面的钢筋轻骨料混凝土偏心受拉构件,其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
5.3 扭曲截面承载力计算
5.3.1 在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形和I形截面钢筋轻骨料混凝土构件(图5.3.1),当hw/b<6时,其截面应符合下列公式的要求:
则可不进行构件受剪扭承载力计算,而仅需根据本规程第8.2.9条的规定,按构造要求配置钢筋。
5.3.2 受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩,可按下列规定计算:
5.3.2.1 矩形截面
5.3.2.2 T形和I形截面
对腹板、受压翼缘及受拉翼缘部分的矩形截面受扭塑性抵抗矩可分别按下列规定计算:
(1)腹板
(2)受压及受拉翼缘
5.3.3 矩形截面纯扭构件的受扭承载力应按下列公式计算:
此处,对钢筋轻骨料混凝土纯扭构件,其ζ值尚应符合0.6≤ζ≤1.7的要求。当ζ>1.7时,取ζ=1.7;对预应力轻骨料混凝土纯扭构件,仅适用于偏心距ep0≤h/6的情况,此时ζ值尚应符合2≤ζ≤4的要求,当ζ>4时,取ζ=4。
5.3.4 T形和I形截面纯扭构件,可将其截面划分为几个矩形截面,分别按本规程第5.3.3条进行受扭承载力计算。
每个矩形截面的扭矩设计值可按下列规定计算:
(1)腹板
(2)受压翼缘
(3)受拉翼缘
5.3.5 在轴向压力和扭矩共同作用下矩形截面钢筋轻骨料混凝土构件的受扭承载力应按下列公式计算:
5.3.6 在剪力和扭矩共同作用下的矩形截面钢筋轻骨料混凝土一般剪扭构件,其受剪扭承载力应按下列公式计算:
(1)剪扭构件的受剪承载力
(2)剪扭构件的受扭承载力
此处,ζ值应按本规程第5.3.3条的规定计算。
剪扭构件轻骨料混凝土受扭承载力降低系数βt应按下列公式计算:
对集中荷载作用下的矩形截面钢筋轻骨料混凝土剪扭构件(包括作用有多种荷载,且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),公式(5.3.6-1)应改为:
且公式(5.3.6-2)和公式(5.3.6-4)中的剪扭构件轻骨料混凝土受扭承载力降低系数应改按下列公式计算:
5.3.7 T形和I形截面钢筋轻骨料混凝土剪扭构件的受剪扭承载力应按下列规定计算:
5.3.7.1 剪扭构件的受剪承载力,按公式(5.3.6-1)或(5.3.6-4)计算。但计算时应将T及Wt分别以TW及WtW代替。
5.3.7.2 剪扭构件的受扭承载力,可根据本规程第5.3.2条的规定划分为几个矩形截面分别进行计算;腹板可按公式(5.3.6-2)与(5.3.6-3)或与公式(5.3.6-5)进行计算,但计算时应将T及Wt分别以TW及WtW代替;受压翼缘及受拉翼缘可按本规程第5.3.3条的规定计算,但计算时应将T及Wt分别以T'f及W'tf或Tf及Wtf代替。
5.3.8 在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形及I形截面钢筋轻骨料混凝土弯剪扭构件,当符合下列条件时,可按下列规定进行承载力计算:
5.3.8.1 当V≤0.03fcbh0或V≤[0.09/(λ+1.5)]fcbh0时,可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别进行计算。
5.3.8.2 当T≤0.175ftWt时,可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力分别进行计算。
5.3.9 矩形、T形和I形截面钢筋轻骨料混凝土弯剪扭构件,纵向钢筋应按受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力分别按所需的钢筋截面面积进行配置;箍筋应按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力分别按所需的箍筋截面面积进行配置。
5.4 受冲切承载力计算
5.4.1 在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的钢筋轻骨料混凝土板,其受冲切承载力可按下列公式计算(图5.4.1):
5.4.2 在局部荷载或集中反力作用下,当受冲切承载力不满足公式(5.4.1)的要求且板厚受到限制时,可配置箍筋或弯起钢筋,此时,受冲切截面应符合下列条件:
配置箍筋或弯起钢筋的钢筋轻骨料混凝土板的受冲切承载力,可按下列公式计算:
(1)当配置箍筋时
(2)当配置弯起钢筋时
钢筋轻骨料混凝土板中配置受冲切的箍筋或弯起钢筋,应符合本规程第8.1.6条的构造规定。
对配置受冲切的箍筋或弯起钢筋的冲切破坏锥体以外的截面,尚应按本规程第5.4.1条的要求进行受冲切承载力验算。此时,取冲切破坏锥体以外0.5h0处的最不利周长。
5.4.3 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受冲切承载力可按下列公式计算(图5.4.3):
5.5 局部受压承载力计算
5.5.1 配置间接钢筋的轻骨料混凝土构件,其局部受压区的截面尺寸要求及局部受压时的强度提高系数应与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定相同。
5.5.2 对于配置方格网式或螺旋式间接钢筋的轻骨料混凝土构件,其局部受压承载力计算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
6 正常使用极限状态验算
6.1 抗裂验算
6.1.1 预应力轻骨料混凝土构件应分别按下列规定进行正截面抗裂验算:
(1)严格要求不出现裂缝的构件
在荷载的短期效应组合下应符合下列要求:
(2)一般要求不出现裂缝的构件
在荷载的短期效应组合下应符合下列要求:
在荷载的长期效应组合下应符合下列要求:
6.1.2 在荷载的短期效应组合及长期效应组合下的抗裂验算边缘的轻骨料混凝土法向应力应按下列公式计算:
(1)轴心受拉构件
(2)受弯构件
(3)偏心受拉构件
6.1.3 预应力轻骨料混凝土受弯构件应分别按下列规定进行斜截面抗裂验算:
(1)轻骨料混凝土主拉应力
对严格要求不出现裂缝的构件,应符合下列要求:
对一般要求不出现裂缝的构件,应符合下列要求:
(2)轻骨料混凝土主压应力
对严格要求和一般要求不出现裂缝的构件,均应符合下列要求:
计算轻骨料混凝土的主拉应力和主压应力时,应选择跨度内不利位置的截面,对该截面的换算截面重心处和截面宽度剧烈改变处进行验算。
6.1.4 轻骨料混凝土的主拉应力和主压应力应按下列公式计算: