7.7 受冲切承载力计算

7.7.1~7.7.2

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

,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 等有关规范的规定,给出了公式(7.7.1-2) 、公式 (7.7.1-3) 两个调整系数

。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。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

。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 (7.7.1-2) 是在美国 ACI规范的取值基础上略作调整后给出的。公式 (7.7.1-1) 的系数只能取中的较小值,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

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
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。

 

7.7.3

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 (7.7.3-1) ,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(7.7.3-2) 和 (7.7.3-3) 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。

 

7.7.4

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7.7.1 条的截面高度影响系数。在确定基础的 时,取用最大的地基反力,这样做是偏于安全的。

 

7.7.5

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 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,在附录给出具体规定。