受冲切承载力计算

受冲切承载力计算　　（GB 50010－2010）

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技术条件

摘要：计算矩形、圆形作用面的局部荷载或集中反力作用下构件的受冲切承载力。可同时考虑地震及爆炸动荷载作用组合。可实现不同抗震性能要求的构件承载力验算。
编制依据
- 《建筑地基基础设计规范》GB 50007－2011，以下简称“基础规范”；
- 《混凝土结构设计规范》GB 50010－2010（2015 年版），以下简称“混凝土规范”；
- 《建筑抗震设计规范》GB 50011－2010（2016 年版），以下简称“抗震规范”；
- 《人民防空地下室设计规范》GB 50038－2005（2023 年版）；
- 《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476－2019，以下简称“耐久性标准”；
- 《混凝土结构通用规范》GB 55008－2021；
- 广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ/T 15－92－2021，以下简称“广东高规”；
- 广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》DBJ/T 15－151－2019，以下简称“广东抗震性能规程”。

基本信息

作用形式
- 选择冲切的作用形式，可选择“局部荷载作用下”“集中反力作用下”。
作用面的形状
- 选择局部荷载或集中反力作用面的形状，可选择“矩形”“圆形”。

几何参数

板的厚度 h
- H——板的厚度（mm）。

作用面的高度 h_c、作用面的宽度 b_c
- h_c、b_c——分别为作用面的高度、宽度（mm）。

作用面的直径 d
- d——作用面的直径（mm）。

柱位置影响系数 α_s
- α_s——柱位置影响系数。
- 可输入“中柱”“边柱”“角柱”或具体数值。
- 混凝土规范第 6.5.1 条的规定，“中柱，α_s 取 40；边柱，α_s 取 30；角柱，α_s 取 20”。

计算截面的周长 u_m
- u_m——计算截面的周长（mm）。
- 计算截面的周长取距离局部荷载或集中反力作用面积周边 h₀/2 处板垂直截面的最不利周长。
- 当输入“自动”时，程序按中柱自动计算，边柱、角柱应输入具体数值。

基本组合

局部荷载设计值 F_l、轴向压力设计值 N
- F_l、N——分别为局部荷载设计值、轴向压力设计值（kN）。
- 对板柱结构的节点，N 取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值。
- 混凝土规范第 6.5.1 条规定，“F_l——局部荷载设计值或集中反力设计值；板柱节点，取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值；当有不平衡弯矩时，应按本规范第 6.5.6 条的规定确定”。
- 混凝土规范第 6.5.6 条规定，“在竖向荷载、水平荷载作用下，当考虑板柱节点计算截面上的剪应力传递不平衡弯矩时，其集中反力设计值 F_l 应以等效集中反力设计值 F_l,eq 代替，F_l,eq 可按本规范附录 F 的规定计算。
板上荷载设计值 q
- q——冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值（kN/m²）。
- 局部荷载设计值 F_l 将扣除冲切破坏锥体底面积 A_b 范围内板所承受的荷载设计值 q。

考虑地震作用组合
- 设置是否考虑地震作用参与组合。
材料强度取值
- 设置材料强度取值，可选择“强度设计值”“强度标准值”“最小极限强度值”“强度平均值”“广东高规第1性能水准中震”“广东高规第2性能水准中震”“广东高规第2性能水准大震”“广东高规第3性能水准中震”“广东高规第4性能水准中震”等。
- 当选择“强度标准值”“最小极限强度值”时，不计入作用分项系数、承载力抗震调整系数和内力调整系数，但材料强度分别取标准值和最小极限值。其中，钢筋最小极限强度参照抗震规范第 3.9.2 条第 2 款第 2 项的规定，“钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 1.25”，取钢筋屈服强度 f_y 的 1.25 倍；混凝土最小极限强度参照混凝土规范条文说明第 4.1.3 条的规定，“考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土强度之间的差异，根据以往的经验，结合试验数据分析并参考其他国家的有关规定，对试件混凝土强度的修正系数取为 0.88”，取立方强度的 0.88 倍。
- 当选择“强度平均值”时，按广东抗震性能规程附录 B 公式（B.0.3）计算：f_m＝f_k/（1-1.6435δ）。混凝土、钢筋的强度变异系数 δ 分别取 0.10、0.06。
- 当选择广东高规时，材料强度取考虑承载力利用系数 ξ 后的强度标准值。ξ 根据广东高规第 3.9.5 条各款的规定采用。

竖向地震为主的地震组合内力
- 设置是否为竖向地震为主的地震组合内力起控制作用。
- 对于有地震作用参与组合，承载力抗震调整系数 γ_RE 根据抗震通用规范表 4.3.1 的规定采用：
  - 当选择“否”时，承载力抗震调整系数 γ_RE 取 0.85；
  - 当选择“是”时，按抗震通用规范表 4.3.1 中最后一项“竖向地震为主的地震组合内力起控制作用时”的数值，承载力抗震调整系数 γ_RE 取 1.0。

局部荷载设计值 F_le
- F_l_e——考虑地震作用组合的局部荷载设计值（kN）。
轴向压力设计值 N_e
- N_e——考虑地震作用组合的轴向压力设计值（kN）。
- 对板柱结构的节点，N_e 取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值；当有不平衡弯矩时，应按混凝土规范第 6.5.6 条的规定确定。
板上荷载设计值 q_e
- q_e——冲切破坏锥体范围内板所承受的对应于地震作用组合的荷载设计值（kN/m²）。
- 局部荷载设计值 F_le 将扣除冲切破坏锥体底面积 A_b 范围内板所承受的荷载设计值 q_e。

考虑爆炸动荷载作用组合
- 设置是否考虑爆炸动荷载作用参与组合。
局部荷载设计值 F_ld
- F_l_d——考虑爆炸动荷载作用组合的局部荷载设计值（kN）。
轴向压力设计值 N_d
- N_d——考虑爆炸动荷载作用组合的轴向压力设计值（kN）。
- 对板柱结构的节点，N_d 取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值；当有不平衡弯矩时，应按混凝土规范第 6.5.6 条的规定确定。
板上荷载设计值 q_d
- q_d——冲切破坏锥体范围内板所承受的对应于爆炸动荷载作用组合的荷载设计值（kN/m²）。
- 局部荷载设计值 F_ld 将扣除冲切破坏锥体底面积 A_b 范围内板所承受的荷载设计值 q_d。
冲切荷载设计值的放大系数 γ_d
- γ_d——对应于爆炸动荷载作用组合下冲切荷载设计值的放大系数。
- 当无梁楼盖的跨度大于 6m，或其相邻跨度不等时，冲切荷载设计值应取等效静荷载和静荷载共同作用下求得冲切荷载的 1.1 倍。

冲切破坏锥体的底面面积 A_b
- A_b——冲切破坏锥体的底面面积（m²）。
- 当输入“自动”时，程序按中柱自动计算，边柱、角柱应输入具体数值。
- 相应于作用的基本组合时的冲切力 F_l，根据基础规范第 8.4.7 条的规定，“对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的基底反力设计值；对边柱和角柱，取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的基底净反力设计值”。

配筋

钢筋配置
- 选择是否配置箍筋或弯起箍筋，可选择“不配置”“箍筋”“弯起钢筋”“箍筋和弯起钢筋”等。

箍筋截面面积 A_svu
- A_svu——与呈 45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积（mm²）。
- 当输入“自动”时，由程序计算确定。

弯起钢筋截面面积 A_sbu
- A_sbu——与呈 45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积（mm²）。
- 当输入“自动”时，由程序计算确定。
弯起钢筋与板底面的夹角 α
- α——弯起钢筋与板底面的夹角（°），可根据板的厚度在 30°～45°之间选取。

混凝土有效预压应力 σ_pc,m
- σ_pc,m——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值（N/mm²）。
- 混凝土规范第 6.5.1 条规定，“σ_pc,m——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在 1.0N/mm²～3.5N/mm² 范围内”。

材料

纵筋合力点至近边距离 a_s
- a_s——受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离（mm），取两个方向配筋的平均值。
- 当输入“一类”“二a类”“三a类”等环境类别时，取 a_s＝c＋14，c 为根据板类构件、混凝土强度等级及所处环境类别，按混凝土规范表 8.2.1 确定的混凝土保护层厚度。
- 当输入“Ⅰ-A”“Ⅰ-B”“Ⅱ-C”等环境作用等级时，取 a_s＝c＋14，c 为根据板面形构件、混凝土强度等级及所处环境类别，按耐久性标准确定的混凝土保护层厚度。
- 请参阅“受拉纵筋合力点至近边距离 a_s”。