外包式柱脚极限受弯承载力验算时纵筋强度如何取值?
我在南方
2023年02月26日 21:03:45
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问题引入 JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》(简称《高钢规》) 第 8.6.3-3 条规定,抗震设计时,外包式柱脚在外包混凝土顶部箍筋处,柱可能出现塑性铰的柱脚极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性受弯承载力。其中外包钢筋混凝土的抗弯承载力为 0.9

问题引入

JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》(简称《高钢规》) 第 8.6.3-3 条规定,抗震设计时,外包式柱脚在外包混凝土顶部箍筋处,柱可能出现塑性铰的柱脚极限受弯承载力应大于钢柱的全塑性受弯承载力。其中外包钢筋混凝土的抗弯承载力为 0.9Asfykh0 。这个 fyk 为到底如何取值呢?


网友讨论

1

 大山 

?? 外包式柱脚极限受弯承载力计算时,钢筋强度应取极限标准值,理由如下: 


1) 如果钢筋应力达到极限标准值,构件已经出现严重破坏及变形了,此时的构件计算是否有意义,公式还能不能成立? 


2)《高钢规》式(8.6.3-5) 为Mu2= 0.9Asfykh0+Mu3 ,其中,钢柱脚的极限受弯承载力 Mu3 计算中,锚栓和混凝土强度按规范说明均为标准值,与之相协调的,钢筋取屈服强度标准值可能更为合理。

2

 一往无前 

外包式柱脚是否考虑柱脚锚栓分担极限弯矩也是配筋影响的重要因素。

3

 ZLJ 

外包式柱脚纵筋的强度取屈服强度还是极限强度? 我觉得取极限强度更好一些。另外,外包式柱脚的地脚锚栓一般仅用于施工临时固定,直径细根数少,待外包混凝土达到强度即完成使命,所以在极限受弯承载力验算中常将其忽略。

4

 刚子 

《高钢规》规定,这个 fyk 为钢筋的抗拉强度最小值,可取钢筋的极限抗拉强度。


问题分析

外包式柱脚普遍反映短柱纵筋配筋量太大,如图 1 所示, 某工程柱脚短柱截面为 1100 mm ×1100 mm,纵筋 56?50, 配筋率达到 9.08%:


图片

图 1 某工程柱脚短柱截面示意


抛开别的不说,纵筋净距不足 18 mm 就行不通。若按纵筋最小净距 50 mm 估算,短柱截面最少需要 1550 mm×1550 mm。实际上,考虑钢柱安装时锚栓螺母的施拧空间,钢筋净距以 150 mm 左右为宜,则短柱截面将更大。施工中曾经有这样的情况,因短柱纵筋太密集无法拧紧柱脚螺母,不得不将纵筋截断,这是不允许的。


本人经手算与软件计算对比发现,配筋量的差别主要在于 fyk 的取值。fyk 按极限强度取值和还是按屈服强度取值,配筋量相差较大,见表 1。


表 1 配筋量对比

图片


《高钢规》 表 4.2.1 (即表 2) 可见,钢材的抗拉强度最小值就是 fu ,即钢材的极限抗拉强度。


表 2 设计用钢材强度值

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可见,《高钢规》式(8.6.3-5)中 fyk 应按钢筋的 “极限强度标准值” 取值。但有人认 为, 在 GB50010—2010《混 凝 土 结 构 设 计 规 范》的符号注释中, fyk 为钢筋屈服强度标准值,所以应按“屈服强度标准值”取值。但这不是《高钢规》中抗拉强度最小值的本意。


建议外包式柱脚极限受弯承载力验算时,钢筋混凝土短柱纵筋的强度按“极限强度标准值” 取值。确定短柱截面尺寸和进行纵筋排布时,要充分考虑钢柱安装时拧紧地脚锚栓的施工操作空间,杜绝不得已截断纵筋的现象。


作者:

张利军(北京交大建筑勘察设计院有限公司)

邹安宇(天津大学建筑设计规划研究总院有限公司)


来源:

本文刊登于《钢结构(中英文)》2022年37卷第11期,41-42页。


知识点:外包式柱脚极限受弯承载力验算时纵筋强度

【外包式柱脚绕x轴极限承载力验算不满足满足】怎么破

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