材料本构设计、部分包覆蜂窝钢混凝土组合梁设计、墙肢计算长度系数、异形PEC柱截面抗弯承载力计算方法.docx

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1、附录A材料本构关系A. 1钢材本构关系A. 1.1PEC剪力墙中各部分钢材的单轴加载的应力-应变(-)关系曲线如图A.1所示，可按下式确定：ESSSfcs)-5 = fy + aEs(s-y) ys4)式中：ES钢材的弹性模量(N/mn?)；s钢材应力(Nm?)；2s钢材应变；fy钢材屈服强度(N/mn?)；fu钢材的极限强度(N/mn?)；3与A相应的钢材屈服应变；2u与A相应的钢材极限应变；图A.1钢材单调加载应力-应变曲线A.1.2PEC剪力墙中各部分钢材的反复加载的应力一应变(-e)关系曲线如图A.2所示，可按下列公式确定，也可采用简化的折线形式表达。(SPJ % fe(-)-(A2)

2、b-)p-oc)Esb-a)(A.3)式中：2a再加载路径起点对应的应变；吗、b再加载路径终点对应的应力(Nmm2)和应变，如再加载方向钢材未曾屈服过，贝戈取钢材初始屈服点的应力和应变。如再加载方向钢材已经屈服过，则取该方向钢材历史最大应力和应变。A. 2混凝土本构关系A.2. 1PEC剪力墙中混凝土的单轴受拉应力一应变（-e）关系如图A.3所示，可按下列公式确定: = (l-dt)Ec(A.4)l-pr(1.2-0.2) xl(A.9)ac- fc,r(A.10)(A.11)(A.12)式中: 混凝土单轴受压应力-应变关系曲线下降段的参数值，按表A.2取用；-混凝土的单轴抗压强度代表值,其值

3、可根据实际结构分析需要分别取抗压强度设计值(人)、抗压强度标准值Qfck)或抗压强度平均值()；一与单轴抗压强度代表值/相应的混凝土峰值压应变，按表A.2取用; dt混凝土单轴受压损伤演化参数。图A.4 混凝土单轴受压应力-应变曲线表A. 2混凝土单轴受压应力-应变曲线的参数取值fc,r(Nmm2)20253035404550556065707580c,r (106)1470156016401720179018501920198 020302080213021902240ac0.741.061.361.651.942.212.482.743.003.253.503.753.99Scucfr3.

4、02.62.32.12.01.91.91.81.81.71.71.71.6汪：Scu为应力应变曲线下降段应力等于0.5c,r时的混凝土压应变。A.2.3在重复荷载作用下，受压混凝土卸载及再加载应力路径如图A.5所示，可按下列 = Er(-z)In - EZ公式确定：(A.13)(A.14)(A.15)(A.16)式中：一受压混凝土的压应力；受压混凝土的压应变；息一受压混凝土卸载至零应力点时的残余应变；Er一受压混凝土卸载/再加载的变形模量；*、un分别为受压混凝土从骨架线开始卸载时的应力和应变;Eca附加应变；品混凝土受压峰值应力对应的应变；图A.5重复荷载作用下混凝土应力-应变曲线附录B部分

5、包覆蜂窝钢-混凝土组合梁设计8. 0.1 PECSC梁主钢件采用腹板开孔的蜂窝形开口型截面，孔的形状宜为六边形或圆 形如图B.1所示，开孔位置应避开受剪力作用较大的支座端。B.0.2 PECSC梁蜂窝形主钢件可由H形钢（或工字形钢）剖分后重新组合焊接加工制 作而成如图B.2所示，也可由H形钢的腹板切割成孔或冲孔而成，或者钢板切割（冲） 成孔后作为腹板再和钢翼缘板焊接而成。图B.1错误!未找到引用源。PECSC梁主钢件示意图（圆孔和六边形孔）图B.2错误!未找到引用源。蜂窝梁制作示意图B. 0. 3 无翼板PECSC梁的正截面受弯承载力计算应符合下列规定：a）应对非削弱截面（图B.2中1-1截面

6、和削弱截面（图B.2中2-2截面）的抗弯承 载力分别计算。b）主钢件未削弱截面（图B.2中的1-1截面）受弯承载力按本规程的第621条计算。Aa=2(tw(di-tf)+bftf)AaCI二九(4 。c）主钢件削弱最大的截面（图B.2中2-2截面）受弯承载力按本规程的第6.2.1条计 算。计算时，采用AaCI替换Aac，Satl替换Sat，SaCI替换Sac。4、4cl、1 SaCI按下列 公式计算：(B.2)（B.1）SaCl=九（4 _ O x 2 +bftf x + （B.3）satl-tflw-+bftf（B.4）式中：Aa削弱最大处的钢截面面积（mn?）；Aad削弱最大处上部钢的截

7、面面积（mm2）；Sati Saci削弱最大处下部钢、上部钢对组合截面塑性中和轴的面积矩（mu?）；Aw蜂窝主钢件的腹板高度（mm）；B. 0. 4完全抗剪的有翼板PECSC梁的正截面受弯承载力的计算应符合下列规定:a）应对削弱截面和非削弱截面的抗弯承载力分别计算；b）非削弱截面正弯矩承载力和负弯矩承载力与实腹工字钢梁计算相同，按本规程第 6.2.2条计算；c）主钢件削弱最大的截面正弯矩承载力符合下列规定：D当塑性中和轴位于混凝土翼板内、钢梁上翼缘内、上部主钢件腹板内时，截面 受弯承载力的计算方法与实腹梁相同，可分别按本规程式（20）、（23）、（26）计 算。2）当吴/Zc+吴Wsf-九）3

8、1-存）W力Aatl遥ASTMaCI时，塑性中和轴位于主钢件开孔 处，截面受弯承载力按下列公式计算：M = a1fcbehcx - g + faSatl + faSaci+ alfcwAcw1 + yA （hc+ha-x-tf -as）B.5）lfcbehc + 4cuAw + faAacl-faAatl- fyAs =(B.6)acw = (bf twx-hc -tf)(B.7)式中：Aac, Aati削弱最大处上部钢、下部钢的截面面积（mm2）；tlf, tf梁主钢件受压翼缘、受拉翼缘的厚度（mm）；Acw一梁主钢件腹部混凝土受压截面的面积（mn?）；be图B.3错误!未找到引用源。承受正

9、弯矩T形截面蜂窝梁（中和轴位于开孔处）d）主钢件削弱最大的截面，承受负弯矩时塑性中和轴一般位于主钢件开孔处。负弯矩 承载力按下列公式计算：Ml =fyfs（hc+ha-x-tf-afs）+ /Xi + faSaclx / （B.8）+ %X?VVAeW5 + yA （X - 4 ）/Xti + % AwAw +ci=O（B9）式中：Aaci. Aati削弱最大处上部钢、下部钢的截面面积（mm?）.Sad Sati削弱最大处上部钢、下部钢对组合截面塑性中和轴的面积矩（mm3）；Acw一梁主钢件腹部混凝土受压截面的面积（mn?）.图B.4错误!未找到引用源。承受负弯矩T形截面蜂窝梁（中和轴位于开孔

10、处）B. 0.5 部分抗剪有翼板PECSC梁的正截面受弯承载力计算应符合下列规定：a）正弯矩的抗弯承载力计算按照本规程第BO4条计算，混凝土翼板厚度久需替换为 有效厚度羽，按下式计算：XC= min nsN（B.10）1%A J式中：XC混凝土翼板的有效厚度（mm）；N；一个抗剪连接件的纵向抗剪承载力，应符合本规程第6.2.8条规定（N）；的部分抗剪连接时最大正弯矩验算截面到最近零弯矩点之间的抗剪连接件数目；b）负弯矩的抗弯承载力计算按照本规程第B. 0.4条计算，其中有效受拉钢筋拉力ZyA改为有效拉力：8. 0. 6PECSC梁的受剪承载力应对削弱截面和非削弱截面分别计算，计算可仅计入主钢件

11、中平行于剪力方向的板件受力，不计填充混凝土和箍筋的作用：a）非削弱截面的抗剪承载力计算与实腹工字钢相同，按本规程第6.2.4条第1款计算；b）主钢件削弱最大截面处的抗剪承载力按下式计算：Vu=2d1twfav（B.11）式中：梁主钢件腹板的抗剪强度设计值（Nmm2）；d1蜂窝梁主钢件削弱最大截面处的上、下部分截面净高度（mm）；B. 0. 7PECSC梁应满足下列构造要求：a） PECSC梁主钢件翼缘宽厚比和腹杆高厚比限制应符合本规程第5.1.6条相关要求；b）两端距离支座（或与梁连接的柱翼缘）1.5倍梁截面高度范围的不宜开孔；c）相邻孔洞的净间距/i不宜小于六边形孔洞边长（或圆形孔洞的半径）

12、孔洞的高度不 宜超过蜂窝钢截面总高度的75%；d）孔洞的高度和间距宜满足预制组合梁施工时混凝土一次浇筑成形的要求，即无需如 实腹式主钢件那样先浇筑腹板的一侧混凝土后再翻转浇筑另一侧混凝土；e）当蜂窝主钢件采用剖分后重新组合而成时，剖分后的截面高度和原截面高度之比（自 /Zal）宜为 1.41.6;f）当蜂窝孔洞兼做设备管道孔时，应在混凝土开孔处设置加强钢筋，按照现行国家标准混凝土结构设计标准GB/T 50010的相关构造要求进行设计。附录C墙肢计算长度系数BC. 0.1墙肢计算长度系数应根据墙肢的支承条件按下列规定采用:a）单片独立墙肢按两边支承板计算，取等于LOob） T形、L形剪力墙的翼

13、缘如图C.1所示，采用三边支承板按式（C.1）计算；当万计 算值小于。25时,取0.25。式中：bfT形、L形剪力墙的单侧翼缘截面高度，取图C.1中各生的较大值或最大值。c）T形剪力墙的腹板（图C.1）也按三边支承板计算；但应将式（C.1）中的bf代以bwoa) T形b) L形图C.1错误!未找到引用源。剪力墙腹板与单侧翼缘截面高度示意附录D异形PEC柱截面抗弯承载力计算方法D. 1 L形PEC柱截面抗弯承载力计算方法D. 1.1承受绕X轴正弯矩时，截面受弯承载力设计值（MUX）应符合以下规定:a)当 w(-)(y - Awi + zlw(-y -) +,塑性中和轴位图Y2MUX= w (b

14、 2fl)-+ 率 ac + 率 at(Dl)(D.2)fa(b- 2%)+ 2fatnhi + fatw一B - 丁 一。)+ f2bitiacwS 2如)+ 如b)当 jcw S - 2)(jy 一 得) 九初Wl + AW S -一 - 4) + ZA4，且% 力 W S _ 2治)佟 _ -)+ a”vlAw(%W-f) + Nf,塑性中和轴位于腹板内时(图D.2):MUX=4九 WS-2%）件一号XX 一（七一号）+举 ac+ aSat（D.3）一 4 Aw（ - 2%）（!-?）+ TVw 一 g - 2 - 4 ） + fab% + fab由2堂C）当%启冲-2由）（当一个）

15、力砥44/九（九一,一事一。）+力坊。，且2 +4ZwS-2如）佟一 ） + w（-2-W）佟一 ） + a3-2如）1 +AW 件一号） Aw（入- 4 Tf） + fab由(V)2一 2X + aat(D.5)一 %fcw(b - )(jy -m)+ %于cw3 - 24 一 %w)(，+ fb 241Wl4A + 2/X + 0fcw S - 2哈一)2A1 + Arw(2 - 4 + g + 1) + a444A + 2Arw + cc few S - 2如一九)(D.6)d)当2fatfi% + wS - 2)(y - ) + %wS - 2如一 ZLW )。一 卓)+ 北(一 X

16、w + ZaZLW (y 乙乙乙乙乙-)fatw(h-hf-tf) + fabftf,塑性中和轴位于混凝土内时(图D. 4)：MUX = % few S _ 2)(y )( (勺) + % /Ws 2如一%)(与一 W)乙乙乙乙(与一 + X一4)十 %力w3f 一%) T + +SaC+aSat(D.7)一 2北如4 - 4fcw3 2%)(! - 火力WS - 2加 一 九)(! F)九Wsf )+ 2a%wwSf -%)4 -北(-2如)41 + a%(z-4 + + ?) + 北&4jcw Sf ，W)+ 2 fa，W(D.8)图D.4错误!未找到引用源。绕X轴正弯矩受弯承载力计算的应

17、力分布模式4示意 图D.1.2 承受绕X轴负弯矩时，截面受弯承载力设计值（MIX）应符合以下规定：a）当fabftf +%fcw（h-% 一。）（用 一ZLW）+ a%S-ZLf+ 修）2人由4 + fa（b-2til）twl,塑性中和轴位于混凝土内时（图D.5）：图D.5错误!未找到引用源。绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式1示意 图MUX= %九W 0Lj- + ya5ac + fa5at( D.9)一 fabftf + 2fatfi% + fatw(b - 2如)+ fatwM)% =L- (D.10)a、fCw S - %w)+ 2于且1 wb)当fabftf + %fcw(h-

18、4 Tf )(1 %) + AWSTf -+ y) 2faG% +fa(b-2til)twl,且fabftf +ajcw（h-% 一）由 十%w（一与一ZLf -1）（ 一% 一%） + a%（一勺-ZLf -y） + 6zw（y 乙乙乙乙乙-（b-bf-tn）fatwlb,塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时（图D. 6）：图D.6错误!未找到引用源。绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图MUX = %AwSf-twh-hi Tf)(X/一,一)2(Dll)+ w S - 2如一产L)+ a5at一 fabf -fcw(h-hi 一 )(2 当 + 如)力W(O -用+。)(一!一；一

19、如)X ccJcwM -tw -l) + 4Arfl +2Arw2fa(2h-2ti -) + fatwi(b 24) + fatwBl)%-w(4 - -2) + 4a + 2aw(D.12)c)当fa1* +w(-一/W -tfl) + w(y- -) fatwb，塑性中和轴位于腹板内时(图D.7)：图D.7错误!未找到引用源。绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图MUX = 0fw( _ %)(h _ % _ tf)(X 一 + ocfcw 3 _ 2如 一 %)(-)(X % + 9 + 乎 + a ) + ASaC + At(D.13)-Arf -afc(h-hi - ti

20、 )fl - a1fcw)(f TW TfI)X 2堂_/?w力W(?_?)(b_bf _如)+ 2力%(2_24 -Af)+不+ 力(万2加)(先1+21 4 一丁24)12簟(D.14)D.1.3 承受绕Y轴正弯矩时，截面受弯承载力设计值（MIy）应符合以下规定：a）当 w（4 -力wi）（一饵 一41）+ 九1（-2许 til） fatibi +力（一午一事一4），塑性中和轴位于混凝土内时（图D.8）：图D.8错误!未找到引用源。绕Y轴正弯矩受弯承载力计算的应力分布模式1示意图（D.15）（D.16）MUy = w（ - rwl） + 5ac + a5atfatfbf + Arw 一 !

21、一事 一 4 ） + &wlS - 2加） JC -% Aw（4 -wl） + 2a%b）当 &Aw（% -/ wl）3-饵- z） + a ZLW1（一2许 一2LfI） hf +九%（-与一当一4）,且%力w（，f一飞）（b 与一3 一 tfi） + fa%（b - bf -w） + Xw（z-f -f）（jy- a%（力一与一 W） 乙 乙乙 乙乙乙,塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时（图D.9）：MUX 二 4九Wmf 一 九1）5 + 4力w（%一为 Tf） S强 +工Sac+ aSat（D.17）w（-jf一如） + a（2b-bf - 2） + Qlb - ）X =% 力W（ -

22、九1 %）+ 2aZw + 2aZf+a%S-2治）火九W Ki 。）+ 2 Awi + 2 Af（D.18）图D.9错误!未找到引用源。绕Y轴正弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图c)当%狐(4 _ %1 )3 _ 勺 _，Tfl) + a&l 3 _ 许 _ %)+ jcw (h-hi- ti )(-y -?)hZlw1(- +/w) + w（专 一+ -） + alfcw（h 2ty2ti）0 2 GI） + fa一与一自）& GfatVI（b-（bf -3）且4八3（%一% 一介）41+ %Aw（与一事）（4 -） + w（-y-3-/f）3f -力W TfI）+ Afhf +Aw

23、寸一号Tf） /a，wl（-2许）,塑性中和轴位于 翼缘内侧腹板外侧时（图D. 13内图D.13错误!未找到引用源。绕Y轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图MUy = % Aw 一% 一 )( -) % few 少 tf )(y _ _ %) 乙乙 乙乙 乙(x-(%号)f) + w(与 T)号Jw(%-与 TTf)(x-P +Et(D.25)fl Aw(t h + tf )fl - 0rlw()(zw +)X _ 乙乙乙乙w(g一曰)3f 一如) + % fabt.+ faK(h-g-q-ti)-fab由，塑性中和轴位MUX= 3 - 2)y + c + t(D.29 )ZIS

24、 24”WI + 2faM% + 工&(一与 一 ? 一 1 ) +X = ( D.3O )Ws- 2片)+ 4力Lb)当 %力W3-2GI)(?-m) fabtwl + fabfti,且 few S - 2)(-y - -l)+力初wia%-与-1-4)+力毋力f，塑性中和轴位于腹板内时(图D. 16):图D.16错误!未找到引用源。绕X轴正弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图MUX=%九 Ws-2治)件一个LXX 一(七一号)+举 ac+ aSat(D.31)一 4 AwS - 2)(jy -，) + Arw 一 ? 一 ? 一 4)+ A + fab”X _ 乙乙乙 乙币(D.32)

25、C)当 afcw(b-)(y-l) + Awi -zf) +Azf,且2faG% +%wS-2Ul)+ lfcw(b 21 - tW)(与 一 -l) + lfcw(b 2%-力W Xg -l) + Za( - 2培)ZLWl + fafw A -)aZw(-+,塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时(图D. 17)：图D.17错误!未找到引用源。绕X轴正弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图MUX(V)2一 2X + aat(D.33)一 4力Ws - 2如)(g -事)+ 4力Ws - 2如一 IW)(，+ 事)_ /a S _ 2%)先4a加 +2a% +wS-2如一%)(D 34)2于al

26、 + Aw 一 4 + g + T)+ A4al + 2arw +%w(b-2如-%)d)当2fatfi% + wS - 2)(y - ) + %wS - 2如一 ZLW )。一 卓)+ 北(一 Xw + ZaZLW (y 乙乙乙乙乙-)fatw(h-hf-tf) + fabftf,塑性中和轴位于混凝土内时(图D. 18)：MUX = % few S _ 2)(y )( (勺) + % /Ws 2如一%)(与一 W)乙乙乙乙(与一 + X一4)十 %力w3f 一%) T + 美SaC+aSat(D.35)_ 2a4 - %fcw3 2哈)(!-事)-火力WS - 2加一%)(!一事)九Wsf

27、 )+ 2 fa，w6z1w( -w) - A(-2)wl + Aw(- +y + fy) +Afa、fcw Sf -，W)+ 2 fat W(D.36)图D.18错误!未找到引用源。绕X轴正弯矩受弯承载力计算的应力分布模式4示意图D.2.2 承受绕X轴负弯矩时，截面受弯承载力设计值（MUX）应符合以下规定:a）当ZA% +%fw（无一4 %）（许%）+ /X（% 下L+jk）2力片4 + fa（b-2tn）twl,塑性中和 轴位于混凝土内时（图D.19）：图D.19绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式1示意图M =a f Sf IW)X +八 +f s(D.37)ux 1 Cw 2a a

28、c a atfti + 2力片4 +力Li 3 2片)+力九一 , 一 ?)% =乜-(D.38)%v3f-%) + 2Xb)当fJ9ftt + %v(h-hf-tf )(4 一4) + fjw(h-ti - - + 卞) 2fjnhf + fa(b-2tn)twl且ftt +%w(%-4 一。)给 +w-争(4 TW 一片)+ZIzLW一今一 -l) + iw e-g)3-瓦 _珞) fatwib塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时（图D.20）：图D.20绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图MUX = ajcw(4 %)(% 一 % )(x - 一_1)+ajcw S 2殆一%W)

29、x - (h - % % )2(D.39)+ ac+atfabftf - aJc (h-hi- ti )(； -y+ )- 式% h + tf)Q)_ 三 Tfl) X (D.40)%fcw3- 2片)+ 4/片 + 2Rtw2力片 Qh -2ti-hi) + AWl (b - 2rfl) + 一九( 一，一 )一 -)aJcv S % 2片) 4人片 + 2 仃 wC）当ftf +%w(%-4 一。)ZLfl +wg)3f TW Tfl) + %t式h g 或 _g) + %W塑性中和轴位于腹板内时（图D.21）：图D.21绕X轴负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图-g)3 一瓦一片

30、)力九，MUX = %fcwM TW）（，一4 一%）（X- - + aJcw9-2片一%）（y 一-l） （X - % + ? + 号 +。）+ /ISaC 大力 Sat（D.41）-fabitf - fw（h-hf- tiKl - aJcw俗）（4 -&-拾） -fjw（fl一，一?一 ） w（?一?）S_4 TfJ + 2LMQh- 2tf - hf）+ 而I + S - 2片）（ + 2/z - 4 - % - 2%）而（D.42）D. 2.3 承受绕Y轴弯矩时，截面受弯承载力设计值（MUy）应符合以下规定：口当火以）”一2，+N-WT-f），塑性中和轴位 于混凝土内时（图 D.22）

31、图D.22绕Y轴弯矩受弯承载力计算的应力分布模式1示意图 = w（4一） + 15ac+5at（D.43）力ZW13 ） + Z/w 一 4 一 % ） + fabftfX =乙 （D.44 ）0w（，f Twl） + 2 fatWlb） 当 w（ TWl）b 2? fabiti +ZA%1 +ZAv（-g-g-%）且 w（2片）+ CCh S _ 4 _ * ）（! _ g）力 J 一寸 + g），塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时（图D. 23）：图D.23绕Y轴弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图外=%九(44 FMASN-27)小小/(D.45)afc(h-hf-4) S 4 2片

32、)+ LtWIS-2tfl) + rw一g一?一。)% =w(4 -wi)+ a few h-hf ) + 2 白wi + 2 fa。_it S _ 2片)w(4 Twi)+ a/w ( 4 %) + 2-I + 2 fa4(D.46)C)当小4一0)三产12 + 4力W一4F)(H)一? +?)，塑性 乙乙 乙乙乙中和轴位于腹板内时(图D. 24)：图D.24绕Y轴弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图=小-心产）+小安吟+*-4 F）祖产 O-（j；*）-色/2Hf 除3(D.48)-a(4 .)(。-%-2幻 _ a* H )( -1)Xv” + 2工(-2 + 口)%v(ZZLI2

33、 2 fb ,塑性中和轴位于翼缘内侧腹板外侧时（图D.26）：图D.26绕X轴（Y轴）负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式2示意图MLaaWM TW严24(D.51)+%wS- 2片 Tw)(X -2)y 2 + faSac +Satfcw QS 2给-f) + 2fatn(h 24) + fatw(h-2ti)X =2%ITWl)+ 2X +4 m 1(D.52)ZI S - 211 - K -Wlocfcw S 24ITW1)+ 2 w + 4C)当.启(4F)-解)+*w _2片)”3九/ ,塑性中和轴位 于腹板内时(图 D.27)：图D.27绕X轴（Y轴）负弯矩受弯承载力计算的应力分布模式3示意图MLajCW（瓦 ）1+（X-吐产I.号I） + ZX+zWkM Tw)Ujf) - a1fcJb- 2片-w)(7(D.54)X =2章I 7X( 2%) + 2(z-2%) +/S 2片-W)( 2%)