6.5 受冲切承载力计算

6.5.1 在局部荷载或集中反力作用下，不配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力应符合下列规定(图6.5.1)：

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6.5.1 02版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的试验资料的分析，参考国内外有关规范，本次修订保留了02版规范的公式形式，仅将公式中的系数0.15提高到0.25。 本条具体规定的考虑因素如下：
1 截面高度的尺寸效应。截面高度的增大对受冲切承载力起削弱作用，为此，在公式(6.5.1—1)中引入了截面尺寸效应系数βh，以考虑这种不利影响。
2 预应力对受冲切承载力的影响。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，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。公式(6.5.1—1)主要是参考我国的科研成果及美国ACI 318规范，将板中两个方向按长度加权平均有效预压应力的有利作用增大为0.25σpc,m，但仍偏安全地未计及在板柱节点处预应力竖向分量的有利作用。
对单向预应力板，由于缺少试验数据，暂不考虑预应力的有利作用。
3 参考美国ACI 318等有关规范的规定，给出了两个调整系数η1、η2的计算公式(6.5.1—2)、公式(6.5.1—3)。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，剪力主要集中于角隅，将不能形成严格意义上的冲切极限状态的破坏，使受冲切承载力达不到预期的效果，为此，引入了调整系数η1，且基于稳妥的考虑，对加载面积边长之比作了不宜大于4的限制；此外，当临界截面相对周长um/h0过大时，同样会引起受冲切承载力的降低。有必要指出，公式(6.5.1—2)是在美国ACI规范的取值基础上略作调整后给出的。公式(6.5.1—1)的系数η只能取η1、η2中的较小值，以确保安全。
本条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um处板的垂直截面。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。
对非矩形截面柱(异形截面柱)的临界截面周长，选取周长um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h0/2。
6.5.2 当板开有孔洞且孔洞至局部荷载或集中反力作用面积边缘的距离不大于6h0时，受冲切承载力计算中取用的计算截面周长um，应扣除局部荷载或集中反力作用面积中心至开孔外边画出两条切线之间所包含的长度(图6.5.2)。

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6.5.2 为满足设备或管道布置要求，有时要在柱边附近板上开孔。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的规定。

式中：fyv——箍筋的抗拉强度设计值，按本规范第4.2.3条的规定采用；

Asyu——与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积；

Asbu——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；

α——弯起钢筋与板底面的夹角。

注：当有条件时，可采取配置栓钉、型钢剪力架等形式的抗冲切措施。
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6.5.3、6.5.4 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。设计可同时配置箍筋和弯起钢筋，也可分别配置箍筋或弯起钢筋作为抗冲切钢筋。试验表明，配有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，本条规定了板的受冲切截面限制条件，即公式(6.5.3—1)，实际上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。本次修订参考美国ACI规范及我国的工程经验，对该限制条件作了适当放宽，将系数由02版规范规定的1.05放宽至1.2。


本条提及的其他形式的抗冲切钢筋，包括但不限于工字钢、槽钢、抗剪栓钉、扁钢U形箍等。
6.5.4 配置抗冲切钢筋的冲切破坏锥体以外的截面，尚应按本规范第6.5.1条的规定进行受冲切承载力计算，此时，um应取配置抗冲切钢筋的冲切破坏锥体以外0.5h0处的最不利周长。

6.5.5 矩形截面柱的阶形基础，在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力应符合下列规定(图6.5.5)：

式中：h0——柱与基础交接处或基础变阶处的截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值；

ps——按荷载效应基本组合计算并考虑结构重要性系数的基础底面地基反力设计值(可扣除基础自重及其上的土重)，当基础偏心受力时，可取用最大的地基反力设计值；

A——考虑冲切荷载时取用的多边形面积(图6.5.5中的阴影面积ABCDEF)；

bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长：当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；

bb——柱与基础交接处或基础变阶处的冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长，取bt＋2h0。
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6.5.5 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。对阶形基础受冲切承载力计算公式，也引进了本规范第6.5.1条的截面高度影响系数βh。在确定基础的Fl时，取用最大的地基反力值，这样做偏于安全。
6.5.6 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Fl应以等效集中反力设计值Fl，eq代替，Fl，eq可按本规范附录F的规定计算。
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6.5.6 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，对板柱节点存在不平衡弯矩时的受冲切承载力计算，借鉴了美国ACI 318规范和我国的《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92—93的有关规定，在本条中提出了考虑问题的原则，具体可按本规范附录F计算。