RC 梁-圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法

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附录G RC 梁－圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法

G.1 节点环梁受拉环筋和箍筋的计算

G.1.1 当环梁（图G.1.1）上部环向钢筋的直径相同、水平间距相等时，环梁受拉环筋面积及箍筋单肢面积按下式计算：

1 不考虑楼板的有利作用

2

1

2sin 7sin θλθ≥

(G.1.1-1)

k

sh dp yh r 22202r

51.4{sin sin [sin()sin ]}

7M A R r

f l l αθλθλθαθ≥

-+++- (G.1.1-2)

2 考虑楼板的有利作用

12

21

2sin 7sin βθλβθ≥

(G.1.1-3)

k

sh dp yh r 22202213r

5

1.4{sin sin [sin()sin ]}

7M A R r

f l l λαθθλθαθβββ≥

-+++- (G.1.1-4)

在负弯矩作用下，β1取0.5， β2取0.65， β3取0.6；正弯矩作用下取β1=β2=β3=1.0。

3 环梁箍筋单肢面积

sv yh sh H v yv 0.7/()A f A f λγα= (G.1.1-5)

式中：λ ——剪环比，为环梁箍筋名义拉力与环梁受拉环筋名义拉力的比值， v h /F F λ=，可取0.35～

0.7，不考虑楼板的作用时取较高值，考虑楼板的作用时取较低值；

F h ——受拉环筋的名义拉力，h yh sh 0.7F f A =； f yh ——环向钢筋抗拉强度设计值； A sh ——环向钢筋的截面面积；

F v ——环梁箍筋的名义拉力，v v sv yv H F A f αγ=； f yv ——箍筋抗拉强度设计值；

H γ ——箍筋间夹角（弧度），H h /(/2)S r b γ=+；

S ——环梁中线处箍筋间距； A sv ——环梁箍筋单肢面积；

αv ——闭合箍筋计算系数，按表G.1.1取值； M k ——由实配钢筋计算得出的框架梁梁端截面弯矩； αdp ——修正系数，取αdp =1.3；

l r ——环梁受拉环筋合力作用点到受压区合力点的力臂，取l r =min{0.87h r0，h r -50mm}；

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h r ——环梁截面高度。

θ1、θ2、α0、R 、r 等参数几何含义见图G.1.1-2。

1k arcsin[/(2)]b R θ=

arcsin[r

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G.1.2 当环梁环向钢筋的强度等级与框架梁相同，环向钢筋直径相同、水平间距相等，假定

k y sk k00.87M f A h =，r r00.87l h =，环梁受拉环筋面积及箍筋单肢面积可按下式计算：

1 不考虑楼板有利作用

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sh sk 0.86A A ＝ (G.1.2-1)

sv y sk H yv v 0.36/()A f A f γα= (G.1.2-2)

2 考虑楼板有利作用

sh sk 0.7A A ＝ (G.1.2-3)

sv y sk H yv v 0.19/()

A f A f γα=

(G.1.2-4)

式中：A sk ——框架梁梁端受拉钢筋面积； f y ——环梁环向钢筋的受拉强度设计值。

【条文说明】忽略环梁、框架梁及钢管混凝土柱截面尺寸等的影响，取合适的剪环比及环筋计算系数，得到节点环梁承载力简化计算方法：由框架梁端截面的实配钢筋，即可得到环梁的配筋。节点环梁的设计步骤简要归纳如下：

1) 依构造要求初选环梁的截面尺寸及抗剪环直径。环梁截面高度宜比框架梁大30mm ，宽度不宜小于框架梁截面宽，且需满足框架梁纵筋的锚固长度。在满足钢筋间距等构造要求的情况下，环梁宽可适当减小，但不应小于2/3框架梁宽。抗剪环筋可用圆钢，也可用方钢，直径或宽度不宜小于20mm ，一般≥25mm ；并不宜少于二道，一道于环梁中部，一道于下部。

2) 环梁的环筋和箍筋可由式(G.1.2-1)、(G.1.2-2)或式(G.1.2-3)、(G.1.2-4)求得，后者考虑了楼板的有利作用。

3) 按式(G.3.1)、(G.3.2)、(G.3.3)、(G.3.4)验算节点环梁与钢管混凝土柱联结界面的受剪承载力。一般情况下为抗剪环承载面混凝土的局部承压强度所控制。

G.2 钢筋混凝土无梁楼盖－圆钢管混凝土柱节点环梁受拉环筋和箍筋的计算

G.2.1 环梁环筋面积按下式计算：

sh sk 1.15A A ＝ (G.2.1)

式中：sk A ——钢管混凝土柱范围内受拉板筋的面积。 G.2.2 环梁箍筋单肢面积按下式计算：

sv y sk H yv v 0.14/()

A f A f γα=

(G.2.2)

G.3 环梁节点与钢管混凝土柱联结面的抗剪承载力验算

G.3.1 联结面直剪承载力验算

环梁节点总剪力应满足：

()u1t 22V V D b lf π≤=+ (G.3.1)

式中：V ——为环梁节点总剪力；

λ

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D ——钢管柱的外直径；

b ——抗剪环的厚度(或抗剪环的直径d)； l ——最底部抗剪环到环梁顶部距离； f t ——混凝土抗拉强度设计值。

G.3.2 抗剪环支承面上的混凝土局部承压承载力验算

混凝土局压承载力决定的受剪承载力为：

u2c m b π(1.5 2.0)V V f D d d ≤=+ (G.3.2)

式中：d m ，d b ——分别为中部和底部抗剪环的直径或宽度；

D ——钢管混凝土柱的外径； f c ——混凝土抗压强度设计值。

【条文说明】环梁中部抗剪环处混凝土局部承压强度取，环梁底部抗剪环处取

。

G.3.3 抗剪环的焊缝强度验算

抗剪环焊缝承载力决定的受剪承载力为：

w u3w e f f V V l h f β≤=∑ (G.3.3)

式中： h e ——角焊缝的计算高度，直角角焊缝取h e =0.7h f ，h f 为焊角尺寸；

l w ——角焊缝的计算长度，对每条焊缝取实际长度减去2h f ；

w f f ——角焊缝的强度设计值；

βf ——正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，

f 1.22β=；对直接承受动力荷载的结构，f 1.0β=。

G.3.4 联结面抗冲切验算

当环梁设置中部、底部两道抗剪环时，应验算中部抗剪环对环梁的冲切作用（图G.3.4）：

m u4t m 0yv sv 0.30.8r V V f u h f A ≤=+∑

(G.3.4-1)

u m 可按下式计算：

r0

m ()2

h u D π=+

(G.3.4-2) 当

r0

2

h 大于b r 时，取r0r 2h b =；

式中: V m ——中部抗剪环分配的剪力，取0.5V ；

∑A sv ——与呈45o 冲切破坏锥斜面积相交的全部箍筋竖肢面积；

f t ，f yv ——分别为混凝土抗拉强度设计值和箍筋抗拉强度设计值。

c,v c 1.5f σ=c,v c 2.0f σ=