DBJ61/T 119-2016 高强箍筋约束混凝土结构技术规程

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标准编号:DBJ61/T 119-2016
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标准类别:建筑工业标准
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DBJ61/T 119-2016 标准规范下载简介

DBJ61/T 119-2016 高强箍筋约束混凝土结构技术规程

4.3正截面承载力计算

4.3.1圆形截面轴心受压构件可充分发挥高强箍筋的强度,按 现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定执行。 对矩形和方形截面轴心受压构件,考虑高强箍筋对混凝土 的约束作用,可采用高强箍筋约束混凝土轴心抗压强度设计值 fcc进行计算,其承载能力可能小于普通钢筋混凝土轴心受压柱 全面积计算,即按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定的管布 较大值的计管方法

4.3.1圆形截面轴心受压构件可充分发挥高强箍筋的

DBJ/T15-135-2018 广东省足球场地规划标准4.3.2高强箍筋仅在梁柱正截面承载力计算核心部分混凝

束时考虑,提高混凝土受压承载力,但混凝土保护层剥落受 面积减少,二者相抵消。为方便设计,采用按现行GB50010 有关规定计算。

4.3.3本条为主要针对高强箍筋约束混凝土墙发生弯曲破

示。两种计算方法对比后,本规程仍然采用安全度较高的《高 层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3抗弯承载力公式进行计算 亦可采用公式(11)进行验算:

图9按中国规范公式计算的抗弯承载力与试验值比较

本规范计算的抗弯承载力计算值与计

4.4.1矩形、T形和I形截面高强箍筋约束混凝土梁、柱构件 的受剪截面限制条件,以及剪力设计值的计算截面等规定与现 行规范保持一致,偏于保守。受剪承载力计算公式限制最大配 箍率为1.2%,设计者可将此限值作为混凝土截面受剪承载力的 适用条件。 4.4.2目前,构件的受剪承载力计算一般只考虑斜截面剪压破 坏的受剪承载力,然而在剪跨比小于2、钢筋直径较粗、配筋率 较高或是反复荷载作用下容易出现剪切粘结破坏。一般情况下 剪切粘结破坏承载力低于剪压破坏,如不考虑剪切粘结破坏 则会高估混凝土构件的受剪承载力,使混凝土构件受剪处于不 安全的状态。 在本规程编制过程中,包括编制组的试验共搜集各种斜截 面剪切破坏试验数据187个,按本规程给出的方法计算,混凝

土轴心抗压强度试验值f.=0.76fc,采用斜截面剪切破坏和剪 切粘结破坏两种模式分别计算并取较小值,其平均值为1.3,均 方差为0.54,变异系数为0.41,如图11所示。 由于粘结破坏和剪压破坏的界限难以划分,因此,采用斜 截面剪压破坏和剪切粘结破坏分别验算并取较小值

图11试验值与本规程计算值比较

上乘以增大系数,但欧洲规范不考虑轴向力的影响。编制组也 曾参考欧洲规范的模式,在混凝土抗剪项上乘以一个增大系数 α(α=N/f.bh≤1.3),结果表明,试验值与计算值的平均值 为1.125,结果也是令人满意,但编制组考虑到实际工程中构件 轴压比较高,特别是高层建筑在水平荷载作用下轴压力将随之 变化,为实际安全,不宜考虑轴力的有利影响。 高强箍筋约束混凝土构件受剪承载力计算时,公式中的 osf是一个重要的配箍指标。试验表明,箍筋是否能达到屈服 强度fk不仅取决于箍筋屈服强度的高低,而综合取决于配箍率 Ds和平均约束应力psf。当psv>1.2%时无论是高强箍筋还是 普通箍筋都不会屈服(日本建筑学会《铁筋二之夕一下横造 計算规·同解说》2010)。Psv的适用条件是:0.2%≤Ps≤ 1.2%,0.2%是最小配筋率。 β。是推导架模型时令混凝土斜压杆承载力与箍筋拉杆拉 力相等得到的,由公式(4.4.3-2)可以看出,当β。=1时 公式(4.4.3-1)的混凝土项为0,此时在箍筋拉杆达到设计值 时,混凝土正好压坏,这就是欧洲规范的设计方法:但是混凝 土强度一般是由构件受弯、受压所决定的,因此当箍筋达到设 计强度时,混凝土未必被压坏(β。<1),富裕的混凝土强度转 化为拱作用继续承受剪力;当β。>1时,箍筋没有达到设计强 度,而混凝土被压坏,构件出现明显的脆性破环,这是设计不 充许的,因此要调整混凝土截面尺寸或混凝土强度,必须保证 B。≤1,实际上β。是理论推导出来的截面限制条件。 4.4.4试验研究发现,混凝土构件除斜压破坏、斜拉破坏、剪 压破坏外,还存在另一种形式的剪切破环一剪切粘结破环,图

12为典型的高强箍筋约束混凝土短柱剪切粘结破坏图

不考虑式(4.4.4-3)中系数0.8的条件下,采用本规程计算 公式计算值与试验值比较,如图13所示,其计算平均值 1.156,均方差为0.143,变异系数为0.123,

图13试验值与本规程计算值比较

4.4.5框架梁、柱配置弯起钢筋的斜截面受剪承载力计算与现 行规范保持一致。 4.4.6在条文说明4.4.2中,已包含简支梁、伸臂梁的试验结 果,采用架一拱模型的计算值与试验值符合性也较好,但仅 有16个数据,试验验证数据偏少,暂按现行国家标准《混凝土 结构设计规范》GB50010执行。 4.4.7本条是采用拱-桁架模型进行分析,符合国际计算受剪 承载力发展方向。该模型假定正应力与剪应力沿截面高度分布 均匀。

5高强箍筋约束混凝土结构构件的构造规定

5.2.2此条比现行国家标准《混凝土结构设计规范》

5.2.2此条比现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 要求放宽,主要考虑到当梁纵筋采用两种直径时,较大直径钢 筋放在外侧,因此受压钢筋的约束仅考虑最外排配筋,内侧纵 可受压钢筋考虑外侧混凝土及受压钢筋的约束。在箍筋制作过 程中必须保证箍筋的最外侧形成封闭形状,箍筋的交叉重复段 必须放置在梁顶或者梁底,应避免形成三肢箍状态。

5.3.1由于高强箍筋强度较高,从约束的角度约束力满足 度的要求

5.3.5试验表明,当箍筋间

显著下降。当箍筋的间距小于40mm时,结构施工较为困难。 当计算考虑间接钢筋作用提高承载力时,截面计算参数不应考 虑钢筋保护层的作用,截面宜从束钢筋内表面算起且箍筋肢 距不应大于200mm。当矩形截面不等边时,dcor应以短边计算偏 于安全,约束应力取最小面的约束应力,体积配箍率以最小面 积配箍率的2倍计算。

5.4.1框架梁柱节点内应配置水平箍筋,其它配筋形式节点的 延性较差。

规范》GB50010要求进行缩减。箍筋间距不减或适当减少 50mm,箍筋肢距按直径比缩减。一、二级抗震等级时节点核心 区箍筋应与柱端加密箍筋相同

5.5.3西安建筑科技大学对5个高强螺旋箍筋约束高

高强箍筋约束混凝土结构构件抗震设计

6.1.1~6.1.2规定了适用范围。受扭承载力等试验表明约束 混凝土仍可提高其承载能力,但没有足够的试验数据给出定量 的计算方法,故本规程建议应符合现行国家标准的规定。 6.1.3本条规定中抗震墙底部加强层外套螺旋箍筋如图14所 示。

图14外套螺旋箍筋示意图

6.2.2矩形、T形和I形截面框架梁,其受剪要求的截面控制 条件是在静力受剪要求的基础上,考虑反复荷载作用的不利影 问确定的。在截面控制条件中还对较高强度的混凝土考虑了强 度影响系数β。。实际高强箍筋约束混凝土后对混凝土性能的改 善,可用混凝土轴心抗压强度设计值f提高为f.来表示,

6. 2. 4 ~ 6. 2. 6

极限层间位移角试验和计算结果对比

钢筋混凝土框架震害多发生于短柱的脆性破坏。采用高强 箍筋约束的钢筋混凝土短柱,塑性变形能力很容易达到弹塑性 塑性位移角计算公式,得到的计算结果与试验值比较如图15所 示。 6.2.7抗震设计时,混凝土抗压强度在大震下已发生退化,钢 筋与混凝土的粘结强度也发生退化。试验所得往复荷载作用下 的粘结强度与单次加载粘结强度之比为0.86,本规程取为0.8

6.2.7抗震设计时,混凝土抗压强度在大震下已发生

6.3.3抗震墙受剪承载力采用拱-桁架理论建立公工

设计的抗震墙,普通传统 为剪切斜裂缝脆性破坏。

注:入为剪跨比;no为试验轴压比;P、Pw分别为约束边缘构件纵筋配筋率和墙体水平分布 筋配筋率;^,为约束边缘构件配箍特征值;,为平均约束应力,,=Pwfwy;,为极限 位移鱼

筋配筋率;为约束边缘构件配箍特征值;,为平均约束应力,,=Pwwy;p为极限 位移角。 大量的试验研究表明,受压构件的位移延性随轴压比增大 而减小,控制抗震墙的设计轴压比是保证其具有必要延性的重 要措施之一。在本规程编制过程中,西安建筑科技大学共进行 厂10个高强箍筋约束混凝土抗震墙的抗震试验及1个普通强度 钢筋约束混凝土抗震墙的对比试验;高强箍筋约束混凝土抗震 谱的试验轴压比均较高,试验轴压比为0.22~0.31,对应的设 十轴压比约为0.42~0.59;采用C50的高强混凝土;截面尺寸 为100mm×1000mm,试验参数见表2。典型试件裂缝分布如图

图16典型试件破坏形态及裂缝分布图

图17抗震墙的荷载-位移滞回曲线

18高强箍筋束混凝土抗震墙骨架

图18(a)为高强箍筋约束混凝土抗震墙的骨架曲线,其变 形性能随平均束应力的增加而增加,相似于剪跨比较大的高 抗震墙

图19抗震墙抗剪承载力计算值与试验值比较

6.3.4本条考虑影响抗震墙延性的三个主要因素:轴压比、剪 跨比和平均约束应力。根据本次试验数据回归得到高强箍筋约 束混凝土抗震墙弹塑性层间位移角的表达式。图20为弹塑性层 间位移角计算值与试验值比较

6.3.4本条考虑影响抗震墙延性的三个主要因素:轴压比、

6.3.4本条考虑影响抗震墙延性的三个主要因素:轨

框架结构构件的基本抗震构造措

6.4.1采用高强箍筋的主要目的是为了约束混凝土,

6.4.1采用高强箍筋的主要目的是为了约束混凝土,在地震作 用下,特别是大变形时,利用高强箍筋不屈服的特性有效约束 混凝土,从而增加混凝土构件的变形能力,试验表明采用连续 复合箍筋、复合螺旋箍筋或连续复合螺旋箍筋可更好的约束混 凝土,因此做出了本条建议

6.4.3本条参考钢筋强度等级HRB500级热轧钢筋确定

结构构件基本上属空间构件,框架梁或多或少承担部分扭矩。 因此,规定最小值不低于非抗震的抗扭构造要求,为防止箍筋 配置过少,本条规定了箍筋沿全长的最小配箍率。最小配箍率 指标与HRB500级钢筋相同。采用高强钢筋是偏于更加安全的 最小配筋率的规定。 对于箍筋的最大间距,考虑约束受压混凝土只有当箍筋间 距小于80mm时约束效果较好,抗震等级为四级时适当放松。 高强箍筋应力较高,箍筋平均约束应力大于现行国家标准《混 凝土结构设计规范》。 本条及本规程5.3.1条关于箍筋最小直径的规定,参考欧 洲规范中的dbw≥0.4dblmaxfdl/fydw公式,箍筋的最小直径约在 0.20~0.25)d之间,d为纵筋最大直径,鉴于本规程箍筋间 距、肢距要求较小及四级抗震等级的延性要求较低,故规定箍 筋直径最小值大于纵筋最大直径的1/5。

束应力在平面方向比较均匀,有利于提高构件的延性和变形性 能。

利于提高箍筋对混凝土的约束作

6.4.7高强箍筋约束混凝柱端塑性区的延性取决干高强箍 筋对混凝土的约束效果,主要与高强箍筋的间距、配箍率、配 箍形式等影响因素有关。在现行有关标准规定的基础上,依据 国内外试验研究结果,采用密配、细直径提高高强箍筋对混凝 土的约束效果和柱端塑性铰区的延性,防止纵向钢筋压屈,保 证受剪承载力,防止混凝土的破碎、塌落,并得到经济效果 本条文提出了柱端高强箍筋加密区的构造要求。

6.4.8大量试验研究表明,受压构件的位移延性随轴压比增

当剪跨比入<2时,根据西安建筑科技大学及国外所进行的 高强箍筋约束混凝土短柱的抗震性能试验结果,当箍筋对混凝 土的平均约束应力Pf满足表4时,高强箍筋纳束混凝土短柱具 有较好的延性和耗能能力,可满足极限位移角为1/50的要求, 高强箍筋约束混凝土柱由于高强箍筋对混凝土的约束作用 提高了混凝土的轴心抗压强度,轴压比n的计算可以按照高强 箍筋约束混凝土的轴心抗压强度f进行计算。但考虑设计习惯 本规程轴压比几计算方法与现行国家标准《混凝土结构设计规 范》GB50010的规定一致,根据国内外试验结果及其对比分析, 对高强箍筋约束混凝土柱设计轴压比的上限值做适当提高,以 间接反映高强箍筋对约束混凝土轴心抗压强度的提高。同时, 为满足不同结构类型框架柱在地震作用组合下的位移延性需求 本条规定了不同结构体系中框架柱设计轴压比的上限值

表3高强箍筋约束混凝土柱抗震试验

表3高强箍筋约束混凝土柱抗震试

高强箍筋约束混凝土柱的荷载-位

图22普通强度箍筋约束混凝土柱的荷载-位移滞回曲线

4:9任性而肋加密区内配直一定数重的狮肋(用体积配狮 率衡量)是使柱具有必要的延性和塑性变形能力的另一项重要 措施。抗震等级越高,抗震性能的要求越高,混凝土强度等级 越高,需要更高的配箍率方能达到要求的延性,而箍筋强度越 高,配箍率则可相应的降低。抗震设计时,先根据抗震等级及 轴压比给出所需的柱端配箍特征值,然后计算所需的体积配箍 率。 根据西安建筑科技大学及其他国内外所进行的高强箍筋 束混凝土柱的抗震试验分析,规程表6.4.9根据高强箍筋约束

混凝土与普通配箍混凝土试件的应力应变曲线近似相等(耗能 相等)的配箍特征值对比,得出二者的比值关系,《混凝十结构 设计规范》GB50010表11.4.17为确定高强箍筋约束混凝土的 最小配箍特征值,给出了柱端箍筋加密区的高强箍筋最小配箍 特征值表6.4.9,同时还规定了箍筋加密区高强箍筋体积配筋率 的最小值。规程表6.4.9与中国工程建设协会标准《约束混凝 柱组合梁框架结构技术规程》中的最小配箍特征值相协调。 6.4.10~6.4.11参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB50010的有关规定和本规程的相关条文要求,分别给出了高 强箍筋框架节点核芯区箍筋的最大间距、最小直径、配箍特征 直、箍筋体积配筋率等的最小取值。通过高强螺旋箍筋约束混 疑土柱试验,得出平均约束应力,和平均剪应力T之间的关系 如图23所示。从图23可以看出,当0,≤6时,两者基本成线 生关系;当,>6时,剪应力基本不再增加。因此,在设计梁 柱时,考虑其延性,建议受剪承载力计算时平均约束应力取4 Q.≤6

.4.12震害表明以剪切破坏为主的短柱(入≤2)以及脆性 皮坏的结构窗间抗震墙,当采用高强箍筋约束混凝土时,平均

约束应力大于6时(图23圆点)分布钢筋未达到屈服强度,就 能有效约束混凝土并阻止剪切斜裂缝的发展,保持斜裂缝间骨 料咬合力,使受剪承载力仍能少量提高,钢筋束混凝土可以 使斜裂缝密度增大,裂缝宽度明显变小,反映到滞回曲线上即 带回环饱满,很少捏缩,明显增加耗能,提高等效粘滞阻尼系 数。

.5抗震墙的基本抗震构造措施

6.5.2通过收集抗震墙资料以及本规程抗震墙试验,得出平均 约束应力,和平均剪应力T之间的关系,如图24所示。从图24 可以看出,当≤6时,两者基本成线性关系;当>6时 剪应力基本不再增加。因此,在设计抗震墙时,考虑其延性 建议受剪承载力计算时平均约束应力取4≤,≤6

6.5.3~6.5.6抗震墙墙肢的底部在罕遇地震作用下有可能进

罕遇地震作用下发生倒塌的关键部位。 为了保证该部位的抗震延性能力和塑性耗能能力,通常采 用的抗震措施包括:(1)对一、二、三级抗震等级的抗震墙墙 肢的轴压比进行限制;(2)对一、二、三级抗震等级的抗震墙 墙肢,当底部轴压比超过一定限值后,在墙肢两侧设置约束边 缘构件,同时对纳束边缘构件中纵向钢筋的最低配置数量以及 约束边缘构件范围内箍筋的最低配置数量作出限制。 表6.5.3中的轴压比限值是一、二、三级抗震等级的抗震 谱墙肢应满足的基本要求。表6.5.4中的“最大轴压比”则是 在抗震墙墙肢底部设置约束边缘构件的必要条件。 对墙肢底部约束边缘构件中纵向钢筋最低数量作出规定 除为了保证墙肢底部的抗弯能力,还使塑性铰首先在各层洞口 连梁中形成,而使墙肢底部的塑性铰推迟形成

7.1.2由于高强钢筋种类较多海南省地方标准-DB46/T360-2015 住宅小区公共信息标志设置规范,且各种类型的高强钢筋性能差 别较大,若高强钢筋的冷弯性能较差,高强箍筋加工时若仍抱 普通强度钢筋进行加工,可能会使高强钢筋折断。因此,要 对不同种类高强钢筋,给出箍筋的加工要求。试验采用《高强 度热处理箍筋》YB/T4425-2014满足各方面要求

差,接触电焊会将高强钢材击伤,从而大幅度降低高强钢材的 性能,但目前正在研制的专门用于箍筋的《混凝土高强箍筋 即“高强度热处理钢筋”是可焊接材料。

7.2.1箍筋与主筋之间的焊接一般采用点焊点形式,

业一 十人 日干安 股未用点焊点形式,这种焊按 对母材损害较大,焊接部位的钢筋物理性能变化较大,特别是 对高强钢材更甚,因此本规程对箍筋与主筋的固定不得采用焊 接方式。

7.2.3~7.2.4连续箍筋在分段时,为保证其连续性提出的要 求。

7.2.3~7.2.4连续箍筋在分段时,为保证其连续性提出白

7.3.4普通钢筋一般不检验弯曲性能,但高强钢筋一般弯曲性 能较差,而箍筋在制作过程中弯曲性能是非常重要的,弯曲性 能达不到要求,箍筋弯折处可能会出现裂纹等不良现象。 7.3.9为了保证弯折处的质量,对高强箍筋弯折处应加强检

能达不到要求道路交通管理设施抢修及完善工程施工技术规范(试行)(深圳市交通运输委员会2016年6月),箍筋弯折处可能会出现裂纹等不良现象。 7.3.9为了保证弯折处的质量,对高强箍筋弯折处应加强检 查。

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