6.1.1 本章适用于钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件的承载能力极限状态计算;素混凝土结构构件设计应符合本规范附录D的规定。
    深受弯构件、牛腿、叠合式构件的承载力计算应符合本规范第9章的有关规定。

6.1.2 对于二维或三维非杆系结构构件,当按弹性或弹塑性分析方法得到构件的应力设计值分布后,可根据主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定配筋量,按主拉应力的分布区域确定钢筋布置,并应符合相应的构造要求;当混凝土处于受压状态时,可考虑受压钢筋和混凝土共同作用,受压钢筋配置应符合构造要求。

6.1.3 采用应力表达式进行混凝土结构构件的承载能力极限状态验算时,应符合下列规定:
    1 应根据设计状况和构件性能设计目标确定混凝土和钢筋的强度取值。
    2 钢筋应力不应大于钢筋的强度取值。
    3 混凝土应力不应大于混凝土的强度取值;多轴应力状态混凝土强度取值和验算可按本规范附录C.4的有关规定进行。

(Ⅰ)正截面承载力计算的一般规定

6.2.1 正截面承载力应按下列基本假定进行计算:
    1 截面应变保持平面。
    2 不考虑混凝土的抗拉强度。
    3 混凝土受压的应力与应变关系按下列规定取用:

    4 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。
    5 纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其值应符合下列要求:

6.2.2 在确定中和轴位置时,对双向受弯构件,其内、外弯矩作用平面应相互重合;对双向偏心受力构件,其轴向力作用点、混凝土和受压钢筋的合力点以及受拉钢筋的合力点应在同一条直线上。当不符合上述条件时,尚应考虑扭转的影响。


6.2.3 弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件,当同一主轴方向的杆端弯矩比M1/M2不大于0.9且轴压比不大于0.9时,若构件的长细比满足公式(6.2.3)的要求,可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响;否则应根据本规范第6.2.4条的规定,按截面的两个主轴方向分别考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的附加弯矩影响。

式中:M1、M2——分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M2,绝对值较小端为M1,当构件按单曲率弯曲时,M1/M2取正值,否则取负值;
           lc ——构件的计算长度,可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离;
           i ——偏心方向的截面回转半径。


6.2.4 除排架结构柱外,其他偏心受压构件考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值,应按下列公式计算:

6.2.5 偏心受压构件的正截面承载力计算时,应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。

6.2.6 受弯构件、偏心受力构件正截面承载力计算时,受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图。
    矩形应力图的受压区高度x可取截面应变保持平面的假定所确定的中和轴高度乘以系数β1。当混凝土强度等级不超过C50时,β1取为0.80,当混凝土强度等级为C80时,β1取为0.74,其间按线性内插法确定。
    矩形应力图的应力值可由混凝土轴心抗压强度设计值fc乘以系数α1确定。当混凝土强度等级不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,其间按线性内插法确定。

6.2.7 纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度ζb应按下列公式计算:
    1 钢筋混凝土构件
    有屈服点普通钢筋

    式中:ζb——相对界限受压区高度,取xb/h0
           xb——界限受压区高度;
           h0——截面有效高度:纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离;
           ES——钢筋弹性模量,按本规范表4.2.5采用;
           σp0——受拉区纵向预应力筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力筋应力,按本规范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)计算; 
           εcu——非均匀受压时的混凝土极限压应变,按本规范公式(6.2.1-5)计算;
           β1——系数,按本规范第6.2.6条的规定计算。
    注:当截面受拉区内配置有不同种类或不同预应力值的钢筋时,受弯构件的相对界限受压区高度应分别计算,并取其较小值。

6.2.8 纵向钢筋应力应按下列规定确定:
    1 纵向钢筋应力宜按下列公式计算:

6.2.9 矩形、I形、T形截面构件的正截面承载力可按本节规定计算;任意截面、圆形及环形截面构件的正截面承载力可按本规范附录E的规定计算。

(Ⅱ) 正截面受弯承载力计算

6.2.10 矩形截面或翼缘位于受拉边的倒T形截面受弯构件,其正截面受弯承载力应符合下列规定(图6.2.10):

    按上述公式计算T形、I形截面受弯构件时,混凝土受压区高度仍应符合本规范公式(6.2.10-3)和公式(6.2.10-4)的要求。

6.2.12 T形、I形及倒L形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度  可按本规范表5.2.4所列情况中的最小值取用。

6.2.13 受弯构件正截面受弯承载力计算应符合本规范公式(6.2.10-3)的要求。当由构造要求或按正常使用极限状态验算要求配置的纵向受拉钢筋截面面积大于受弯承载力要求的配筋面积时,按本规范公式(6.2.10-2)或公式(6.2.11-3)计算的混凝土受压区高度x,可仅计入受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积。

6.2.14 当计算中计入纵向普通受压钢筋时,应满足本规范公式(6.2.10-4)的条件;当不满足此条件时,正截面受弯承载力应符合下列规定:

(Ⅲ) 正截面受压承载力计算

6.2.15 钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的箍筋符合本规范第9.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图6.2.15):

    式中:fyv——间接钢筋的抗拉强度设计值,按本规范第4.2.3条的规定采用;
          Acor——构件的核心截面面积,取间接钢筋内表面范围内的混凝土截面面积;
          Ass0——螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积;
          dcor——构件的核心截面直径,取间接钢筋内表面之间的距离;
          Assl——螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积;
          s——间接钢筋沿构件轴线方向的间距;
          α——间接钢筋对混凝土约束的折减系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取1.0,当混凝土强度等级为C80时,取0.85,其间按线性内插法确定。
    注:1 按公式(6.2.16-1)算得的构件受压承载力设计值不应大于按本规范公式(6.2.15)算得的构件受压承载力设计值的1.5倍;
        2 当遇到下列任意一种情况时,不应计入间接钢筋的影响,而应按本规范第6.2.15条的规定进行计算:
          1)当l0/d>12时;
          2)当按公式(6.2.16-1)算得的受压承载力小于按本规范公式(6.2.15)算得的受压承载力时;
          3)当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向普通钢筋的全部截面面积的25%时。

6.2.17 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定(图6.2.17):

6.2.20 轴心受压和偏心受压柱的计算长度l0可按下列规定确定:
    1 刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱,其计算长度l0可按表6.2.20-1取用。

    注:1 表中H为从基础顶面算起的柱子全高;Hl为从基础顶面至装配式吊车梁底面或现浇式吊车梁顶面的柱子下部高度;Hu为从装配式吊车梁底面或从现浇式吊车梁顶面算起的柱子上部高度;
        2 表中有吊车房屋排架柱的计算长度,当计算中不考虑吊车荷载时,可按无吊车房屋柱的计算长度采用,但上柱的计算长度仍可按有吊车房屋采用;
        3 表中有吊车房屋排架柱的上柱在排架方向的计算长度,仅适用于Hu/Hl不小于0.3的情况;当Hu/Hl小于0.3时,计算长度宜采用2.5Hu
    2 一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构,各层柱的计算长度l0可按表6.2.20-2取用。

    注:表中H为底层柱从基础顶面到一层楼盖顶面的高度;对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。

6.2.21 对截面具有两个互相垂直的对称轴的钢筋混凝土双向偏心受压构件(图6.2.21),其正截面受压承载力可选用下列两种方法之一进行计算:
    1 按本规范附录E的方法计算,此时,附录E公式(E.0.1-7)和公式(E.0.1-8)中的Mx、My应分别用Neix、Neiy代替,其中,初始偏心距应按下列公式计算:

(Ⅳ)正截面受拉承载力计算

6.2.22 轴心受拉构件的正截面受拉承载力应符合下列规定:

N≤fyAs+fpyAp      (6.2.22)

    式中:N——轴向拉力设计值;
        As、Ap——纵向普通钢筋、预应力筋的全部截面面积。

6.2.23 矩形截面偏心受拉构件的正截面受拉承载力应符合下列规定:
    1 小偏心受拉构件

6.2.24 沿截面腹部均匀配置纵向普通钢筋的矩形、T形或I形截面钢筋混凝土偏心受拉构件,其正截面受拉承载力应符合本规范公式(6.2.25-1)的规定,式中正截面受弯承载力设计值Mu可按本规范公式(6.2.19-1)和公式(6.2.19-2)进行计算,但应取等号,同时应分别取N为0和以Mu代替Nei

6.2.25 对称配筋的矩形截面钢筋混凝土双向偏心受拉构件,其正截面受拉承载力应符合下列规定:

5.7.1 当混凝土的收缩、徐变以及温度变化等间接作用在结构中产生的作用效应可能危及结构的安全或正常使用时,宜进行间接作用效应的分析,并应采取相应的构造措施和施工措施。

5.7.2 混凝土结构进行间接作用效应的分析,可采用本规范第5.5节的弹塑性分析方法;也可考虑裂缝和徐变对构件刚度的影响,按弹性方法进行近似分析。

5.6.1 对不承受多次重复荷载作用的混凝土结构,当有足够的塑性变形能力时,可采用塑性极限理论的分析方法进行结构的承载力计算,同时应满足正常使用的要求。

5.6.2 整体结构的塑性极限分析计算应符合下列规定:
    1 对可预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可根据设定的结构塑性屈服机制,采用塑性极限理论进行分析;
    2 对难于预测结构破坏机制的情况,结构的极限承载力可采用静力或动力弹塑性分析方法确定;
    3 对直接承受偶然作用的结构构件或部位,应根据偶然作用的动力特征考虑其动力效应的影响。

5.6.3 承受均布荷载的周边支承的双向矩形板,可采用塑性铰线法或条带法等塑性极限分析方法进行承载能力极限状态的分析与设计。

5.5.1 重要或受力复杂的结构,宜采用弹塑性分析方法对结构整体或局部进行验算。结构的弹塑性分析宜遵循下列原则:
    1 应预先设定结构的形状、尺寸、边界条件、材料性能和配筋等;
    2 材料的性能指标宜取平均值,并宜通过试验分析确定,也可按本规范附录C的规定确定;
    3 宜考虑结构几何非线性的不利影响;
    4 分析结果用于承载力设计时,宜考虑抗力模型不定性系数对结构的抗力进行适当调整。

5.5.2 混凝土结构的弹塑性分析,可根据实际情况采用静力或动力分析方法。结构的基本构件计算模型宜按下列原则确定:
    1 梁、柱、杆等杆系构件可简化为一维单元,宜采用纤维束模型或塑性铰模型;
    2 墙、板等构件可简化为二维单元,宜采用膜单元、板单元或壳单元;
    3 复杂的混凝土结构、大体积混凝土结构、结构的节点或局部区域需作精细分析时,宜采用三维块体单元。

5.5.3 构件、截面或各种计算单元的受力-变形本构关系宜符合实际受力情况。某些变形较大的构件或节点进行局部精细分析时,宜考虑钢筋与混凝土间的粘结-滑移本构关系。
    钢筋、混凝土材料的本构关系宜通过试验分析确定,也可按本规范附录C采用。

5.4.1 混凝土连续梁和连续单向板,可采用塑性内力重分布方法进行分析。
    重力荷载作用下的框架、框架-剪力墙结构中的现浇梁以及双向板等,经弹性分析求得内力后,可对支座或节点弯矩进行适度调幅,并确定相应的跨中弯矩。

5.4.2 按考虑塑性内力重分布分析方法设计的结构和构件,应选用符合本规范第4.2.4条规定的钢筋,并应满足正常使用极限状态要求且采取有效的构造措施。
    对于直接承受动力荷载的构件,以及要求不出现裂缝或处于三a、三b类环境情况下的结构,不应采用考虑塑性内力重分布的分析方法。

5.4.3 钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅幅度不宜大于25%;弯矩调整后的梁端截面相对受压区高度不应超过0.35,且不宜小于0.10。
    钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%。
    预应力混凝土梁的弯矩调幅幅度应符合本规范第10.1.8条的规定。

5.4.4 对属于协调扭转的混凝土结构构件,受相邻构件约束的支承梁的扭矩宜考虑内力重分布的影响。
    考虑内力重分布后的支承梁,应按弯剪扭构件进行承载力计算。 
    注:当有充分依据时,也可采用其他设计方法。

5.3.1 结构的弹性分析方法可用于正常使用极限状态和承载能力极限状态作用效应的分析。

5.3.2 结构构件的刚度可按下列原则确定:
    1 混凝土的弹性模量可按本规范表4.1.5采用;
    2 截面惯性矩可按匀质的混凝土全截面计算;
    3 端部加腋的杆件,应考虑其截面变化对结构分析的影响;
    4 不同受力状态下构件的截面刚度,宜考虑混凝土开裂、徐变等因素的影响予以折减。

5.3.3 混凝土结构弹性分析宜采用结构力学或弹性力学等分析方法。体形规则的结构,可根据作用的种类和特性,采用适当的简化分析方法。

5.3.4 当结构的二阶效应可能使作用效应显著增大时,在结构分析中应考虑二阶效应的不利影响。
    混凝土结构的重力二阶效应可采用有限元分析方法计算,也可采用本规范附录B的简化方法。当采用有限元分析方法时,宜考虑混凝土构件开裂对构件刚度的影响。

5.3.5 当边界支承位移对双向板的内力及变形有较大影响时,在分析中宜考虑边界支承竖向变形及扭转等的影响。

5.2.1 混凝土结构宜按空间体系进行结构整体分析,并宜考虑结构单元的弯曲、轴向、剪切和扭转等变形对结构内力的影响。
    当进行简化分析时,应符合下列规定:
    1 体形规则的空间结构,可沿柱列或墙轴线分解为不同方向的平面结构分别进行分析,但应考虑平面结构的空间协同工作; 
    2 构件的轴向、剪切和扭转变形对结构内力分析影响不大时,可不予考虑。

5.2.2 混凝土结构的计算简图宜按下列方法确定:
    1 梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为截面几何中心的连线,墙、板等二维构件的中轴面宜取为截面中心线组成的平面或曲面;
    2 现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接;非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可近似作为铰接;
    3 梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的中心距或净距确定,并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置加以修正;
    4 梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时,在计算模型中可作为刚域处理。

5.2.3 进行结构整体分析时,对于现浇结构或装配整体式结构,可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性。当楼盖开有较大洞口或其局部会产生明显的平面内变形时,在结构分析中应考虑其影响。

5.1.1 混凝土结构应进行整体作用效应分析,必要时尚应对结构中受力状况特殊部位进行更详细的分析。

5.1.2 当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时,应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用组合。
    结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时,尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。

5.1.3 结构分析的模型应符合下列要求:
    1 结构分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、边界条件、结构材料性能指标以及构造措施等应符合实际工作状况;
    2 结构上可能的作用及其组合、初始应力和变形状况等,应符合结构的实际状况;
    3 结构分析中所采用的各种近似假定和简化,应有理论、试验依据或经工程实践验证;计算结果的精度应符合工程设计的要求。

5.1.4 结构分析应符合下列要求:
    1 满足力学平衡条件;
    2 在不同程度上符合变形协调条件,包括节点和边界的约束条件;
    3 采用合理的材料本构关系或构件单元的受力-变形关系。

5.1.5 结构分析时,应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法:
    1 弹性分析方法;
    2 塑性内力重分布分析方法;
    3 弹塑性分析方法;
    4 塑性极限分析方法;
    5 试验分析方法。

5.1.6 结构分析所采用的计算软件应经考核和验证,其技术条件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。
    应对分析结果进行判断和校核,在确认其合理、有效后方可应用于工程设计。

4.2.1 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用:
    1 纵向受力普通钢筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、HRB335、RRB400、HPB300钢筋;梁、柱和斜撑构件的纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋。
    2 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋。
    3 预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。

4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。普通钢筋的屈服强度标准值fyk、极限强度标准值fstk应按表4.2.2-1采用;预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的极限强度标准值fptk及屈服强度标准值fpyk应按表4.2.2-2采用。

    注:极限强度标准值为1960N/mm2的钢绞线作后张预应力配筋时,应有可靠的工程经验。

4.2.4 普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率δgt 不应小于表4.2.4规定的数值。

4.2.5 普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es可按表4.2.5采用。

    注:当纵向受拉钢筋采用闪光接触对焊连接时,其接头处的钢筋疲劳应力幅限值应按表中数值乘以0.8取用。

4.2.7 构件中的钢筋可采用并筋的配置形式。直径28mm及以下的钢筋并筋数量不应超过3根;直径32mm的钢筋并筋数量宜为2根;直径36mm及以上的钢筋不应采用并筋。并筋应按单根等效钢筋进行计算,等效钢筋的等效直径应按截面面积相等的原则换算确定。

4.2.8 当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。

4.2.9 当构件中采用预制的钢筋焊接网片或钢筋骨架配筋时,应符合国家现行有关标准的规定。

4.2.10 各种公称直径的普通钢筋、预应力筋的公称截面面积及理论重量应按本规范附录A采用。