正截面承载力计算（GB 50010

正截面承载力计算　　（GB 50010－2002）

子程序界面

更新

本子程序被取代的主要原因是《混凝土结构设计规范》GB 50010－2010 自 2011 年 7 月 1 日起实施。

技术条件

摘要：计算矩形、圆形、环形截面的正截面受压或受拉构件的配筋。可考虑两个方向不同的计算长度。
编制依据
- 《混凝土结构设计规范》GB 50010－2002，以下简称“混凝土规范”。

轴心受压承载力验算时，无论纵向钢筋配筋率是否大于 3％，混凝土规范公式（7.3.1）中的 A 程序计算时均用 A－A_s' 代替。

计算设置与内力

□采用考虑二阶效应的弹性分析方法
- 偏心受压构件，当采用考虑二阶效应的弹性分析方法时，在按混凝土规范第 7.3 节进行正截面受压承载力计算的有关公式中，ηe_i 均应以（M/N＋e_a）代替，M、N 为按考虑二阶效应的弹性分析方法直接计算求得的弯矩设计值和相应的轴向力设计值。
□考虑地震作用组合
- 当勾选“□考虑地震作用组合”时，轴力 N、弯矩 M_x、M_y 应为有地震作用参与组合的基本组合值。
- 考虑地震作用组合的混凝土结构构件，其截面承载力将除以承载力抗震调整系数 γ_RE。
- 偏心受压柱：γ_RE＝0.8（轴压比小于 0.15 的偏心受压柱 γ_RE＝0.75）。
- 偏心受拉构件：γ_RE＝0.85。

轴向压力设计值 N、轴向拉力设计值 N
- N——相应于荷载效应基本组合时的轴向压（拉）力设计值（kN）。
- 轴向压（拉）力设计值 N 不能为 0。
弯矩 M_x
- M_x——X 向弯矩基本组合设计值（kN·m）。
- M_x 其矢量方向为 X 向，正负号按右手螺旋法则确定。即：当 M_x＞0 时，截面上侧为受拉区、下侧为受压区。
- X 向纵向钢筋上侧、下侧混凝土保护层厚度不等时，弯矩值 M_x 的正负值对计算结果有影响。
弯矩 M_y
- M_y——Y 向弯矩基本组合设计值（kN·m）。
- M_y 其矢量方向为 Y 向，正负号按右手螺旋法则确定。即：当 M_y＞0 时，截面左侧为受拉区、右侧为受压区。
- Y 向纵向钢筋左侧、右侧混凝土保护层厚度不等时，弯矩值 M_y 的正负值对计算结果有影响。

L_0x
- L_0x——对应于弯矩设计值 M_x 受压构件的计算长度（mm）。
L_0y
- L_0y——对应于弯矩设计值 M_y 受压构件的计算长度（mm）。
- 计算长度 L_0y 可输入：“L_0x”“1.5L_0x”等。

截面尺寸

截面形式
- “截面形式”可选择“矩形截面”“圆形截面”“环形截面”等。
宽度 b
- b——截面宽度（mm）。
- 当“截面形式”输入“圆形截面”时，输入框为“直径 d。当“截面形式”输入“环形截面”时，输入框为“外径 d”。
直径 d
- d——圆形截面的直径（mm）。
- 当“截面形式”输入“矩形截面”时，输入框为“宽度 b。当“截面形式”输入“环形截面”时，输入框为“外径 d”。
外径 d
- d——环形截面的外直径（mm）。
- 当“截面形式”输入“矩形截面”时，输入框为“宽度 b。当“截面形式”输入“圆形截面”时，输入框为“直径 d”。
高度 h
- h——截面高度（mm）。
- 高度 h 可输入：“b”“1.5b”等。
- 当“截面形式”输入“环形截面”时，输入框为“内径 d₁”。
内径 d₁
- d₁——环形截面的内直径（mm）。
- 当“截面形式”输入“矩形截面”时，输入框为“高度 h”。

对称配筋

□考虑双向偏心
- 当勾选“□考虑双向偏心”时，程序按混凝土规范近似公式（7.3.14-3）进行计算。纵筋面积取计算结果中给出的实配钢筋。

角部纵向钢筋直径 d_z
- d_z——角部纵向钢筋直径（mm）。
非角部纵向钢筋直径 d
- d——非角部纵向钢筋直径（mm）。
- 输入两种直径时，分别表示 X、Y 向非角部纵向钢筋直径。
受拉、受压纵向钢筋合力点至截面近边的距离 a_s、a_s'
- a_s、a_s' 按 c＋d/2 计算，式中 c 为相应侧的受拉区、受压区混凝土保护层厚度，d 为角筋 d_z、非角筋 d 二者的大值。
- 当 d_z 输入“自动”，计算 a_s、a_s' 时默认 d_z＝20；当 d 输入“自动”时，默认 d＝20。

非对称配筋

纵向受压钢筋截面面积 A_s'
- A_s'——纵向受压（或受拉较小）钢筋截面面积（mm²）。
- 当输入“自动”时
  - 当轴向力为压力时
    - 取混凝土受压区高度 x＝ξ_bh_0，计算 A_s'、A_s。
  - 当轴向力为拉力时
    - 在小偏心受拉的情况下，按混凝土规范公式（7.4.2-1）计算 A_s'；
    - 在大偏心受拉的情况下，先取混凝土受压区高度 x＝ξ_bh₀，计算 A_s'，若 A_s' 为负值，按 A_s'＝A_smin 计算 A_s。
- 当输入数值时
  - 根据指定 A_s' 的计算混凝土受压区高度 x。
  - 当 x 不小于 β₁h₀ 时，则 x 取 ξ_bh₀，重新计算 A_s'。
- 当输入纵筋根数、直径时，程序自动计算其截面面积。纵筋输入格式：依次输入纵筋根数、钢筋符号、钢筋直径。其中钢筋符号可以是以下字符之一：“”“”“φ”“Φ”“-”“ ”（空格）、“%%131”“%%129”。
纵筋受压钢筋直径 d'
- d'——纵筋受压钢筋直径（mm）。
- 当 d' 输入“自动”时，默认 d'＝20。
纵筋受拉钢筋直径 d
- d——纵向受拉钢筋直径（mm）。
- 当 d 输入“自动”时，默认 d＝20。
受拉、受压纵向钢筋合力点至截面近边的距离 a_s、a_s'
- a_s、a_s' 按 c＋d/2 计算，式中 c 为相应侧的受拉区、受压区混凝土保护层厚度，d 为相应的钢筋直径。
- 受压 A_s' 输入的是纵筋根数、直径时，计算 a_s' 时，d 取 A_s' 中输入的直径、受压 d' 二者较大值。

钢筋、混凝土

混凝土的强度等级
- 输入值为混凝土的强度等级时，当截面的长边尺寸或直径小于 300mm，程序自动将混凝土的强度设计值 f_c、f_t 乘以系数 0.8；当构件质量（如混凝土成型、截面和轴线尺寸等）确有保证时，可不受此限制，此时可将勾选项“□直接输入混凝土强度的设计值”打钩，由用户直接输入 f_c、f_t。
- 请参阅“混凝土的强度等级”。

钢筋抗拉强度设计值 f_y
- f_y——钢筋抗拉强度设计值（N/mm²）。
- 轴心受拉和小偏心受拉钢筋 f_y＞300N/mm² 时，仍按 f_y＝300N/mm² 取用。
- 对于“圆形截面”及“环形截面”偏心受拉构件，当 f_y＞300N/mm² 时，偏于安全，仅当轴向拉力作用点至截面重心的距离 e₀≤d/2－a_s 情况下取 f_y＝300N/mm²。
- 请参阅“钢筋抗拉强度设计值 f_y”。
钢筋抗压强度设计值 f_y'
- 当 f_y' 为“自动”时，取 f_y'＝f_y。
- 对称配筋时，f_y' 应等于 f_y。

X 向纵筋净保护层厚度 c_x
- c_x——X 向（截面上、下两侧）纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度（mm）。
- 输入两个值时，分别表示上、下侧纵筋的保护层厚度。
- 当 c_x 输入为“一类”“二a类”等环境类别时，程序按混凝土强度等级及所处环境类别，根据混凝土规范表 9.2.1 确定柱纵筋的混凝土保护层厚度 c。
- 当实配纵筋较大时，用户尚应注意混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径。
Y 向纵筋净保护层厚度 c_y
- c_y——Y 向（截面左、右两侧）纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度（mm）。
- 输入两个值，分别表示左、右侧纵筋的保护层厚度。
- 输入“自动”，取 c_y＝c_x。

全部纵筋最小配筋率 ρ_min
- ρ_min——全部纵筋纵向钢筋配筋最小百分率（％）。
- 输入正值时，取输入值。
- 输入“自动”时，一般情况下取 ρ_min＝0.6％；当采用 HRB400 级、RRB400 级（f_y≥360N/mm²），减小 0.1％；当混凝土强度等级为 C60 及以上时（f_cu,k≥60N/mm²），增大 0.1％。
- 当选择“◎轴向拉力”时，输入框为“拉纵筋最小配筋率 ρ_min”。
受拉纵筋最小配筋率 ρ_min
- ρ_min——一侧受拉纵向钢筋配筋最小百分率（％）。
- 当输入正值时，取输入值。
- 输入“自动”时，ρ_min 取 0.2％和 0.45f_t/f_y 中的较大值，f_y≤300N/mm²。
- 当选择“◎轴向压力”时，输入框为“全部纵筋最小配筋率 ρ_min”。