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局部承压承载力提高系数为何取2.0?
发布时间:2025-09-01 14:05:10| 浏览次数:

局部承压承载力提高系数 ( \beta_l ) 取2.0,主要基于以下技术依据和规范要求:

一、规范依据

根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)第6.6.1条,局部承压区的承载力计算需考虑混凝土局部受压时的强度提高效应,规定:
[
\beta_l = \sqrt{\frac{A_b}{A_l}}
]
其中:

  • ( A_b ):局部承压时的计算底面积(取与 ( A_l ) 中心重合、边长或直径不小于 ( \sqrt{A_l} ) 的区域);

  • ( A_l ):局部承压面积(如压型钢板波峰与混凝土的接触面积)。

简化取值‌:
当 ( A_b \geq 4A_l ) 时(常见于压型钢板波峰与混凝土接触场景),规范允许直接取 ( \beta_l = 2.0 ),以简化计算并保证安全性。

二、技术原理

  1. 应力扩散效应
    混凝土局部受压时,压力会向周边扩散,形成“承压拱”效应。实际承压面积 ( A_b ) 大于直接接触面积 ( A_l ),导致局部抗压强度显著提高。

  2. 约束增强作用
    压型钢板波峰对混凝土形成横向约束,抑制混凝土横向变形,进一步提高其抗压强度。

三、工程应用验证

  1. 试验数据支持
    多项试验表明,混凝土局部受压强度可达标准立方体抗压强度的1.5-2.5倍。规范取2.0为保守值,兼顾安全与经济性。

  2. 典型案例

    • 压型钢板组合楼板‌:波峰接触面积 ( A_l ) 通常为200-500mm²,计算底面积 ( A_b ) 可达800-2000mm²,满足 ( A_b \geq 4A_l ),故 ( \beta_l = 2.0 ) 适用。

    • 柱脚节点‌:类似原理,规范对柱脚局部承压也采用 ( \beta_l = 2.0 )。

四、注意事项

  1. 适用条件
    ( \beta_l = 2.0 ) 仅适用于 ( A_b \geq 4A_l ) 的情况。若 ( A_b < 4A_l ),需按公式 ( \beta_l = \sqrt{A_b/A_l} ) 计算(例如 ( A_b = 2A_l ) 时,( \beta_l \approx 1.41 ))。

  2. 构造要求
    为确保 ( \beta_l ) 有效,需满足:

    • 压型钢板波峰与混凝土紧密贴合,无空隙;

    • 混凝土浇筑密实,避免蜂窝麻面。

五、示例计算

假设压型钢板波峰接触面积 ( A_l = 300 , \text{mm}^2 ),计算底面积 ( A_b = 1200 , \text{mm}^2 )(满足 ( A_b = 4A_l )):
[
\beta_l = \sqrt{\frac{1200}{300}} = 2.0
]
局部承压承载力:
[
F_{l,u} = 0.75 \times 2.0 \times 14.3 \times 300 = 6435 , \text{N} \approx 6.44 , \text{kN}
]
(注:实际工程中需按单位长度或面积换算)



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