11-B.1      简介

本章继续介绍 CivilFEM 中钢筋混凝土梁抗剪和抗扭钢筋验算与设计的 流程。

 

11-B.2      根据 EHE 的抗剪 和抗扭-98

11-B.2.1           抗剪验算

1)   获取材料的 抗力性能。 这些参数取自与每个横截面关联的材料以及有效时刻的材料（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土的 特征强度。

            钢材的 屈服强度。

          混凝土的 平均抗拉强度。

             混凝土 折减系数。

             钢材 折减系数。

2)   获取 截面的几何数据。 Los截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS)。进行抗剪验算所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 规范相关的几何参数。用于规范相关抗剪计算的 几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF)。所需数据为：

                构件宽度：对于实体截面，该宽度等于总宽度；对于箱形截面，该宽度等于各腹板宽度之和（命令 的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

d                   截面的有效高度（命令 的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

             受拉纵向钢筋的配筋率；该钢筋从计算截面起锚固距离等于或大于 d（命令 的参数 RHO1 ~SECMDF):

q               斜杆混凝土受压斜压杆与构件纵轴的夹角，（命令 的参数 THETA ~SECMDF):

0.5  cot  

11-A.7 节 "抗剪和抗扭计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los 截面 配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴的夹角，（命令 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度配筋面积（命令的 AS/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可以通过以下数据指定配筋率：

             配筋肢的 总面积，（命令 AS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋 直径，（命令 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              配筋肢数，（命令 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和弯矩，可从 CivilFEM 结果文件 （.RCV）中获取。

内力            描述

                       计算 剪力

                        同时作用的计算轴力 （正值为拉力）

6)   腹板受压承载力 验算。 首先验算计算剪力（V_rd）是否小于或等于腹板斜向受压承载力 （V_u1):

 

其中：

          混凝土 抗压强度

K              轴力作用 折减系数

           截面中的有效 轴向应力（正值为拉力）

 

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜向受压 承载力对应的剪力。

CRTVU1        计算剪力（V 与_rd）和承载力 V 之比_u1

7)   腹板受拉承载力 验算。 验算计算剪力 （V_rd）是否小于或等于腹板受拉 剪力（V_u2):

               是腹板抗剪横向钢筋对抗剪承载力的贡献。

           是混凝土对抗剪承载力的贡献。

无抗剪钢筋构件

如果未定义抗剪钢筋：

其中：

, d in mm

有抗剪钢筋构件

如果已定义抗剪钢筋：

=0.9 d sin

其中 A_s/s 为抗剪钢筋的单位长度面积

在这种情况下，混凝土对抗剪承载力的贡献为：

 

其中：

 

             裂缝倾角的参考角，由下式推导得出：

    计算正应力，在截面重心处，平行于构件轴线和剪力 V_d 分别 （拉力为正）

取          

还通过以下表达式计算由剪力引起的拉力增量：

该计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VSU               剪力钢筋对抗剪承载力的贡献。

VCU               混凝土对抗剪承载力的贡献。

VU2                腹板受拉破坏时的极限剪力。

CRTVU2        计算剪力 (V_rd) 与承载力 V_u2.

Si ，则判据 CTRVU2 取值为 2¹⁰⁰.

由剪力引起的拉力增量存储在参数 INCTENS 中。

8)   抗剪判据的 计算。抗剪判据表示截面在该作用下是否有效（小于 1 时，截面满足规范要求；大于 1 时，截面无效）。此外，它还反映作用效应与截面极限承载力之间的接近程度。抗剪有效性判据定义为：

 

该值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 表示该判据中的腹板受拉导致抗剪承载力失效 (V_u2)，如上一节所述。

11-B.2.2           扭转验算

根据 EHE-98 规范对受扭构件进行验算包括以下步骤：

1)   获取 材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及活动时间段中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 特征强度

            钢材 屈服强度。

             混凝土 折减系数

g_s              钢材 折减系数

2)   获取 规范相关几何参数。 用于规范相关扭转计算的几何参数 应在 CivilFEM 数据库中定义。所需数据 如下：

               有效厚度（命令的 HE 参数 ~SECMDF).

               有效空心截面中线所包围的面积 （命令的 AE 参数 ~SECMDF).

               有效空心截面中线的周长 （命令的 UE 参数 ~SECMDF).

KEYAST 截面中扭转钢筋位置指示符， （命令的 KEYAST 参数 ~SECMDF):

= 0       如果在等效空心截面或实际空心截面壁的两侧均设置封闭箍筋（空心截面的默认值）。

= 1       如果仅沿构件外周设置箍筋（实心截面的默认值）。

q               角度 混凝土受压腹杆与构件纵轴之间的角度（命令的 THETA 参数 ~SECMDF):

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

3)   获取 截面的配筋数据。 Los截面的配筋数据 必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

横向配筋

        单位长度横向配筋面积（命令的 AST/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除了上述配筋数据外，也可以通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋 面积（命令的 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋 间距（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋钢筋 直径（命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋总面积，（命令的 ASL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF.

除上述钢筋数据外，还可以通过以下方式指定钢筋配筋率：

f               纵向钢筋直径，（命令的 PHIL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋根数，（命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

4)   获取截面上的作用内力. El 截面上的作用扭矩可从 CivilFEM 的结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

T_d                         背面截面 计算扭矩

5)   混凝土受压破坏验算。 首先验算计算扭矩 (T_d) 小于或等于混凝土受压斜压杆的极限扭矩 (T_u1)，即应满足：

其中

          混凝土 抗压强度

a              1.20    仅当箍筋沿构件外周布置时；

                 1.50    当在等效空心截面或实际空心截面壁的两侧均布置封闭箍筋时。           

计算结果针对构件的两端存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TU1                截面能够承受的最大扭矩，且不会因混凝土受压破坏。

CRTTU1        计算扭矩（T_d) 与抗力 T_u1.

6)   横向钢筋破坏验算。 截面承受扭矩 T 时横向钢筋受拉破坏的条件_d es:

其中

             构成抗扭横向钢筋的一根钢筋的截面面积。

s               抗扭横向钢筋箍筋之间的间距。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TU2                截面能够承受的最大扭矩，且不会因横向钢筋受拉破坏。

CRTTU2        计算扭矩（T_d）以及抗力 T_u2

                        如果未定义抗扭横向钢筋，则将该验算准则标记为 2¹⁰⁰.

 

7)   纵向钢筋耗尽验算。 受扭矩 T 作用的截面纵向钢筋受拉耗尽条件_d es:

其中 A_sl 为抗扭纵向钢筋的面积。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TU3                截面在纵向钢筋不发生受拉耗尽的情况下所能承受的最大扭矩。

CRTTU3        计算扭矩（T_d）与抗力 T_u3

                        如果未定义抗扭纵向钢筋，则将该验算准则标记为 2¹⁰⁰.

8)   扭转验算准则的确定。扭转验算准则表示截面作用效应值与极限抗力之间的关系：当其小于 1 时，认为截面满足要求；当其大于 1 时，认为截面不满足要求。扭转有效性准则定义为：

该值针对每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 在 该准则表明某些抗扭钢筋未定义。

11-B.2.3           剪切与扭转组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下流程进行验算：

1)    假定剪力为零时的 扭转验算。 此验算按照根据 EHE-98 对仅受扭构件进行验算时所述的相同步骤进行。

 

在 这种情况下，扭转总准则 CRT_TOT 更名为 CRTTRS。

2)    假定扭矩为零时的 剪切验算。 此验算按照根据 EHE-98 对仅受剪构件进行验算时所述的相同步骤进行。

 

在这种情况下，扭转总准则 CRT_TOT 更名为 CRTSHR。

3)   混凝土受压破坏条件验算。计算扭矩（T_d) 和计算剪力（V_rd) 应满足以下条件：

 

其中

           第1点得到的混凝土受压破坏扭矩。

           第2点得到的混凝土受压破坏剪力。

该准则的值按构件每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)   组合剪切和扭转判据的确定。 该判据综合了 纯剪切、纯扭转判据以及混凝土耗尽条件，用于判定截面是否有效。定义如下：

该判据的值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

值为 2¹⁰⁰ 在 该判据中表示由于某些配筋未定义，导致某个分母被置零。

11-B.2.4           剪切设计

根据 EHE-98 规范进行抗剪配筋设计包括以下步骤：

1)    材料抗力性能的确定。 这些参数取自与各横截面关联的材料以及活动时间，（参见命令 ~CFMP).

            混凝土特征 强度。

            钢材屈服 极限。

          混凝土平均 抗拉强度。

             混凝土 折减系数。

             钢材 折减系数。

2) 截面几何数据的确定。 Los 截面的 几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中，（命令 ~CSECDMS). 进行抗剪验算所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3) 获取规范相关几何参数。用于规范相关抗剪计算的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为：

                在等于有效高度四分之三的高度处截面的 最小宽度（命令中的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

d                   截面的有效高度， （命令中的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF).

             从验算截面起、锚固距离等于或大于 d 的受拉纵向钢筋 几何配筋率（命令中的 RHO1 参数 ~SECMDF):

q               角度混凝土压杆与构件纵轴的 夹角，（命令中的 THETA 参数 ~SECMDF):

0.5  cot  2.0

第 11-A.7 节 "抗剪和抗扭计算的前置考虑事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的 数据。

4) 获取截面配筋数据。 En在 抗剪钢筋设计中，可以指定其与构件纵轴的角度 a，构件（命令中的 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF). 如果为空或未定义，则取a=90º。其余与配筋有关的数据将被忽略。

5) 获取截面上的作用内力。 El 作用于截面上的剪力以及相应的轴力，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力              说明

                         计算剪力

                          相应计算轴力 （受拉为正）

6) 腹板受压破坏验算。 首先验算计算剪力（Vrd）是否小于或等于 腹板混凝土的斜向受压承载力（Vu1）：

其中：

f_1cd           混凝土抗压强度

K              轴力作用 折减系数

             截面有效轴向应力 （受拉为正）

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜向受压破坏 剪力。

CRTVU1        计算剪力（V之间的关系_rd）与抗力 V_u1

如果计算剪应力大于腹板混凝土因斜压破坏所产生的剪应力，则无法进行配筋设计，因此存储该配筋的参数将标记为 2¹⁰⁰.

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

7） 验算截面是否需要配置抗剪钢筋。首先验算计算剪力 V 是否_d小于无抗剪钢筋构件中混凝土提供的抗力（V_cu):

其中：

, d in mm

如果截面不需要配置抗剪钢筋，则定义以下参数：

8） 所需横向钢筋的贡献。 如果截面需要配置抗剪钢筋，则截面有效性的条件为：

 

               是腹板抗剪横向钢筋对抗剪承载力的贡献。

           是混凝土对抗剪承载力的贡献：

其中：

        裂缝倾角的参考角度，由下式推导得到：

    计算法向应力，位于截面重心处，平行于构件轴线和剪力 V_d 分别 （拉力为正）

取      

因此，钢筋应承担的作用为：

V 的值_cu y V_su 对于构件的每个端部，该值存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

9） 所需钢筋率。 获得剪切钢筋应承担的内力后，根据以下公式计算剪切钢筋：

其中 A_s/s 为所设计钢筋的单位长度面积。

所设计钢筋的单位长度面积存储在每个端部的 CivilFEM 结果文件中的以下参数内：

在此情况下，该构件将被标记为已设计（前提是该构件的两个截面均设计正确）。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

 

11-B.2.5           扭转设计

根据 EHE-98 规范进行抗扭配筋设计包括以下步骤：

1）   获取材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及激活时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 特征强度

            钢材 屈服强度。

             混凝土 折减系数

             钢材 折减系数

2)   获取 与规范相关的几何参数。 用于扭转计算且取决于各规范的几何参数，必须按照本手册第5章的规定，在构件级数据中针对每个规范分别定义。所需数据 如下：

             有效空心截面中线所围成的面积， （命令的 AE 参数 ~SECMDF).

             有效空心截面中线的周长， （命令的 UE 参数 ~SECMDF).

KEYAST 截面中扭转钢筋位置的指示符， （命令的 KEYAST 参数 ~SECMDF):

= 0       如果在等效空心截面或实际空心截面壁的两侧均设置封闭箍筋（空心截面的默认值）。

= 1       如果仅沿构件外周设置箍筋（实心截面的默认值）。

q               角度 混凝土受压斜压杆与构件纵轴之间的（命令的 THETA 参数 ~SECMDF):

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项" 详细说明了如何计算每个有效规范和截面所需的数据。

3)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的扭矩从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

                        计算 扭矩

4)   混凝土受压破坏验算。 首先验算 计算扭矩 (T_d) 小于或等于混凝土受压斜压杆的 极限扭矩 (T_u1)，即 应满足：

其中：

          混凝土抗压 强度：

a              1.20    当仅沿构件外周设置箍筋时；

                 1.50    当在等效空心截面或实际空心截面的壁两侧均设置封闭箍筋时。           

计算结果针对两端存储在 CivilFEM 结果文件的 以下参数中：

TU1                截面在不发生混凝土受压破坏的情况下所能承受的最大 扭矩。

CRTTU1        计算扭矩（T之间的关系_d）与抗扭承载力T_u1

如果计算扭矩大于混凝土受压破坏所对应的扭矩，则无法进行配筋设计，因此存储配筋数据的参数将标记为2¹⁰⁰.

              表示横向配筋

              表示纵向配筋

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

5)   所需横向配筋。 横向配筋的破坏条件为：

其中：

A_t             构成抗扭横向配筋的其中一根钢筋的截面面积。

s               抗扭横向配筋箍筋之间的间距。

因此，所需横向配筋为：

设计得到的横向配筋单位长度面积，对于构件的两个端部，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

 

6)   所需纵向配筋。 纵向配筋的破坏条件为：

其中 A_sl 是扭转纵向钢筋的面积。

因此，所需的纵向钢筋为：

完成设计的纵向钢筋面积，对于构件的两端，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

如果对构件两端的横向钢筋和纵向钢筋均完成设计，则该构件将被标记为已完成设计。

DSG_CRT         设计准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

11-B.2.6           剪切与扭转组合设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按照以下过程进行设计：

1)   假定剪力为零进行扭转设计。 此设计按照根据 EHE-98 对仅受扭构件进行设计时所述的相同步骤进行。

2)   假定扭矩为零进行剪切设计。 此设计按照根据 EHE-98 对仅受剪构件进行设计时所述的相同步骤进行。

3)   检查混凝土受压破坏条件。 计算扭矩 (Td) 和计算剪力 (Vrd) 应满足以下条件：

其中：

           第 1 步得到的混凝土受压破坏扭矩。

           第 2 步得到的混凝土受压破坏剪力。

该判据的值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)   获取抗剪和抗扭所需的配筋率。 如果满足混凝土受压破坏条件，即混凝土能够承受两种作用效应的组合作用，则将第 1 点和第 2 点计算得到的钢筋作为设计配筋，并将该单元标记为已完成设计。

如果不满足混凝土受压破坏条件，则将每种钢筋对应的参数均设为 2¹⁰⁰.

DSG_CRT         设计判据 （Ok 表示单元已完成设计，Not Ok 表示单元未完成设计）。

 

11-B.3      根据 EHE-08 的剪力和扭转

11-B.3.1           抗剪验算

1)   获取材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及活动时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土特征强度。

            钢材屈服强度。

          混凝土平均抗拉强度。

f_ct,k            混凝土特征抗拉强度（fctk_005）。

             混凝土材料分项系数。

             钢材材料分项系数。

2)   获取 截面的几何数据。 Los截面的几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中，（命令 ~CSECDMS）。进行抗剪验算所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 规范相关的几何参数。用于规范相关抗剪计算的几何参数 应在 CivilFEM 数据库中定义，（参见命令 ~SECMDF）。所需的数据为：

                构件宽度；对于实心截面，该宽度等于总宽度；对于箱形截面，该宽度等于各腹板宽度之和（命令 ~SECMDF).

d                   截面的有效高度，（命令 ~SECMDF).

             受拉纵向钢筋的配筋率；该钢筋从验算截面起锚固于等于或大于 d 的距离处，（命令 ~SECMDF):

q               角度 混凝土压杆与构件纵轴之间的夹角，（命令 ~SECMDF):

0.5 £ cotg q £ 2.0

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面的配筋数据。 Los截面的配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中，（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF)。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴之间的角度， （命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         每单位长度的钢筋面积，（命令的 AS/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可以通过以下方式指定配筋率：

             配筋各肢的总面积， （命令 AS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距， （命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距， （命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径， （命令 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              配筋肢数， （命令 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取 截面上的作用内力. El 截面上的剪力，以及与之同时作用的轴力和弯矩，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

作用            描述

                       计算剪力

                        同时作用的计算轴力 （拉力为正）

6)   腹板受压承载力耗尽验算。 首先验算计算剪力（V_rd) 是否小于或等于腹板斜压承载力（V_u1):

其中：

          混凝土 a抗压强度

K              轴力作用 影响下的折减系数

 

           混凝土中的有效 轴向应力（受压为正），考虑受压钢筋 所承担的压力。

 

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜压承载力 耗尽时的剪力。

CRTVU1        计算剪力（V 与_rd）与承载力 V_u1

7)   腹板受拉破坏验算。 验算计算剪力 (V_rd) 是否小于或等于腹板受拉剪切力 (V_u2):

               是腹板抗剪横向钢筋对抗剪承载力的贡献。

           是混凝土对抗剪承载力的贡献。

无抗剪钢筋构件

如果未定义抗剪钢筋：

其中：

, d in mm

限值为 60 MPa

有抗剪钢筋构件

如果已定义抗剪钢筋：

其中 A_s/s 是抗剪钢筋的单位长度面积

在这种情况下，混凝土对抗剪承载力的贡献为：

其中：

q_e             裂缝倾角参考角，由下式推导得到：

,    计算正应力，在截面重心处，平行于构件轴线和剪力 V_d 分别 （拉力为正）

取               à 

还通过下式计算剪力引起的拉力增量：

 

本计算阶段的结果针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VSU               抗剪箍筋对抗剪承载力的贡献。

VCU               混凝土对抗剪承载力的贡献。

VU2                腹板受拉破坏时的极限剪力。

=

CRTVU2        计算剪力 (V 与_rd) 和抗剪承载力 V_u2.

Si 将标准 CTRVU2 赋值为 2¹⁰⁰.

剪力引起的拉力增量存储在参数 INCTENS 中。

8)   获取 o剪切判据。 剪切判据表明截面在该作用下是否有效（小于 1 时，截面满足规范要求；大于 1 时，截面无效）。此外，还可反映该作用距离截面极限抗力的远近程度。剪切有效性判据定义为：

该值针对构件的每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 在 该判据中表示腹板受拉导致抗剪承载力失效（V_u2），如上一节所述。

11-B.3.2           扭转验算

根据 EHE-08 规程对扭转构件进行验算包括以下步骤：

1)   获取 材料的抗力特性。 这些特性取自与每个横截面关联的材料，并针对当前激活时刻确定（参见命令 ~CFMP).

所需数据包括：

            混凝土 特征强度

            钢材的 屈服强度。

             混凝土 折减系数

             钢材 折减系数

2)   获取 规范相关几何参数。 规范相关扭转计算所使用的 几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义。所需数据 如下：

             有效厚度，（命令 HE 的参数 ~SECMDF).

             有效空心截面中线所围成的面积 （命令 AE 的参数 ~SECMDF).

             有效空心截面中线的周长 （命令 UE 的参数 ~SECMDF).

KEYAST 截面中扭转配筋位置指示符， （命令 KEYAST 的参数 ~SECMDF):

= 0       如果在等效空心截面或实际空心截面的腹板两侧均设置封闭箍筋（空心截面的默认值）。

= 1       如果仅沿构件外周设置箍筋（实心截面的默认值）。

q               角度 混凝土受压斜压杆与构件纵轴的夹角，（命令 THETA 的参数 ~SECMDF):

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

3)   获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋数据 应包含在 CivilFEM 数据库中，（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

横向钢筋

        每单位长度的横向钢筋面积，（命令的 AST/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除了上述钢筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋面积，（命令的 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

            箍筋直径，（命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋总面积，（命令的 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF.

除了上述钢筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

              纵向钢筋直径，（命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋根数，（命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

4)   截面作用内力的获取. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM (.RCV) 结果文件中获取。

内力            说明

                        计算扭矩 背面截面

5)   混凝土受压 破坏验算。 首先验算 计算扭矩 (T_d) 小于或等于混凝土受压斜压杆的 极限扭矩 (T_u1)，即 应满足：

其中

          混凝土 抗压强度

 

K              轴向力 作用的折减系数

a              0.60    若仅沿构件外周布置箍筋；

                 0.75    若在等效空心截面或实际空心截面壁的两侧 布置封闭箍筋。           

计算结果按构件的两个端部存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TU1                截面可承受的最大 扭矩，且不会发生混凝土受压破坏。

CRTTU1        计算扭矩（T的 _d）与抗力T_u1.

6)   横向钢筋 承载力耗尽验算。 受扭矩T作用的截面，其横向钢筋受拉承载力耗尽条件_d es:

 

其中

             构成抗扭横向钢筋的其中一根钢筋的截面 面积。

s               抗扭横向箍筋之间的 间距。

计算结果存储在CivilFEM结果文件的以下参数中：

TU2                截面在横向钢筋受拉承载力不发生 耗尽时所能承受的最大 扭矩。

CRTTU2        计算扭矩（T的 _d）与抗力T_u2

                        如果未定义抗扭横向钢筋，则将该判据标记为 2¹⁰⁰.

 

7)   纵向钢筋 承载力耗尽验算。 受扭矩T作用的截面，其纵向钢筋受拉承载力耗尽条件_d es:

其中 A_sl 是扭转纵向钢筋的面积。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TU3                截面在扭转纵向钢筋受拉耗尽前能够承受的最大扭矩。

CRTTU3        计算扭矩（T_d）与抗力 T_u3

                        如果未定义扭转纵向钢筋，则该准则标记为 2¹⁰⁰.

8)   扭转准则的获取。扭转准则表示作用效应值与截面极限抗力之比：小于 1 时，截面视为满足要求；大于 1 时，截面不满足要求。扭转有效性准则定义为：

 

对于每个端部，该值存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 表示未定义某一扭转钢筋。

11-B.3.3           剪切与扭转组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下过程进行验算：

1)   在假定剪应力为零的情况下进行 扭转验算。 此验算按照根据 EHE-08 对仅受扭转构件进行验算时所述的相同步骤进行。

2)   在假定扭矩为零的情况下进行 剪切验算。 此验算按照根据 EHE-08 对仅受剪构件进行验算时所述的相同步骤进行。

3)   混凝土受压承载力极限 条件验算。 计算扭矩 (T_d)和计算剪力(V_rd) 应满足以下条件：

其中

           第1步得到的混凝土受压承载力极限 扭矩。

           第2步得到的混凝土受压承载力极限 剪力。

该判据的值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)   组合剪切和扭转 判据的获取。 该判据综合了纯剪切、纯扭转以及混凝土 承载力极限条件判据，用于确定截面是否满足要求。定义如下：

该判据的值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

值为 2¹⁰⁰ en 该判据表明，由于某些钢筋未定义，某个分母可能已被置零。

11-B.3.4           抗剪设计

根据 EHE-08 规程对抗剪钢筋进行设计包括以下步骤：

1)    获取 材料的抗力特性。 从与每个横截面关联的材料以及作用时间中获取（参见命令 ~CFMP).

            混凝土 特征强度。

            钢材 屈服极限。

          混凝土 平均抗拉强度。

             混凝土 折减系数。

             钢材 折减系数。

2) 获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 进行抗剪验算 所需的数据包括：

             混凝土截面的 总面积。

3) 获取与规范相关的几何参数。 与规范相关的抗剪计算所使用的几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF）。所需数据如下：

                在等于有效高度四分之三的高度处截面的较小宽度（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

d                   截面的有效高度（命令的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF).

             从所研究截面起、在等于或大于 d 的距离处锚固的受拉纵向钢筋的 几何配筋率（命令的 RHO1 参数 ~SECMDF):

q               角度混凝土受压斜压杆与构件纵轴之间的角度，（命令的 THETA 参数 ~SECMDF):

第 11-A.7 节 "抗剪和抗扭计算前的考虑事项" 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4) 获取截面的配筋数据。 En在进行抗剪配筋设计时，可以指定抗剪钢筋与构件纵轴之间的角度 a，即抗剪钢筋与构件纵轴之间的角度（命令的 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF）。如果该值为零或未定义，则取 a=90º。其余与钢筋有关的数据将被忽略。

5) 获取截面上的作用内力。El作用于该截面的剪力以及相应的轴力，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中 获取。

内力                    说明

                            计算 剪力

                             相应的 计算轴力（受拉为正）

6) 腹板受压承载力极限状态验算。 首先验算计算剪力（Vrd）是否小于或等于 腹板混凝土的斜向抗压强度（Vu1）：

其中：

          混凝土 抗压强度

K              轴力作用 折减系数

           混凝土中的有效 轴向应力（受压为正），其中考虑了受压钢筋所承担的 压力。

本计算阶段的结果针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜向受压 破坏时的剪力。

CRTVU1        计算剪力（V与_rd)以及抗力 V_u1

如果计算剪力大于腹板混凝土斜压破坏所产生的剪力，则无法对钢筋进行设计，因此存储该钢筋的参数将标记为 2¹⁰⁰.

在此情况下，该构件将标记为未完成设计。

7) 检查截面是否需要抗剪钢筋。首先检查计算剪力 V_d是否小于无钢筋构件中由混凝土提供的抗力 (V_cu):

 

其中：

（受压为正）

, d in mm

f_ck限值为 60 MPa

如果截面不需要抗剪钢筋，则定义以下参数：

8) 所需横向钢筋的贡献。 如果截面需要抗剪钢筋，则截面的有效性条件为：

               是腹板抗剪横向钢筋对抗剪抗力的贡献。

           是混凝土对抗剪抗力的贡献：

其中：

        裂缝倾角 参考值，由下式推导得出：

,    计算正应力，位于截面重心处，分别平行于构件轴线和剪力 V_d 分别 （拉力为正）

取      

因此，钢筋的贡献应为：

V 的值_cu y V_su 将针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

9) 所需钢筋配筋率。 获得剪切钢筋应承受的作用力后，根据下式计算该钢筋：

 

其中 A_s/s 是按设计确定的钢筋的单位长度面积。

按设计确定的钢筋单位长度面积将存储在每个端部的 CivilFEM 结果文件中的以下参数内：

在这种情况下，该构件将标记为已完成设计（前提是该构件两个截面的设计均正确）。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

 

11-B.3.5           扭转设计

根据 EHE-08 规程对抗扭钢筋进行设计包括以下步骤：

1)   获取 材料的抗力特性。 从与各横截面关联的材料中获取， 并针对作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 特征强度

            钢材 屈服极限。

             混凝土 折减系数

             钢材 折减系数

2)   获取 规范相关几何参数。 用于扭转计算且取决于各规范的几何参数， 应按照本手册第 5 章的规定，在构件级数据中针对每项规范分别定义。所需数据 如下：

             有效空心截面 中线所围成的面积，（命令的 AE 参数 ~SECMDF).

             有效空心截面 中线的周长，（命令的 UE 参数 ~SECMDF).

KEYAST 截面中扭转钢筋位置的指示量， （命令的 KEYAST 参数 ~SECMDF):

= 0       如果在等效空心截面或实际空心截面的腹板两侧均设置封闭箍筋（空心截面的默认值）。

= 1       如果仅沿构件外周设置箍筋（实心截面的默认值）。

q               角度 混凝土受压斜压杆与构件纵轴的角度，(命令的 THETA 参数 ~SECMDF):

 

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

3)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件 (.RCV)中获取。

内力              说明

T_d                           计算 扭矩

4)   验算 混凝土受压破坏。 首先验算 计算扭矩 (T_d) 小于或等于混凝土受压斜压杆的极限扭矩 (T_u1), 即应满足：

其中：

          混凝土抗压强度

 

 

K              轴向力作用下的折减系数

 

a              1.20    如果仅沿构件外周布置箍筋;

                 1.50    如果在等效空心截面或实际空心截面壁的两侧均布置封闭箍筋。           

 

计算结果针对两端存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中:

TU1                截面能够承受的最大扭矩，且不会因混凝土受压破坏而达到承载力极限。

CRTTU1        计算扭矩 (T_d) 与抗扭承载力 T_u1

如果计算扭矩大于导致混凝土受压破坏的扭矩，则无法进行钢筋设计，因此存储钢筋数据的参数将标记为 2¹⁰⁰.

             表示横向钢筋

             表示纵向钢筋

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

5)   所需横向钢筋。 横向钢筋达到承载力极限的条件为:

 

其中：

A_t             扭转横向钢筋中一根钢筋的 截面面积。

s               扭转横向箍筋之间的 间距。

因此，所需横向钢筋为：

计算得到的横向钢筋单位长度面积，对于构件的两个端部，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

6)   所需纵向钢筋。 纵向钢筋的承载力极限条件为：

其中 A_sl 是扭转纵向钢筋的面积。

因此，所需纵向钢筋为：

计算得到的纵向钢筋面积，对于构件的两个端部，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

如果对构件两个端部的横向钢筋和纵向钢筋均进行设计，则该构件将标记为已设计。

DSG_CRT         设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成 设计）。

11-B.3.6           剪切与扭转组合设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下过程进行设计：

1)   假定剪力为零，进行抗扭设计。该设计按照依据 EHE-08 对仅受扭构件进行设计时所述的相同步骤进行。

2)   假定扭矩为零，进行抗剪设计。该设计按照依据 EHE-08 对仅受剪构件进行设计时所述的相同步骤进行。

3)   验算混凝土受压承载力极限条件。设计扭矩 (Td) 和设计剪力 (Vrd) 应满足以下条件：

 

其中：

           第 1 步得到的混凝土受压破坏扭矩。

           第 2 步得到的混凝土受压破坏剪力。

该判据的值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)   计算抗剪和抗扭所需的配筋率。如果满足混凝土受压承载力极限条件，即混凝土能够承受两种作用的组合效应，则将第 1 步和第 2 步计算得到的配筋作为设计配筋，并将该构件标记为已设计。

如果不满足混凝土受压承载力极限条件，则将每种配筋对应的参数均设为 2¹⁰⁰.

DSG_CRT         设计判据（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件已完成设计）。

 

 

11-B.4      依据 BS-8110 的剪切和扭转

11-B.4.1           抗剪验算

1)   获取材料的强度特性。从与每个横截面关联的材料以及作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 抗拉强度。

              受力钢筋 屈服强度。

            混凝土抗剪 安全系数。

2)     获取截面的几何特性。 Las 截面的几何特性必须在 CivilFEM 数据库中定义 （通过命令 ~CSECDMS). 抗剪验算所需数据如下：

              混凝土横截面 总面积。

h               在所受剪力方向上的 总高度。

3)   获取 规范相关几何参数。用于规范相关抗剪计算的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                腹板宽度， （命令的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

d                   有效高度，（命令的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

           纵向钢筋面积 受拉钢筋，其 至少延伸至所考虑截面以外距离 d 处。

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los 截面钢筋数据 必须在 CivilFEM 数据库中定义，（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

a              钢筋与构件纵轴的夹角。对于本规范，始终取 a = 90º.

         单位长度内的钢筋面积，（命令的 AS/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述钢筋数据外，也可以通过以下参数指定配筋率：

             钢筋各肢的 总面积，（命令的参数 AS ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距 （命令的参数 S ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的参数 S ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径， （命令的 PHI 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋分支数， （命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

                        计算剪力。

                        相应轴力。

M                         相应弯矩。

6)   腹板受压承载力 验算。首先计算 计算剪力 (V_d) 是否小于或等于截面能够承受的最大 剪力 (V_u1)，计算公式为：

 

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜压 破坏剪力。

CRTVU1        计算剪力（V之间的关系_d）与抗力 V_u1

7)     混凝土提供的抗剪承载力计算。 首先通过下式验算混凝土的抗剪承载力（Vc）：

 

其中：

g_cs             混凝土抗剪安全系数。

           延伸至所考虑截面以外至少 d 距离的纵向受拉钢筋面积。

考虑以下限制条件：

fcu ≤ 40N/mm²

Si ， 则结果乘以

 

如果截面承受轴向力，则取：

 

其中：

h              所考虑抗剪方向上的截面高度。

M              为截面处的弯矩。

             无轴向力时混凝土的抗剪承载力。

考虑到 V_dh / M 必须始终 ≤ 1

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VC           混凝土提供的抗剪 承载力。

8)   计算 抗剪钢筋提供的抗剪承载力。 钢筋提供的 承载力 (V_s) 按下式计算：

其中：

            抗剪钢筋的单位长度 面积。

            为抗剪钢筋的 屈服强度。

 不得超过 460 N/mm²

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VS                  横向钢筋提供的 抗剪承载力

9)   截面的 总抗剪承载力。 总抗剪承载力 (V_U2) 是混凝土提供的抗剪承载力与抗剪 钢筋提供的承载力之和：

该总抗力及其与设计剪力的关系存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VU2                截面的总抗剪承载力。

CRTVU2        设计剪力 (V) 与抗力 V 之间的比值_n

Si  = 0， 则将准则 CRTVU2 赋值为 2¹⁰⁰.

10)   剪力验算准则的确定。 抗剪验算准则表明截面在所受作用下是否有效（小于 1 时截面符合规范要求，而大于 1 时截面不满足要求）。此外，它还提供所受作用接近或远离截面极限抗力的程度信息。抗剪有效性准则定义为：

对于单元的每个端部，该值存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 时，在该准则中表示腹板受拉导致抗剪承载力失效（V_u2），如上一节所述。

 

11-B.4.2           抗扭验算

根据 BS8110 对单元进行抗扭验算包括以下步骤：

1)   材料抗力特性的确定。 根据与各横截面关联的材料及活动时间确定（参见命令 ~CFMP).

所需数据为：

            混凝土强度。

              钢筋屈服强度。

2)   获取 规范相关几何参数。 用于规范相关扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义， （参见命令 ~SECMDF). 所需数据 如下：

            用于扭转验算和扭转设计的扭转模量。

             矩形箍筋的短边尺寸

             矩形箍筋的长边尺寸           

3)   获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋数据必须包含在 CivilFEM 数据库中， （参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据 如下：

横向配筋

        单位长度内的横向钢筋面积， （命令的 AST/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋面积（命令的 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

            箍筋直径，（命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋总面积，（命令的 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 也可用以下参数表示钢筋配筋率：

f_l              纵向钢筋直径 （命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量 （命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

4)   获取截面上的作用内力. La 作用于截面的剪切应力以及扭矩均 从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            说明

                        计算扭矩

5)   检查是否应考虑扭转效应。 Los仅当计算扭矩（T_d) 满足以下条件：

Con

其中：

v _t,min      最小 扭转应力

如果计算扭矩小于此值，则可忽略其影响；在验算中按零值处理。

 

6)   混凝土破坏验算。 计算扭矩（T_d) 应小于或 等于混凝土能够承受的最大扭矩（TU1），即 应满足：

If y1< 550 mm  

其中：

N/mm² 是最大允许应力。

            用于扭转验算和扭转配筋设计的 抗扭模量。

y1             矩形箍筋的 较大尺寸。

 

计算结果作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

 

TU1                混凝土截面能够承受的最大 扭矩。

CRTTU1        计算扭矩 (T 与_d) 和抗力 TU1 之间的比值

 

7)    计算钢筋能够承受的最大扭矩。 El计算扭矩 (T) 必须小于或等于扭转钢筋能够承受的最大扭矩 (TU2)，即必须满足：

 

其中：

        单位长度的横向钢筋面积

x1             矩形箍筋的 较小尺寸

y1             矩形箍筋的 较大尺寸

f_yv             扭转钢筋的 屈服强度

计算结果以以下参数的形式存储在 CivilFEM 结果文件中：

TU2                扭转钢筋能够承受的最大 计算扭矩。

CRTTU2        计算扭矩 (T_d) 与抗力 TU2 之比

8)     所需纵向钢筋的计算。 所需纵向钢筋根据横向钢筋按以下公式计算：

 

其中：

            已定义的纵向钢筋面积

   所需的纵向钢筋面积

             横向钢筋面积

x1             矩形箍筋的 较小尺寸

y1             矩形箍筋的 较大尺寸

计算结果将作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

ALT                 根据已定义的扭转横向钢筋所需的 扭转纵向钢筋面积。

CRTALT        所需扭转纵向钢筋面积与已定义扭转 纵向钢筋面积之比。

9)   扭转验算准则的 确定。 扭转验算准则表示作用效应值与截面极限承载力之 间的比值：小于 1 时认为截面有效，大于 1 时则认为截面 无效。扭转有效性准则定义如下：

对于单元的每个 端部，该值作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 结果文件中。

该准则的值为 2¹⁰⁰ 表示未定义某些 扭转钢筋。

11-B.4.3           剪力和扭矩组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下过程进行验算：

1)     将扭矩视为零时的剪力验算。 此验算采用与仅承受剪力构件验算相同的步骤进行。

 在此情况下，剪力总判据 CRT_TOT 更名为 CRTSHR。

2)     将剪力视为零时的扭矩验算。 此验算采用与仅承受扭矩构件验算相同的步骤进行，但在计算混凝土破坏时应考虑由剪力引起的扭矩。

 

 

 在此情况下，扭矩总判据 CRT_TOT 更名为 CRTTRS。

3)    剪力和扭矩组合判据的确定。 该判据包含剪力和扭矩判据：

该判据的值针对每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

 

11-B.4.4           剪力设计

1)   获取材料的强度性能。 从与每个横截面关联的材料以及有效时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 强度。

              钢筋 屈服强度。

            混凝土抗剪 安全系数。

2)    获取截面的几何特性。 Las 截面的几何特性必须在 CivilFEM 数据库中定义 （通过命令 ~CSECDMS). 抗剪验算所需的数据如下：

              混凝土横截面的 总面积。

h               所要求抗剪方向上的 总高度。

3)   获取与规范相关的 几何参数。 用于规范相关抗剪计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                腹板宽度， （命令 BW_VY 或 BW_VZ 的参数 ~SECMDF).

d                   有效高度，（命令 D_Y 或 D_Z 的参数 ~SECMDF).

           纵向钢筋面积，其受拉钢筋 至少延伸至所考虑截面以外距离 d 处。

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los截面钢筋 数据必须在 CivilFEM 数据库中定义，（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

a              钢筋与构件 纵轴的夹角。对于本规范，始终取 a = 90º.

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            描述

                        计算剪力 。

                        伴随轴力 。

M                         伴随弯矩 。

6)   腹板受压承载力极限状态验算。 首先计算设计剪力（V_d）是否小于或等于截面能够承受的最大 剪力（V_u1），计算公式为：

该计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VU1                腹板混凝土斜压破坏时的 极限剪力。

CRTVU1        设计剪力（V_d）与抗力 V_u1

如果设计剪力大于腹板混凝土斜压破坏时的剪力，则无法对钢筋进行设计，因此存储该钢筋的参数将标记为 2¹⁰⁰.

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

7)     混凝土提供的抗剪承载力 计算。 首先通过下式验算混凝土的 抗剪承载力（Vc）：

 

其中：

g_cs             混凝土抗剪 安全系数。

           延伸至所考虑截面以外至少 距离 d 的受拉纵向钢筋面积。

考虑以下 限制条件：

f_cu ≤ 40N/mm²

Si f_cu > 25 N/mm²，则结果乘以

如果截面承受轴向力，则取：

其中：

h              所考虑抗剪方向上的 截面高度。

V_c             无轴向力时混凝土的 抗剪承载力。

其中 V_dh / M 必须始终 ≤ 1

计算结果存储在 CivilFEM 结果 文件的以下参数中：

VC           截面中由混凝土提供的抗剪承载力

8)   所需横向钢筋的贡献。 如果截面需要抗剪钢筋，则截面的有效性条件为：

                 是钢筋的贡献。

                   是混凝土的贡献：

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VS                  由横向钢筋提供的 抗剪承载力

9)   所需钢筋用量。 得到抗剪钢筋应承受的内力后，按以下公式计算钢筋：

其中：

            抗剪钢筋的 单位长度面积。

            是抗剪钢筋的 屈服强度。

设计钢筋的单位长度面积存储在每个端部的 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

在这种情况下， 元素将被标记为已完成设计（前提是该元素两个截面的设计均正确）。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示元素已完成设计，Not Ok 表示元素未完成设计）。

11-B.4.5           抗扭设计

根据 BS8110 对构件进行抗扭验算包括以下步骤：

1)   获取材料的抗力特性。 根据与各横截面关联的材料和作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据包括：

            混凝土强度。

              钢筋屈服强度。

2)   获取规范相关的几何参数。 用于规范相关抗扭计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义， （参见命令 ~SECMDF). 所需数据包括：

            用于抗扭验算和设计的抗扭模量。

             矩形箍筋的较小尺寸

             矩形箍筋的较大尺寸           

3)   截面作用内力的 获取. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            说明

                        计算扭矩。

4)   检查是否应考虑扭转效应。 Los 扭转效应仅在计算扭矩（T_d) 满足以下条件：

 

Con

其中：

     最小扭转 应力。

如果计算扭矩小于 该值，则可忽略其影响；在进行设计时，将其取为零。

5)   混凝土破坏验算。 计算扭矩（T_d) 应小于或 等于混凝土能够承受的最大扭矩（TU1），即应满足：

Si y1< 550 mm           

其中：

N/mm² 是最大允许应力。

            用于扭转验算和扭转配筋设计的扭转模量。

y1             矩形箍筋的 较大尺寸

 

计算结果以以下参数形式存储在 CivilFEM 结果文件中：

 

TU1                混凝土截面能够承受的 最大扭矩。

CRTTU1        计算扭矩（T_d) 与抗力 TU1 之比

如果计算扭矩 大于导致混凝土受压破坏的扭矩，则无法进行钢筋设计，因此存储钢筋相关数据的参数 将标记为 2¹⁰⁰.

 表示横向钢筋

 表示纵向钢筋

在这种情况下，该构件将 标记为未完成设计。

6)    所需横向 钢筋。 横向钢筋的 承载力极限条件为：

 

其中：

         单位长度的横向钢筋面积

x1             矩形箍筋的 较小尺寸。

y1             矩形箍筋的 较大尺寸。           

              抗扭钢筋的屈服强度

因此，所需横向 钢筋为：

设计横向钢筋的单位长度面积，对于构件的两个端部，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

7)     所需纵向钢筋的计算。 所需纵向钢筋根据横向钢筋按以下公式计算：

 

其中：

   所需纵向钢筋面积。

        横向钢筋单位长度面积。

x1             矩形箍筋的 较小尺寸。

y1             矩形箍筋的 较大尺寸。           

结果作为以下参数存储在 CivilFEM 的 结果文件中：

ASLT              扭转纵向 钢筋面积。

DSG_CRT         设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成 设计）。

11-B.4.6           剪切和扭转组合设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下 过程进行设计：

1)     在扭转作用为零的情况下进行 剪切设计。 此设计将 按照仅承受剪力构件的相同设计流程进行。

2)     在剪力作用为零的情况下进行 扭转设计。 此设计将 按照仅承受扭矩构件的相同设计流程进行，但在计算混凝土 破坏时需考虑由剪力引起的应力。

3)      

其中：

            最大组合剪应力（剪力加 扭矩）。

            用于抗扭验算和抗扭设计的扭转模量。

DSG_CRT         设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成 设计）。

11-B.5      根据 AS3600 进行剪切和扭转验算

此 标准内部采用毫米、牛顿和兆帕。因此，如果用户选择其他单位制， 将进行必要的单位换算，以便使用 AS3600 的计算公式；完成验算或设计后， 再换算回用户所选单位，以给出相应结果。数值 f 将取为 0.7，用于剪切和扭转。

11-B.5.1           剪切验算

1)   获取 材料的抗力特性。 这些参数取自与各横截面关联的材料以及活动时间（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

             混凝土 强度。

            钢筋的 屈服强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~CSECDMS). 剪切验算所需的 数据如下：

            混凝土截面的 面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。 用于按规范进行剪切计算的 几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义（命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                腹板宽度或 圆形截面的直径（命令 ~SECMDF).

                 从受压边缘纤维到按 Y 方向布置的纵向受拉钢筋形心的 距离（对于圆形截面，该距离不得小于从受压边缘纤维到构件 另一半中受拉钢筋形心的距离；命令 ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面的配筋数据。 Los 截面的 配筋数据应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

a              钢筋与构件纵轴的夹角，（命令中的 ALPHA 参数命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 配筋面积，（命令中的 ASS 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下数据指定配筋率：

            钢筋各肢的 总面积，（命令中的 AS 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋 间距，（命令中的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋 间距，（命令中的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋 直径，（命令中的 PHI 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋的 肢数，（命令中的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   截面作用内力的 获取。作用于截面的剪力以及相应的轴力均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

应力            描述

                        计算 剪力

                        伴随计算 轴力

6)   腹板受压屈服验算。 首先验算计算剪力（V^*) 不超过腹板抗压承载力：

计算此阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VUMAX         腹板受压破坏剪力。

CRTVUMAX 腹板受压破坏准则

 

7)   混凝土提供的 抗剪承载力计算。混凝土的抗剪承载力按下式计算：

其中

   受拉截面

受压截面

 

            受拉弯曲钢筋 面积。

A_g             截面 毛面积

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

BETA1           用于计算截面抗剪承载力的 分项系数。

BETA2           用于计算截面抗剪承载力的 分项系数。

VUC               截面中由混凝土提供的 抗剪承载力

 

8)   计算 由抗剪钢筋提供的抗剪承载力。 钢筋提供的 承载力 (V_us) 通过下式计算：

其中：

               抗剪横向钢筋的 面积。

           钢筋的 屈服强度。

s               剪切箍筋之间的距离。

a_v             箍筋与纵向轴线 X 的夹角。

q_v              剪切受力时压杆的夹角。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VUS               横向钢筋提供的 抗剪承载力

 

9)   截面的名义抗剪承载力。 La 截面名义抗剪承载力 (V_u) 是 混凝土提供的抗剪承载力与抗剪钢筋提供的抗剪承载力之和：

该名义抗剪承载力及其与计算剪力的比值存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VU                  截面的名义 抗剪承载力。

 

10)      抗剪验算准则的 确定。 所需轴力 V* 必须小于 fVu，其中 Vu=Vuc+Vus

f               截面承载力折减系数（抗剪时取值为 0.7）。

因此，可能的抗剪有效性判据为：

CRTVU          计算剪力 (V*) 与抗力 V 之比_u

如果混凝土提供的抗力为零，且截面 V 中未定义抗剪钢筋 _u=0，因此将该准则赋值为 2¹⁰⁰.

CRTVUMAX 计算剪力 (V*) 与抗力之比 fV_u

CRT_TOT      是 CRTVU、 CRTVUMAX 中的最大值。

对于构件的每个端部，该值均存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

如果混凝土提供的抗力为零，且截面 V 中未定义抗剪钢筋 _u = 0，因此将向该判据赋值2¹⁰⁰.

11-B.5.2           扭转验算

根据 AS3600 对构件进行扭转验算包括以下步骤：

1)   获取材料的抗力特性。 从与每个横截面关联的材料以及活动时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据为：

              混凝土抗力。

            钢筋屈服强度。

2)   获取规范相关几何参数。用于规范相关扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                腹板宽度或圆形截面直径（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

             从受压边缘纤维到按 Y 方向布置的纵向受拉钢筋形心的距离（对于圆形截面，该距离不得小于从受压边缘纤维到构件另一半截面中受拉钢筋形心的距离；命令中的参数 DO_Y 或 DO_Z ~SECMDF).

11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项 "详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

3)   获取截面配筋数据。 Los 截面配筋数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF)。所需数据如下：

横向钢筋

Ast/s        单位长度的横向钢筋面积， （命令的ASTS参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述钢筋数据外，也可通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋面积（命令中的参数 AST ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距（命令中的参数 ST ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

            箍筋直径，（命令的 PHIT 参数 命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋总面积，（命令的 ASL 参数 命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 也可以通过以下方式指定钢筋配筋率，以替代上述钢筋数据：

            纵向钢筋直径，（命令的 PHIL 参数 命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量 （命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

4)   获取截面上的作用内力. El 作用于截面上的 扭矩从 CivilFEM 结果文件中获取。

内力            说明

T*                         计算 扭矩

5)   扭转效应限值验算。 扭转效应将受到腹板压溃的限制：

其中

f               抗力应力安全 系数。

J_T                  扭转 模量。

 

6)   抗扭配筋需求验算。 在以下情况下无需配筋：

            i)         

ii)        

iii) 总高度不超过 {250 mm ; 0.5*ancho del alma}中的最大值，且：

其中

f               抗力应力安全 系数。

J_t              扭转模量。

如果不满足条件 i)、ii) 或 iii)，则必须在横向和纵向均设置抗扭配筋。

7)   横向配筋计算。 应满足以下条件：

其中，

             由用户在 30º 和 45º 之间定义

           钢筋屈服强度

          扭转箍筋面积

                 包围钢筋的 多边形面积

s               剪切箍筋 之间的距离

8)   纵向钢筋计算。必须满足以下条件：

其中

                纵向钢筋 面积

          扭转箍筋面积

             A 的周长_t

q_t              扭转压杆的 角度

s               扭转箍筋间距

 

9)   扭转判据的确定。 计算结果存储在CivilFEM结果文件的以下 参数中：

 

TUMAX          混凝土腹板的 极限破坏扭矩

CRTTUMAX  计算扭矩 (T*) 与 承载力之间的比值  

TUC                无扭转钢筋时的 抗扭承载力

TUS                有扭转钢筋时的 抗扭承载力

CRTTUC       计算扭矩 (T*) 与 承载力之间的比值 fT_uc

 仅受扭时

CRTTUS        计算扭矩 (T*) 与 承载力之间的比值 fT_us

 仅受扭时

ATL                 纵向钢筋 面积

CRTATL        计算纵向钢筋面积与截面纵向钢筋面积之比。

CRT_TOT      总体判定标准。 按以下顺序检查各项判定标准：

- Si CRTTUC £ 0.5，则 CRT_TOT= max{ CRTWCRUS， CRTTUC}

-   Si CRTTUC £ 1且总高度 不超过{250 mm；0.5*腹板宽度}中的最大值，则 CRT_TOT= max{ CRTWCRUS， CRTTUC}

- 最后，CRT_TOT= max{ CRTWCRUS， CRTTUS ， CRTATL}

 

对于构件的每个端部，该值均存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

如果混凝土提供的抗力为零，且截面中未定义抗扭钢筋， 则将判定标准赋值为 2¹⁰⁰.

11-B.5.3           剪力和扭矩组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下流程进行验算：

1)    腹板受压破坏验算。 组合剪力和扭矩效应将受到腹板压碎的限制：

2)    同时承受扭矩时的 剪力验算。 此验算按照 AS3600 中仅承受剪力构件验算所述的相同步骤 进行。

计算结果与剪力验算相应章节中的结果相同。

3)    承受剪力时的 扭矩验算。 此验算按照 AS3600 中仅承受扭矩构件验算所述的相同步骤 进行。

计算结果与扭转验算相应章节中的结果相同。

4)    获取剪切和扭转组合准则。 计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

 

CRTWCRUS     腹板压溃准则

CRTTUC            计算扭矩（T*）与抗扭承载力 T 之比_uc

 如果两者

CRTTUS            计算扭矩（T*）与抗扭承载力 T 之比_us

 如果两者

总准则按以下方式计算：

CRT_TOT           总准则。按以下顺序验算以下准则：

- Si CRTTUC £ 0.5，则 CRT_TOT= max {CRTWCRUS， CRTTUC}

-   Si CRTTUC £ 1且总高度 不超过{250 mm；0.5*腹板宽度}中的最大值，则 CRT_TOT= max {CRTWCRUS， CRTTUC}

- 最后，CRT_TOT= max {CRTWCRUS， CRTTUS， CRTATL}

该准则的值分别存储在 CivilFEM 结果文件中每个端部的 CRT_TOT 参数内。

数值为 2¹⁰⁰ 在此准则中表示：

·         混凝土的抗剪承载力为零，且未定义抗剪钢筋

·         混凝土的抗扭承载力为零，且未定义抗扭横向钢筋

·         未定义抗扭纵向钢筋

 

11-B.5.4           抗剪设计

根据 AS3600 进行抗剪钢筋设计包括以下步骤：

1)   获取 材料的承载性能。 从与各横截面关联的材料以及激活时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

              混凝土 强度。

             钢筋 屈服强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~CSECDMS)。抗剪验算所需的数据如下：

混凝土截面 面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。 用于根据各规范进行抗剪计算的几何 参数必须在 CivilFEM 数据库中定义，（命令 ~SECMDF). 所需数据 如下：

                腹板宽度或 圆形截面直径，（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

                 从受压极纤维到按 Y 方向布置的纵向受拉钢筋 形心的距离（对于圆形截面，该距离不应小于从受压极纤维到构件 另一半截面中受拉钢筋形心的距离，（命令的 DO_Y 或 DO_Z 参数 ~SECMDF).

11-A.7 节 "抗剪和抗扭计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的 数据。

4)   获取 截面配筋数据。 En 在 抗剪配筋设计中，可以指定其与构件纵轴之间的角度 a其与构件纵轴之间的角度。该角度应存储在每个 单元相应的配筋数据中，即命令的 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF. 如果该值为零或未 定义，则取 a=90º。其余 与钢筋有关的数据将被忽略。

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力以及相应的轴力 从 CivilFEM 结果文件中获取。

应力            描述

V*                        计算 剪力

N*                        伴随的 计算轴力

 

6)   腹板受压 破坏验算。 首先验算 计算剪力（V^*）不超过腹板的受压承载力：

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VUMAX         腹板受压破坏剪力。

CRTVUMAX 腹板受压 破坏准则

 

7)   混凝土提供的 抗剪承载力计算。 混凝土的 抗剪承载力按下式计算：

 

其中

   受拉截面

受压截面

 

                         受拉弯曲钢筋 面积。

A_g                    截面 毛面积

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VUC               截面中混凝土提供的 抗剪承载力

BETA1           用于计算截面抗剪承载力的 分项系数。

BETA2           用于计算截面抗剪承载力的 分项系数。

8)   所需 配筋率。 计算抗剪钢筋所需承受的 内力：

.

因此，配筋率为：

其中，

           抗剪横向钢筋的 面积。

s               为按纵轴测量的 箍筋间距。

           为抗剪钢筋的 屈服强度。

             为箍筋与纵轴的 夹角，即命令中的 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF.

q _v             剪切压杆的角度。

           仅由抗剪钢筋提供的 极限承载力。

 

计算 结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

 

ASSH               已设计钢筋的 单位长度面积

VUS                  仅由抗剪钢筋提供的 极限承载力。

DSG_CRT       设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成 设计）。

DSG_CRT=DSG_CRT

 

11-B.5.5           扭转设计

根据 AS3600 进行扭转钢筋设计 包括以下步骤：

1)   获取 材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及有效时间获取 （参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

              混凝土 强度。

             钢筋的 屈服强度。

2)   获取取决于规范的几何参数。 用于扭转计算且取决于各规范的几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义，（命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                腹板宽度或圆形截面直径（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

             从受压极纤维到按 Y 方向布置的纵向受拉钢筋形心的距离（对于圆形截面，该距离不得小于从受压极纤维到构件另一半部分受拉钢筋形心的距离（命令中的参数 DO_Y 或 DO_Z ~SECMDF).

          扭转箍筋的面积，（参数 A_sw，命令中的 ~SECMDF).

            纵向钢筋的面积，（参数 A_tl，命令中的 ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项" 详细说明了如何计算各规范和有效截面所需的数据。

3)   获取截面上的作用内力. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM (.RCV) 结果文件中获取。

内力            说明

T*                         计算扭矩

4)   扭转效应限值 验算。

      仅当计算扭矩 (T*) 满足以下条件时，才考虑扭转效应：

其中

f               抗力内力 安全系数。

J_T                  扭转 模量。

如果计算扭矩小于该值，则可忽略其效应，并且在 设计计算中取其为零。

 

5)    扭转配筋需求 验算。 以下情况 无需配置扭转钢筋：

            i)         

ii)        

iii) 总高度不超过 {250 mm ; 0.5*腹板宽度}的最大值，并且：

其中

f               抗力应力 安全系数。

J_t              扭转模量

如果不满足 i)、ii)或iii)条件，则必须在横向和纵向均配置抗扭钢筋。

 

6)   所需横向 钢筋。 按以下公式计算：

其中

             包围钢筋的 多边形面积。

             扭转受压斜压杆的 角度。

计算得到的横向钢筋单位长度面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

7)   所需纵向 钢筋。 纵向钢筋面积由以下 表达式给出：

其中

          抗扭箍筋面积

             A的周长_t

             扭转受压斜杆的角度

s               扭转箍筋之间的距离

设计的纵向钢筋面积存储在 CivilFEM 结果文件的 参数中：

如果对构件的两个截面均进行了横向钢筋和纵向钢筋的设计，则该构件将标记为已设计。

DSG_CRT         设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件已完成设计）。

11-B.5.6           剪切与扭转组合设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下流程进行设计：

1)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            描述

T*                         计算扭矩

V*                        计算剪力

2)   检查 是否应考虑扭转效应。 Los 仅当计算扭矩 (T*) 满足以下条件时，才考虑 扭转效应：

如果计算扭矩小于该值，则其作用可忽略；在设计计算中取为零。

3)    扭转配筋需求的验算。 以下情况无需 配筋：

            i)         

ii)        

iii) 总高度不超过{250 mm; 0.5 腹板宽度}的最大值，并且：

其中

f               抗力效应的安全系数。

 

J_t              扭转模量。

V_uc           无配筋极限承载力。

如果不满足条件 i)、ii)或iii)，则必须配置横向和纵向扭转钢筋。 如果不满足上述关系式，则无法对扭转钢筋进行设计，因此存储这些钢筋的参数将标记 为2¹⁰⁰.

 对于横向配筋

 对于纵向配筋

4)   所需横向配筋。 将通过以下公式计算：

其中，

 

 

A_t             包围钢筋的多边形面积。

             扭转受压斜压杆的角度。

设计横向钢筋的单位长度面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

5)   所需纵向钢筋。 纵向钢筋面积由以下表达式给出：

其中

          扭转箍筋面积

             A 的周长_t

             扭转受压斜压杆的角度

s               扭转箍筋间距

设计纵向钢筋面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

如果对构件的两个截面分别进行横向和纵向钢筋设计，则该构件将标记为已设计。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

 

11-B.6      根据 GB50010-2002 进行剪切和扭转验算

11-B.6.1           剪切验算

按照 GB50010-2002 进行剪切验算时，遵循以下步骤：

1)   获取材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及作用时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

         混凝土抗压强度标准值。

         混凝土抗拉强度标准值。

        剪切钢筋用钢材抗拉强度标准值。

2)   获取截面的几何数据。 Los 截面的几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 进行抗剪验算所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。用于与规范相关的抗剪计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为：

b                   在等于有效高度四分之三的高度处，截面的较小 宽度（命令的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

                 截面的有效高度（命令的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

                腹板的有效高度（命令的参数 HW_VY ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面的配筋数据。 Los 截面的 配筋数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴的夹角（命令的 参数 ALPHA ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         每单位长度的配筋面积，（命令的 AS/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可通过以下参数指定配筋率：

             配筋各肢的 总面积（命令的参数 AS ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距 （命令的参数 S ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的参数 S ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径 （命令的 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋分支数 （命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件 （.RCV）中获取。

内力            说明

V                          计算剪力

N                          相应的计算轴力

 

11-B.6.2           无地震作用下的抗剪验算

 

1)    验算截面尺寸是否满足 要求：首先验算计算剪力 （V）是否小于或等于截面可能具有的最大 承载力（V_Rd1):

If

If

其中 b_c 是取决于混凝土强度的系数：

·         对于 C50 混凝土（f_c= 23.1 N/mm²) 或更小，b_c =1. 0;

·         对于 C80 混凝土（f_c= 35.9 N/mm²), b_c =0.8,

·         对于 C55-75 混凝土，进行线性 插值以b_c 根据以下数值 fc.

对于每个 端部，结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件：

 

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              计算剪力 V 与承载力 V 之比_Rd1.

 

2)    检查截面是否需要抗剪钢筋

如果截面中未 定义抗剪钢筋，则检查计算剪力 V 是否小于无钢筋混凝土所能承受的最大 计算剪力（V_Rd2):

其中

 

 是截面的一个 系数，

·         Si h₀ < 800 mm 时，取 h₀ =800 mm;

·         Si h₀ > 2000 mm，假定 h₀ = 2000 mm.

 

如果已定义配筋， 不存在轴力（N=0），且单独梁由集中荷载产生的剪力小于 75%，

如果 N 为压应力（ N < 0）

如果 N 为拉应力（ N > 0）

在 CivilFEM 中可以获得以下结果：

VRD2                    截面能够承受的最大计算剪力，且不会使混凝土压杆产生裂缝。

CRVRD2              计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

 

对于承受轴向拉力且 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

3)    对需要配置抗剪钢筋的构件进行验算。 配置钢筋的截面抗剪承载力（V_Rd3) 的计算方法取决于是否存在集中荷载。

验算以下条件：

其中           

 

V_s                     为钢材提供的抗力。

         当由集中荷载产生的剪应力小于 75% 时

         在由集中荷载产生的剪应力小于 75% 或存在轴力时的 独立梁中。

A_{s v}                  为剪力钢筋面积。

s                      为剪力箍筋间距，沿纵轴测量。

f_yv                           Es 为剪力钢筋的拉应力。

 

所得结果针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

 

V_s                                    钢筋的 抗剪承载力。

 

VRD3                    计算抗剪 承载力。

CRVRD3              剪切承载力 V 与 剪切承载力 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

4)    剪切验算准则 的计算。 抗剪验算准则表示截面在该作用下是否满足要求（小于 1 时，截面满足规范要求；大于 1 时，截面不满足要求）。此外， 该准则还反映作用效应与截面极限承载力之间的接近程度。抗剪验算准则定义为：

该值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

值为 2¹⁰⁰ 在 此判据下，表示取消腹板受拉抗剪承载力 （V_rd2），如前一点所述。

11-B.6.3           地震作用下的抗剪验算

按照 GB50010-2002 和 GB50011-2001 标准对构件进行抗剪验算时，遵循以下步骤：

 

 

1)    地震作用系数的调整 以及验算检查。抗剪验算的方法 不同于常规计算公式：

V 剪力

抗剪承载力

γ_RE 地震作用系数

     如果不考虑 水平地震作用，γ_RE=1。 否则，该值取自下表：

Pieza	状态	γRE
Viga	弯曲	0.75
Columna	偏心 受压和	0.75
	偏心受压 和	0.80
Muro	偏心受压	0.85
Otro	剪力 偏心受拉	0.85

 

2)    检查 截面尺寸是否符合由地震作用产生的荷载要求。 首先检查计算剪力 (V) 是否小于或等于截面可能的最大抗力 (V_Rd1) 在地震荷载作用下：

对于梁：

对于柱：

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              剪应力 V 与抗力 V 之比_Rd1.

 

3)    检查截面在地震作用产生的荷载下是否需要配置抗剪钢筋

如果构件是梁，不存在轴力（N=0），且集中荷载产生的剪力小于 75%，

如果构件为独立梁，且集中荷载产生的剪应力大于 75%，

如果构件为柱，且 N 为压应力 ( N < 0)

如果 N 为拉应力 ( N > 0)

 

 以下参数由 CivilFEM 计算：

VRD2             截面在混凝土受压斜压杆不开裂的情况下 所能承受的最大计算剪力。

CRVRD2       计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

4)    对在地震作用产生的荷载下需要配置抗剪钢筋的构件进行验算。 配置钢筋的截面抗剪承载力 (V_Rd3) 根据是否存在集中荷载，采用不同方法计算。

验算以下 条件：

其中           

V_s                     表示 钢筋提供的抗剪承载力。

      当集中荷载产生的 剪力小于 75% 时

        对于独立梁，当集中荷载产生的剪力小于 75% 或存在轴力时。

A_{s v}                  表示 抗剪钢筋面积。

s                      表示 沿纵轴测量的抗剪箍筋间距。

f_yv                           表示 抗剪钢筋的拉力。

 

所得结果针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

 

V_s                                    钢筋 抗剪承载力。

 

VRD3                    计算 抗剪承载力。

 

CRVRD3              抗剪承载力 V 与 抗剪承载力 V 的比值_Rd3.

Si V_Rd3=0，CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

5)    抗剪判据 的确定。 抗剪判据表示截面在该作用下是否有效（小于 1 时截面满足 规范要求，而大于 1 时截面无效）。此外，还可反映作用效应距离截面 极限承载力的远近。抗剪有效性判据定义 为：

该值针对单元的每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 在 该判据中表示腹板受拉导致抗剪承载力 (V_rd2)，如上一节所述。

11-B.6.4           抗扭验查

根据 GB50010-2002 规范进行抗扭验算 的步骤如下：

 

1)   确定材料的承载性能。这些参数取自与每个横截面关联的材料以及活动时间（参见命令 ~CFMP).

所需数据为：

              混凝土抗压强度。

              混凝土抗拉强度。

              钢筋屈服强度。

2)   几何参数的获取。用于扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为：

             横截面总面积。

                 箱形截面厚度（TWY）。

 

3)   与规范相关的几何参数的获取。用于规范相关扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为：

b                   截面在有效高度处的最小宽度（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数~SECMDF），或圆形截面的内径。

                 截面高度（命令的 D_Y 或 D_Z 参数~SECMDF），圆形截面的外径。

            腹板高度（命令的 HW_VY 参数~SECMDF).

                扭矩的塑性抗力

             中心区域

             中心周长

              T形和双T形截面分支 1 的扭矩塑性抗力。

           T形和双T形截面分支 1 的中心区域。

           T形和双T形截面分支 1 的中心周长。

              T形和双T形截面分支 2 的扭矩塑性抗力。

          T形和双T形截面分支 1 的中心区域。

          T形和双T形截面的第1支的中心周长。

11-A.7节 "剪切和扭转计算前的注意事项 "详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取截面配筋数据. Los截面配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF)。所需数据如下：

横向配筋

        单位长度横向配筋面积， （命令的 ASTS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

也可以不采用上述配筋数据，而通过以下参数指定配筋率：

            扭转箍筋面积，（命令的 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋钢筋直径，（命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋总面积（命令 ASL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 除了上述钢筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

             纵向钢筋直径（命令 PHIL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量（命令 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

6)    获取截面上的作用内力. 作用于截面上的扭矩从 CivilFEM 结果文件中获取。

 

内力            说明

T                          计算扭矩

N                          轴向内力

6)    扭转效应限值验算。

           

si 则

si 因此

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应单元的两个端部：

 

TRD1             扭矩的最大抗力

CRTRD1       计算扭矩 T 与其抗力 T 之比_Rd1.

7)     无配筋时可承受的最大扭矩计算。

 

其中

对于矩形和圆形截面

N（< 0）轴向压应力，若 ，取 ..

对于箱形截面（不能承受轴向力），

        与箱形截面壁厚相关的系数。

,  si ，取，

对于 T 形和双 T 形截面，将其划分为矩形截面，并按矩形截面的相同方法进行处理。

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，适用于单元的两个端部：

TRD2             截面在不破坏混凝土受压斜压杆的情况下所能承受的最大计算扭矩。

CRTRD2       扭矩 T 与其抗力 T 之比_Rd1.

8)   检查是否应考虑扭转载荷。 计算扭矩 T 必须小于或等于混凝土和钢筋所能承受的最大扭矩 (T_Rd2); 换句话说，必须满足以下条件：

其中

 

 是纵向钢筋与抗力之比

 

由抗剪钢筋提供的 ; si ,, 假定

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，适用于单元的两个端部：

 

T_s                           钢筋的抗扭承载力。

 

TRD3             混凝土和抗扭钢筋所能承受的最大计算扭矩。

CRTRD3       计算扭矩 T 与其抗扭承载力 T 的比值_Rd3.

如果未定义抗剪钢筋，

 

 

 

9) 抗扭验算准则

 

CRT_TOT = MAX (CRTRD1, CRTRD3)

 该值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

如果混凝土提供的承载力为零，且截面中未定义抗扭钢筋，则该准则赋值为 2¹⁰⁰.

11-B.6.5           剪切与扭转组合验算

 

1)    检查截面尺寸是否符合规范要求。

其中：

Si  or  则

Si  or  = 6 则

 

对于 的线性 插值 o

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件，适用于构件的两个端部：

 

VRD1             最大抗剪承载力

TRD1             最大抗扭矩承载力

CRVRD1       剪力设计值 V 与其抗剪承载力之比.

CRTRD1       扭矩设计值 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

 

 

2)    检查截面是否需要配筋。

 

Si  其中 o  

 

不需要 抗剪配筋。

 

Si  其中  o ,

 

不需要 抗扭配筋。

 

对于构件的两个端部，结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件：

 

VRD2             不考虑配筋的 抗剪承载力

CRVRD2       剪力设计值 V 与其抗剪承载力 之比.

对于承受轴向拉力且满足 V 的截面_Rd2=0，因此 CRVRD1 取 2¹⁰⁰.

 

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下 能够承受的最大扭矩设计值。

CRTRD2       扭矩设计值 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

        

如果定义钢筋：

 

 

 

   与箱形截面壁厚有关的系数，, si 或 对于不同于该截面的截面，假定

 扭转应力 折减系数 用于 承受剪应力和扭转应力的构件。

si  < 0.5，则 =0.5;

si  >1.0， 则  =1.0;

 

对于受压的矩形柱：

 

    

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应构件的两端：

 

VRD2                 混凝土 抗剪强度

                          混凝土 抗扭强度

 

3)    钢筋可承受的 最大荷载计算。

 

其中

         

           

           

 

对于受压的矩形柱：

 

     

 

计算结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件，适用于单元的两个端部：

 

VRD3                    剪力设计 承载力。

CRVRD3              剪力设计内力 (V)与剪力承载力 V 的比值_Rd3.

Si V_Rd3=0，CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

 

TRD3                    扭转配筋能够承受的 最大扭矩设计值。

 

CRTRD3              扭矩设计值 T 与其承载力 T 的比值_Rd3.

           

如果未定义横向配筋 T_Rd3=0， 取值为 2¹⁰⁰.

 

4)    获取剪力和扭矩组合准则。 计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中

 

CRT_TOT= MAX(CRVRD1, CRVRD3, CRTRD1, CRTRD3)

11-B.6.6           剪力设计

1)   获取 材料的承载性能。 它们取自与每个横截面关联的材料，并针对活动时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

         混凝土抗压特征强度。

         混凝土抗拉特征强度。

        用于抗剪钢筋的钢材抗拉特征强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los截面的几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS）。进行抗剪验算所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。用于规范相关抗剪计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF）。所需数据为：

b                   在等于有效高度四分之三的高度处截面的最小 宽度（命令 ~SECMDF).

                 截面的有效高度 （命令 ~SECMDF).

                腹板的有效高度 （命令 ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面的配筋数据。 Los截面的配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴之间的 夹角（命令的 ALPHA 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 配筋面积（命令的 AS/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可以通过以下方式指定配筋率：

A_s             配筋各肢的总 面积（命令的 AS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距 （命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径 （命令的 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              配筋肢数 （命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

V                          计算 剪力

N                          相应的计算 轴力

 

11-B.6.7           无地震作用下的抗剪设计

 

1)    检查截面尺寸是否满足 要求：首先检查计算 剪力 (V) 是否小于或等于截面的最大 可能抗力 (V_Rd1):

Si  ,

Si  ,

其中 b_c 是取决于混凝土强度的系数：

·         对于 C50 混凝土 (f_c= 23.1 N/mm²) 或更低，b_c =1. 0;

·         对于 C80 混凝土 (f_c= 35.9 N/mm²), b_c =0.8,

·         对于 C55-75 混凝土，进行线性插值以 b_c 根据以下数值 fc.

对于每个端部，结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件：

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              计算剪力 V 与承载力 V 之比_Rd1.

 

2)    检查截面是否需要抗剪钢筋

如果未在截面中定义抗剪钢筋，则检查计算剪力 V 是否小于无钢筋混凝土所能承受的最大计算剪力（V_Rd2):

其中

 

 是截面 系数，

·         Si h₀ < 800 mm 时，取 h₀ =800 mm;

·         Si h₀ > 2000 mm 时，取 h₀ = 2000 mm.

 

如果已定义配筋， 不存在轴力（N=0），且单独梁中由集中荷载产生的剪力小于 75%，

 

如果 N 为 压力（ N < 0）

 

- 0.07N

 

如果 N 为 拉力（ N > 0）

 

 

 在 CivilFEM 中可以 获得以下结果：

VRD2                    截面可承受的最大 设计剪力，且不会使混凝土受压斜压杆发生 开裂。

CRVRD2              设计剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

如果设计剪力大于混凝土受压斜压杆的 破坏力，则无法进行钢筋设计，并且包含此 信息的参数将显示为：

在这种情况下，该单元将标记为未设计，并转到下一个单元。

如果不存在斜压破坏，则继续计算过程。

 

3)    横向钢筋的贡献。 截面针对剪力作用的 有效性：

 

V_s             剪力钢筋的 贡献。

因此，钢筋的贡献如下：

对于单元的每个 端部，V 的值_s 将作为以下参数包含在 CivilFEM 结果文件中：

4)    所需横向钢筋配筋率。 一旦得到钢筋所需承受的剪力，便可根据下式计算钢筋：

其中：

           当集中荷载大于75%时，或

                       剪切钢筋的横截面积。

s                           沿纵轴测量的剪切箍筋间距。

 

单位长度的设计钢筋面积将作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

在此情况下，该构件将标记为已设计（前提是该构件两个截面的设计过程均正确）。

如果无法进行设计，则将钢筋标记为 2¹⁰⁰，且不对该构件进行设计。

11-B.6.8           地震作用下的抗剪设计

符合 GB50010-2002 和 GB50011-2001 标准的设计构件遵循以下步骤：

 

1)    调整地震作用系数并进行校核。 剪切验算的检查方式不同于通常的计算公式：

V 剪力

V_R/ γ_RE 抗剪承载力

γ_RE 地震作用系数

     如果不计入水平地震作用，γ_RE=1。 否则，取下表中的值：

Pieza	状态	γRE
Viga	弯曲	0.75
Columna	偏心受压 和	0.75
	偏心受压 和	0.80
Muro	偏心受压	0.85
Otro	剪切 偏心受拉	0.85

 

 

2)    验算截面尺寸是否满足地震作用产生的荷载要求。首先检查计算剪力 (V) 是否小于或等于截面可能达到的最大抗力 (V_Rd1) 在地震荷载作用下：

 

对于梁：

    

对于柱：

       

 

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              剪应力 V 与抗力 V 之比_Rd1.

当 CRVRD1>1.0 时的设计过程

 

3)    检查截面在地震作用产生的荷载下是否需要配置抗剪钢筋

如果构件是梁，不 存在轴力（N=0），且由集中荷载产生的剪力小于 75%，

如果构件为独立梁，且集中荷载产生的剪应力大于 75%，

如果构件为柱，且 N 为压力（ N < 0）

 

如果 N 为拉力 （ N > 0）

 

 以下参数由 CivilFEM 计算：

VRD2             截面可承受的最大计算剪力，且不会导致混凝土受压斜压杆 开裂。

CRVRD2       计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

5)    横向钢筋的贡献。 截面对于剪力的有效性：

 

V_s             抗剪钢筋的 贡献。

 

因此，钢筋的贡献如下：

对于构件的每个 端部，V 的值_s 作为以下参数包含在 CivilFEM 结果文件中：

6)    所需横向钢筋配筋率。 获得钢筋需要承受的剪力后，可根据以下表达式计算钢筋：

其中：

           当集中荷载大于 75% 时，或

N ¹0,

A_sv                       抗剪钢筋的截面 面积。

s                           沿纵轴测量的剪切箍筋间距。

 

按单位长度设计的钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

在这种情况下，该构件将标记为已设计（前提是该构件两个截面的设计过程均正确）。

如果无法进行设计，则钢筋将标记为 2¹⁰⁰，且该构件不进行设计。

11-B.6.9           扭转设计

1)    获取材料强度参数。 这些属性取自与当前时间截面关联的材料（参见命令 ~SECMDF).

所需数据如下：

                  混凝土设计拉应力 压缩.

                   混凝土设计拉应力 拉伸。

                  钢筋屈服强度。

2)   几何参数的获取。 用于扭转计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                 截面总面积。

                       箱形截面的 厚度（TWY）

 

2)    规范相关几何参数的获取。 用于规范相关扭转计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义， （参见命令 ~SECMDF). 所需数据 如下：

 

b                   有效高度处截面的 最小宽度（命令 ~SECMDF）中的参数 BW_VY 或 BW_VZ），或圆形截面的 内径。

 

                 截面高度（命令 中的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF）。 圆形截面的外径。

 

            腹板高度（命令 HW_VY 参数 ~SECMDF).

 

                扭矩的塑性 抗力

 

             中央面积

 

             中央周长

 

              T形和双T形截面分支 1 的扭矩 塑性抗力。

 

           T形和双T形截面分支 1 的 中央面积。

 

           T形和双T形截面分支 1 的 中央周长。

 

              T形和双T形截面分支 2 的扭矩 塑性抗力。

 

          T形和双T形截面分支 1 的 中央面积。

 

          T形和双T形截面分支 1 的 中央周长。

11-A.7 节“剪切和扭转计算前的考虑事项” 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取截面配筋数据. Los 截面配筋 数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据为：

横向钢筋

        单位长度横向钢筋面积， （命令的 ASTS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者， 除上述钢筋数据外，也可通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋面积，（命令的 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f_t              箍筋钢筋直径， （命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

A_sl            纵向钢筋总面积， （命令的 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者， 除上述钢筋数据外，也可通过以下方式指定配筋率：

f_l              纵向钢筋直径，(命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量，(命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

4)    截面作用内力的获取. 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件中获取。

内力            描述

T                          计算扭矩

N                          轴向力

5)    扭转效应限值验算。

Si

Si

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件，分别对应单元的两个端部：

TRD1             最大扭矩 承载力

 

CRTRD1       计算扭矩 T 与其承载力 T 之比_Rd1.

 

6)    无配筋时可承受的最大扭矩计算。

 

其中

对于 矩形和圆形截面

N（< 0）压缩轴力，如果 ，则 取..

对于箱形截面（无法承受轴力），

     与箱形截面壁厚 相关的系数。

, if

对于T形和双T形截面， 将其划分为矩形截面，并按照与矩形截面相同的方法 进行处理。

 

结果将针对单元的两个端部，以以下参数的形式写入 CivilFEM结果文件：

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大 扭矩设计值。

CRTRD2       扭矩T与其抗力T 之比_Rd1.

7)    是否需要考虑扭力的 检查。 扭矩设计值T必须小于或等于混凝土和钢筋所能承受的最大扭矩（T_Rd2）；换言之，必须满足 以下条件：

 

其中

     

  是纵向钢筋与剪切钢筋提供的抗力之比 ; si , 假定

所需横向钢筋由下式给出：

单位长度的计算横向钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

8)    纵向钢筋配筋率。 纵向钢筋按下式计算：

 

 

其中：

           纵向钢筋面积。

                剪切钢筋

计算纵向钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

如果纵向钢筋和横向钢筋均针对两个截面完成设计，则该单元将标记为已设计。

 

11-B.6.10       剪切与扭转组合设计

1)    检查截面尺寸是否符合规范要求。

 

其中

Si

Si

 

用于 线性插值的  或

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应于单元的两个端部：

 

VRD1             最大抗剪承载力。

TRD1             最大 抗扭承载力

CRVRD1       剪力设计值 V 与其抗剪承载力 V 之比_Rd1.

CRTRD1       扭矩设计值 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

 

2)    检查截面是否需要配筋。

 

Si V 其中 或  n或需要配置抗剪钢筋。

 

Si   其中  或  不需要扭转配筋。

 

计算结果写入 CivilFEM 结果文件中，针对构件两端分别列出以下参数：

 

VRD2             不考虑配筋的 抗剪承载力

CRVRD2       计算剪力 V 与其抗剪承载力 V 之比_Rd1.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，因此 CRVRD1 取 2¹⁰⁰.

 

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大 扭矩设计值。

CRTRD2       扭矩设计值 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

如果定义了配筋：

 

 

 

   取决于箱形截面壁厚的 系数，, si 或 对于不同于该截面的截面，假定 .

    扭转应力 折减系数 对于构件

承受剪切和扭转载荷。

si , 则 ;

si , 则 ;

 

对于受压矩形柱：

 

计算结果将写入 CivilFEM 结果文件中，作为该单元两端的以下参数：

 

VRD2                 混凝土抗剪 强度。

                          混凝土抗扭 强度

 

3)    计算钢筋能够承受的 最大荷载。

 

      其中：

 （无 轴力）

 

   取决于箱形截面壁厚的 系数，, si 或 对于不同于该截面的截面，假定 .

    扭转应力 折减系数 对于构件

承受 剪力和扭矩的构件。

si , 则 ;

si , 则 ;

 

对于受压的矩形柱：

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应构件的两端：

 

VRD3             剪力 设计承载力。

CRVRD3       剪力设计 应力 (V) 与抗剪承载力 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

 

TRD3             扭矩设计 值，扭转配筋所能承受的最大扭矩。

CRTRD3       扭矩设计值 T 与其承载力 T 之比_Rd3.

                        如果未定义横向配筋 T_Rd3=0，取值为 2¹⁰⁰.

 

4)    计算 剪力和扭转配筋率。

 

剪力

扭转

其中

                        抗剪钢筋面积。

                         取决于轴力的 系数，a_cf =1.25；如果由集中荷载产生的轴力超过75%，a_cf = 1.0

                 抗剪钢筋所用钢筋的 横截面面积。

s                      横向钢筋箍筋间距。

                   计算扭转钢筋。

        纵向钢筋与横向钢筋的 比值。钢筋的抗力 ; si , 假定

 

按单位长度计算的钢筋面积 存储在 CivilFEM 结果文件中，作为参数：

 

4)     纵向钢筋 配筋率

 

 

纵向钢筋面积 存储在 CivilFEM 结果文件中，作为 参数：

如果纵向钢筋和横向钢筋均针对构件的两个截面进行设计，则该构件将显示为 已设计。

 

11-B.7      根据 GB50010-2010 的剪力和扭矩

11-B.7.1           剪力验算

根据 GB50010-2010 标准进行剪力验算时，遵循以下步骤：

1)   获取 材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及作用时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

         混凝土抗压 特征强度。

         混凝土抗拉 特征强度。

        剪力钢筋用钢材的抗拉 特征强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 剪力验算 所需数据如下：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取规范相关几何参数。 用于规范相关抗剪计算的几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF）。所需数据如下：

b                   在等于有效高度四分之三的高度处的截面最小宽度（命令 ~SECMDF).

                 截面的有效高度（命令 ~SECMDF).

                腹板的有效高度（命令 ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "抗剪和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何为每种规范和有效截面计算所需数据。

4)   获取截面配筋数据。 Los 截面配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴的夹角（命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 配筋面积（命令的 AS/S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可通过以下方式指定配筋率：

             配筋各肢的总面积（命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距 （命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径 （命令 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋肢数 （命令 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   截面作用力的 获取. El 作用于截面的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

作用力            描述

V                          计算剪力

N                          相应计算轴力

 

11-B.7.2           无地震作用下的抗剪验算

 

1)    验算截面尺寸是否满足 要求：首先验算计算剪力 (V) 小于或等于截面的最大 可能抗力 (V_Rd1):

If

If

其中 b_c 是取决于混凝土强度的系数：

 

·         对于 C50 混凝土 (f_c= 23.1 N/mm²) 或更低，b_c =1. 0;

·         对于 C80 混凝土 (f_c= 35.9 N/mm²), b_c =0.8,

·         对于 C55-75 混凝土，采用线性 插值计算 b_c 根据以下数值 fc.

对于每个端部，结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件：

 

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd1.

 

2)    检查截面是否需要抗剪钢筋

如果截面中未定义抗剪钢筋，则检查计算剪力 V 是否小于无钢筋混凝土所能承受的最大计算剪力 (V_Rd2):

其中

 

 是截面的一个系数，

·         Si h₀ < 800 mm，取 h₀ =800 mm;

·         Si h₀ > 2000 mm，取 h₀ = 2000 mm.

 

如果已定义配筋， 且不存在轴力（N=0），则单根梁由集中荷载产生的剪力小于75%，

 

如果 N 为压应力（N < 0）

 

 

如果 N 为拉应力（N > 0）

 

 

在 CivilFEM 中可以得到以下结果：

 

VRD2                    截面在混凝土受压斜压杆不开裂的情况下所能承受的最大计算剪力。

CRVRD2              计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

 

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，则 CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

3)    对需要配置抗剪钢筋的构件进行验算。 配置钢筋的截面抗剪承载力（V_Rd3) 的计算方法取决于是否存在集中荷载。

检查以下 条件：

其中           

 

V_s                     表示钢材提供的 抗力。

        

A_{s v}                  表示抗剪钢筋的 面积。

s                      表示抗剪箍筋之间沿 纵轴测量的间距。

f_yv                           表示抗剪钢筋的 拉应力。

 

对于每个端部，所得结果将使用以下参数写入 CivilFEM 结果 文件：

 

V_s                                    钢筋的 抗剪承载力。

 

VRD3                    抗剪 计算承载力。

CRVRD3              抗剪承载力 V 与抗剪承载力 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，则 CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

4)    抗剪验算 准则的确定。 抗剪验算准则表示截面在该作用下是否有效（当其小于 1 时，截面满足 规范要求；当其大于 1 时，截面无效）。此外，该准则还反映作用效应距截面 极限承载力的远近程度。抗剪有效性准则定义为：

该值针对单元的每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

数值 2¹⁰⁰ 在此 判据中表示取消腹板受拉剪切承载力 （V_rd2），如上一点所述。

11-B.7.3           地震作用下的抗剪验算

按照 GB50010-2010 和 GB50011-2010 标准对构件进行抗剪验算时，遵循以下步骤：

 

1)    调整 地震作用系数并进行验算。 抗剪验算的方法 不同于常规公式：

V 剪力

V_R/ γ_RE 抗剪承载力

γ_RE 地震作用系数

     如果不 考虑水平地震作用，γ_RE=1。 否则，该值取自下表：

Pieza	状态	γRE
Viga	弯曲	0.75
Columna	偏心受压和	0.75
	偏心受压和	0.80
Muro	偏心受压	0.85
Otro	剪切 偏心受拉	0.85

 

 

 

1)    检验截面尺寸是否符合地震作用产生的荷载要求。首先检验计算剪力 (V) 是否小于或等于截面的最大可能抗力 (V_Rd1) 在地震荷载作用下：

对于梁：

 

其中：

  截面有效高度（命令 ~SECMDF)

   支撑间长度

 

对于柱：

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              剪力 V 与抗剪承载力 V 之比_Rd1.

 

2)    检查在地震作用产生的 荷载下，截面是否需要配置抗剪钢筋

如果构件为梁，不 存在轴力（N=0），且由集中荷载产生的剪力小于75%，

如果构件为 独立梁，且集中荷载产生的剪力大于 75%，

如果构件为柱，且 N 为压力（ N < 0）

如果 N 为 拉力（ N > 0）

 

 以下参数由 CivilFEM 计算：

VRD2             截面可承受的最大 计算剪力，且不会使混凝土受压斜压杆 开裂。

CRVRD2       计算剪力 V 与抗剪承载力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，且 V_Rd2=0，则 CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

3)    检查 在地震作用产生的荷载下需要配置抗剪钢筋的 构件。配置钢筋后截面的抗剪承载力（V_Rd3) 根据是否存在集中荷载，采用不同方法 计算。

检查以下 条件：

其中           

V_s                     表示 由钢筋提供的抗剪承载力。

       

A_{s v}                  表示抗剪钢筋 的面积。

s                      表示抗剪箍筋之间的间距， 沿纵轴测量。

f_yv                           表示 抗剪钢筋的拉应力。

 

对于每个端部，将所得结果以以下参数写入 CivilFEM 结果文件：

 

V_s                                    钢筋的 抗剪承载力。

VRD3                    计算抗剪 承载力。

 

CRVRD3              抗剪承载力 V 与抗剪承载力 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，则 CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

4)    抗剪判据 的计算。 抗剪判据表示截面在该作用下是否有效（小于 1 表示截面符合规范要求，而大于 1 表示截面不满足要求）。此外， 该判据还反映作用效应与截面极限承载力之间的接近程度。抗剪有效性判据定义 如下：

该值针对构件的每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 表示在此 判据下，腹板抗拉剪切承载力（V _rd2），如上一点所述。

11-B.7.4           扭转验算

根据 GB50010-2010 规范进行扭转验算的步骤如下：

 

1)   获取材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及 作用时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据 如下：

              混凝土抗压强度。

              混凝土抗拉强度。

              钢筋屈服强度。

2)   获取几何参数。 用于扭转计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~CSECDMS). 所需数据如下：

             总横截面积。

                 箱形截面厚度 （TWY）。

 

3)   获取规范相关几何参数。 用于规范相关扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义，（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

b                   有效高度以上截面的 最小宽度（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF），或圆形截面的内径。

                 截面高度（命令的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF)., 圆形截面的外径。

            腹板高度（命令的 HW_VY 参数 ~SECMDF).

                扭矩的 塑性抗力

             中心区域

             中心周长

              T形和双T形截面分支1的 扭矩塑性抗力。

           T形和双T形截面分支1的 中心面积。

           T形和双T形截面分支1的 中心周长。

              T形和双T形截面分支2的 扭矩塑性抗力。

          T形和双T形截面分支1的 中心面积。

          T形和双T形截面分支1的 中心周长。

11-A.7节“剪力和扭转计算前的考虑事项” 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取截面配筋数据. Los截面配筋数据 必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF)。所需数据如下：

横向钢筋

        单位长度横向钢筋面积， （命令的 ASTS 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 也可以通过以下方式指定上述配筋数据中的配筋率：

            扭转箍筋面积（命令 AST 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距（命令 ST 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 通过以下数据：

s               箍筋间距（命令 ST 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋钢筋直径（命令 PHIT 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

配筋 纵向

            纵向总配筋面积（命令 ASL 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 也可以通过以下方式指定上述配筋数据中的配筋率：

             纵向钢筋直径（命令 PHIL 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量（命令 N 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

5)   获取截面上的作用内力. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件中获得。

内力            说明

T                          计算扭矩

N                          轴力

6)    扭转效应限值验算。

           

si 则

si 则

 

结果将针对单元两端，以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件：

 

TRD1             扭矩的最大 抗力

CRTRD1       计算扭矩 T 与其抗力 T 之比_Rd1.

7)    计算无需配筋即可承受的最大扭矩。

 

其中

对于矩形和 圆形截面

N (< 0) 轴向压缩力，如果 , 假定..

对于箱形截面（不能承受轴向力），

        与箱形截面壁厚有关的系数。

,  si , 假定，

对于T形和双T形截面，将其划分为矩形截面，并按照矩形截面的相同方法进行处理。

 

对于单元的两个端部，结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件：

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大扭矩设计值。

CRTRD2       扭矩 T 与其抗扭承载力之比 .

8)   检查是否应考虑扭力。 扭矩设计值 T 必须小于或等于混凝土和钢筋所能承受的最大扭矩（T_Rd2); 换言之，必须满足以下条件：

其中

 

 为纵向钢筋与抗力之比

 

由抗剪钢筋提供的 ; si ,, 假定

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应构件的两个 端部：

T_s                           钢筋的 抗扭承载力。

TRD3             混凝土和抗扭钢筋可承受的最大 计算扭矩。

CRTRD3       计算扭矩 T 与其抗力 T 之比_Rd3.

如果未定义抗剪钢筋，

 

9) 扭转验算准则

 

CRT_TOT = MAX (CRTRD1, CRTRD3)

 该值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

如果混凝土提供的抗力为零，且截面中未定义抗扭钢筋，则将准则值 设为 2¹⁰⁰.

11-B.7.5           剪切和扭转组合验算

1)    检查截面尺寸是否符合规范 要求。

 

其中：

Si  or  则

Si  or  = 6 则

 

线性插值，用于  o

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应单元的两个端部：

 

VRD1             最大抗剪 承载力

TRD1             最大 抗扭承载力

CRVRD1       剪切设计应力 V 与其抗剪承载力 V 之比_Rd1

CRTRD1       扭转设计应力 T 与其抗扭承载力之比 .

 

2)    检查截面是否需要配筋。

 

Si  其中 o  

 

不需要 抗剪配筋。

 

Si  其中  o ,

 

不需要 抗扭配筋。

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应于单元的两个端部：

 

VRD2             不考虑配筋的抗剪承载力

CRVRD2       计算剪力 V 与其抗剪承载力 V 之比_Rd1.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，则 CRVRD1 取值为 2¹⁰⁰.

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大计算扭矩。

CRTRD2       计算扭矩 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

        

当定义配筋时：

 

 

 

   对于箱形截面，取决于壁厚的系数，, si 或 对于不同于该截面的截面，假定

 扭转应力折减系数 适用于承受剪应力和扭转应力的构件。

si  < 0.5，则 =0.5;

si  >1.0， 则  =1.0;

 

对于受压的矩形柱：

 

    

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中的单元两端：

 

VRD2                 混凝土抗剪强度

                          混凝土抗扭强度

 

3)    钢筋所能承受的最大荷载计算。

 

其中

         

           

           

 

 

对于受压的矩形柱：

 

     

 

结果将作为以下参数写入 CivilFEM 结果文件中的单元两端：

.

VRD3                    抗剪计算强度。

CRVRD3              抗剪计算应力 (V) 与抗剪强度 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，则 CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

 

TRD3                    扭转钢筋所能承受的最大抗扭计算弯矩。

 

CRTRD3              扭转计算弯矩 T 与其抗扭强度 T 之比_Rd3.

           

如果未定义横向钢筋 T_Rd3=0， 取值为 2¹⁰⁰.

 

4)    组合剪切和扭转判据的确定。 计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中

 

CRT_TOT= MAX(CRVRD1, CRVRD3, CRTRD1, CRTRD3)

 

11-B.7.6           剪切设计

根据 GB50010-2010 规范，对构件进行剪切设计时遵循以下步骤：

1)   确定材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及激活时间中获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

         混凝土抗压强度标准值。

         混凝土抗拉强度标准值。

        剪切钢筋用钢材的抗拉强度标准值。

2)   确定截面的几何数据。 Los 截面的几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 剪切验算所需的数据如下：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 规范相关几何参数。 用于规范相关抗剪计算的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF）。所需数据如下：

b                   在等于有效高度四分之三的高度范围内截面的最小 宽度（命令的参数 BW_VY 或 BW_VZ，~SECMDF).

                 截面的有效高度（命令的参数 D_Y 或 D_Z，~SECMDF).

                腹板的有效高度（命令的参数 HW_VY，~SECMDF).

第 11-A.7 节 "抗剪和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋 数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴的 夹角（命令的参数 ALPHA，~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 配筋面积，（命令 AS/S 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可以通过以下方式指定配筋率：

A_s             钢筋分肢的 总面积（命令的 AS 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋 直径（命令的 PHI 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋分肢 数量（命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

5）   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和 弯矩，均从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

V                          计算剪力

N                          相应的计算轴力

 

 

 

11-B.7.7           无地震作用下的抗剪设计

 

1)    检查截面尺寸是否符合以下 要求：首先检查计算剪力 (V) 是否小于或等于截面的最大 可能抗力 (V_Rd1):

Si  ,

Si  ,

其中 b_c 是取决于混凝土强度的系数：

·         对于 C50 混凝土 (f_c= 23.1 N/mm²) 或更低，b_c =1. 0;

·         对于 C80 混凝土 (f_c= 35.9 N/mm²), b_c =0.8,

·         对于 C55-75 混凝土，采用线性 插值计算 b_c 根据以下数值 fc.

对于每个端部，结果以以下参数形式写入 CivilFEM 结果文件：

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd1.

2)    检查截面是否需要抗剪钢筋

如果未在剪切钢筋部分 中定义，则应检查计算剪力 V 是否小于无钢筋混凝土所能承受的最大计算剪力 (V_Rd2):

其中

 

 是截面系数，

·         Si h₀ < 800 mm，取 h₀ =800 mm;

·         Si h₀ > 2000 mm，取 h₀ = 2000 mm.

 

如果已定义配筋， 不存在轴力（N=0），且独立梁由集中荷载产生的 剪力小于 75%，

 

如果 N 为压应力（ N < 0）

 

- 0.07N

 

如果 N 为拉应力（ N > 0）

 

 

 在 CivilFEM 中可以获得以下结果：

VRD2                    截面可承受的最大计算剪力，且不会使混凝土受压斜压杆 产生裂缝。

CRVRD2              计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

如果计算剪力大于混凝土受压斜压杆的破坏力，则无法进行钢筋设计，包含此信息的参数将显示为：

在这种情况下，该构件将标记为未设计，并转到下一个构件。

如果未发生斜压破坏，则继续进行计算。

 

3)    横向钢筋的贡献。 关于剪力作用下截面的有效性：

 

V_s             抗剪钢筋的 贡献。

因此，钢筋的贡献如下：

对于构件的每个端部，V 的值_s 作为以下参数包含在 CivilFEM 结果文件中：

4)    所需横向钢筋配筋率。 一旦获得钢筋需要承受的剪力，即可根据以下表达式计算钢筋：

其中：

 

                       抗剪钢筋的横截面积。

s                           沿纵轴测量的抗剪箍筋 间距。

 

按单位长度设计的钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

在这种情况下， 该构件将标记为已设计（前提是设计过程对于构件的两个截面均正确）。

如果无法进行设计，钢筋将标记为 2¹⁰⁰，且该构件将不进行设计。

11-B.7.8           地震作用下的剪切设计

符合 GB50010-2002 和 GB50011-2001 标准的设计构件遵循以下步骤：

 

1)    调整地震作用系数并进行验算。 剪切验算的检查方式不同于常规公式：

V 剪应力

V_R/ γ_RE 抗剪承载力

γ_RE 地震作用系数

     如果不包括水平地震作用，γ_RE=1。 否则，取值如下表：

Pieza	状态	γRE
Viga	弯曲	0.75
Columna	偏心受压和	0.75
	偏心受压和	0.80
Muro	偏心受压	0.85
Otro	剪切 偏心受拉	0.85

 

 

 

2)    检查截面尺寸是否符合地震作用产生的荷载要求。首先检查计算剪力 (V) 是否小于或等于截面的最大可能抗力 (V_Rd1) 在地震荷载作用下：

 

 

对于梁：

    

对于柱：

       

 

VRD1                    最大 抗剪承载力。

CRVRD1              剪力 V 与抗力 V 之比_Rd1.

当 CRVRD1>1.0 时的设计过程

 

3)    检查截面在地震作用产生的荷载下是否需要配置抗剪钢筋

 

如果构件为梁，不 存在轴力（N=0），且由集中荷载产生的剪力 小于 75%，

如果构件为独立梁，且集中荷载产生的剪力大于 75%，

如果构件为柱，且 N 为压力（ N < 0）

 

如果 N 为拉力 （ N > 0）

 

 CivilFEM 计算以下参数：

VRD2             截面可承受的最大计算剪力，且不会使混凝土受压斜压杆 开裂。

CRVRD2       计算剪力 V 与抗力 V 之比_Rd2.

对于承受轴向拉力的截面，使得 V_Rd2=0，CRVRD2 取值为 2¹⁰⁰.

 

5)    横向钢筋的贡献。 截面关于剪力的有效性：

V_s             抗剪钢筋的贡献。

因此钢筋的贡献如下：

对于构件的每个端部，V 的值_s 作为以下参数包含在 CivilFEM 结果文件中：

6)    所需横向钢筋配筋率。 一旦获得钢筋所需承受的剪力，便可根据以下表达式计算钢筋：

其中：

 

 

A_sv                       剪力钢筋横截面面积。

s                           沿纵轴测量的剪力箍筋间距。

 

按单位长度计算的设计钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

在这种情况下，该构件将标记为已设计（前提是该构件两个截面的设计过程均正确）。

如果无法完成设计，则钢筋将标记为 2¹⁰⁰，且该构件将不进行设计。

11-B.7.9           扭转设计

根据 GB50010-2010 进行扭转验算的步骤如下：

 

1)    获取材料强度参数。 这些属性取自与活动时间对应的横截面材料（参见命令 ~SECMDF).

所需数据如下：

                  混凝土设计抗压强度 受压.

                   混凝土设计抗拉强度 受拉。

                  钢筋屈服强度。

2)   几何参数的获取。 用于扭转计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                 横截面总面积。

                       箱形截面厚度 (TWY)

 

2)    规范相关几何参数的获取。用于规范相关扭转计算的几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义， （参见命令 ~SECMDF). 所需数据 如下：

 

b                   有效高度以上的截面最小宽度（命令 的 BW_VY 或 BW_VZ 参数~SECMDF），或者圆形截面的内径。

 

                 截面高度（命令 的 D_Y 或 D_Z 参数~SECMDF）。 圆形截面的外径。

 

            腹板高度（命令的 HW_VY 参数 ~SECMDF).

 

                扭矩的 塑性承载力

 

             核心面积

 

             核心周长

 

              T 形和双 T 形截面分支 1 的 扭矩塑性承载力。

 

           T形和双T形截面分支1的核心面积。

 

           T形和双T形截面分支1的核心周长。

 

              T形和双T形截面分支2的抗扭塑性弯矩。

 

          T形和双T形截面分支1的核心面积。

 

          T形和双T形截面分支1的核心周长。

11-A.7“剪切和扭转计算前的注意事项”一节详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取截面配筋数据. Los 截面配筋数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

横向配筋

        单位长度的横向配筋面积， （命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋面积，（命令参数 AST ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f_t              箍筋 钢筋直径，（命令的 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

A_sl            纵向钢筋 总面积，（命令的 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者 也可通过以下方式指定钢筋配筋率，以替代上述钢筋数据：

f_l              纵向钢筋 直径，（命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量，（命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

4)    截面作用内力的获取. El 作用于截面的 扭矩可从 CivilFEM 结果文件中获取。

内力            说明

T                          计算扭矩

N                          轴向力

5)    扭转效应限值验算。

Si

Si

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应构件的两端：

 

TRD1             扭矩的最大抗力

 

CRTRD1       计算扭矩 T 与其抗力 T 之比_Rd1.

 

6)    无配筋时可承受的最大扭矩计算。

 

其中

对于 矩形和圆形截面

N（< 0）为轴向压缩力，当 ，取 ..

对于箱形截面（不能承受轴向力），

     与箱形截面壁厚相关的系数。

, if

对于T形和双T形截面，将其划分为矩形截面，并按照与这些截面相同的方式进行处理。

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，适用于单元的两个端部：

 

TRD2             截面在混凝土压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大设计扭矩。

CRTRD2       扭矩 T 与其抗扭承载力 T 之比_Rd1.

 

7)    检查是否需要考虑扭转载荷。 设计扭矩 T 必须小于或等于混凝土和钢筋所能承受的最大扭矩 (T_Rd2); 换言之，必须满足以下条件：

 

其中

 

              表示纵向钢筋与抗剪钢筋提供的承载力之比 ; si , 假定

所需横向钢筋由以下表达式给出：

单位长度的设计横向钢筋面积作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中：

8)    纵向配筋率。 纵向钢筋根据以下表达式计算：

 

其中：

           纵向钢筋面积。

                抗剪钢筋

计算纵向钢筋面积存储在 CivilFEM 结果文件中，参数为：

如果两个截面的纵向钢筋和横向钢筋均已设计，则该单元将标记为已设计。

 

11-B.7.10       剪力和扭矩组合设计

1)    检查截面尺寸是否符合规范要求。

 

其中

Si

Si

 

对于的线性插值 或

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应单元的两个端部：

 

VRD1             最大抗剪承载力

TRD1             最大 扭转承载力

CRVRD1       剪力计算值 V 与其 抗剪承载力 V 的比值_Rd1.

CRTRD1       扭矩计算值 T 与其 抗扭承载力 T 的比值_Rd1.

 

2)    检查截面是否需要配筋。

 

Si V 其中 或  n或需要抗剪钢筋。

 

Si   其中  或  不需要抗扭钢筋。

 

结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件中，分别对应构件的两个端部：

 

VRD2             不考虑钢筋时的 抗剪承载力

CRVRD2       剪力计算值 V 与其 抗剪承载力 V 的比值_Rd1.

对于承受拉轴力的截面，使得 V_Rd2=0，则 CRVRD1 取值为 2¹⁰⁰.

 

TRD2             截面在混凝土受压斜压杆不发生破坏的情况下所能承受的最大扭矩设计值。

CRTRD2       扭矩设计值 T 与其抗扭承载力 T 的比值_Rd1.

若定义钢筋：

 

 

 

   对于箱形截面，取决于壁厚的 系数，, si 或 对于不同于该截面的截面，假定

 扭转应力 折减系数 适用于承受剪切应力和扭转应力的构件。

si  < 0.5，则 =0.5;

si  >1.0， 则  =1.0;

 

对于承受压力的矩形柱：

 

    

 

对于构件的两个端部，结果以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件：

 

VRD2                 混凝土抗剪 承载力

                          混凝土 抗扭强度

 

3)    计算 钢筋能够承受的最大荷载。

 

      其中：

 （无 轴力）

 

对于受压的矩形柱：

结果将以以下参数的形式写入 CivilFEM 结果文件，分别对应单元的两个端部：

 

VRD3             抗剪 设计强度。

CRVRD3       剪力设计 应力（V）与抗剪强度 V 之比_Rd3.

Si V_Rd3=0，CRVRD3 取值为 2¹⁰⁰.

 

TRD3             扭转钢筋能够承受的最大 抗扭设计弯矩。

CRTRD3       扭矩设计值 T 与其 抗扭强度 T 之比_Rd3.

                        如果未定义横向钢筋 T_Rd3=0，取值为 2¹⁰⁰.

 

4)    获取 剪切和扭转配筋率。

 

剪力

扭转

其中

 

                        剪切钢筋面积。

          

                 剪切钢筋所用钢筋的截面面积。

s                      横向钢筋箍筋之间的间距。

                   计算扭转钢筋。

        纵向钢筋与横向钢筋的比值。钢筋的抗力 ; si , 假定

 

按单位长度计算的钢筋面积存储在 CivilFEM 结果文件中，参数为：

                                                   

 

4)     纵向钢筋配筋率

 

 

纵向钢筋面积存储在 CivilFEM 结果文件中，参数为：

如果纵向钢筋和横向钢筋均针对构件的两个截面进行设计，则该构件将显示为已设计。

 

11-B.8      根据 NBR6118 的剪切力和扭转

11-B.8.1           抗剪验算

1)    获取 材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及有效时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

       混凝土 特征强度。

       钢材的 屈服强度。

        混凝土 强度折减系数。

         钢材 强度折减系数。

2)    获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 抗剪验算 所需的数据如下：

             混凝土截面的 总面积。

3)    获取 与规范相关的几何参数。 用于规范相关剪切计算的几何参数 应定义在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                截面在等于有效高度四分之三的高度处的 最小宽度（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

d                   截面的有效高度， （命令中的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

q               角度混凝土压杆与构件纵轴之间的 夹角，（命令中的参数 THETA ~SECMDF):

30º £ q £ 45º

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项" 详细说明了如何为每个规范和有效截面 计算所需数据。

4)    获取 截面的配筋数据。 Los截面的配筋 数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

a              配筋与构件纵轴之间的角度 （命令中的参数 ALPHA ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 配筋面积，（命令 AS/S 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可以通过以下方式指定配筋率：

A_s             配筋分肢的 总面积，（命令的 AS 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径， （命令的 PHI 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              配筋分肢数， （命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)    获取截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力从 CivilFEM (.RCV) 结果文件中获取。

内力            说明

                       计算剪力

6)    腹板受压破坏验算。首先验算计算剪力（V_Sd) 小于或等于腹板斜向受压承载力 (V_Rd2). V_Rd2 可通过采用计算模型 I 获得，如果 q = 45º；如果采用计算模型 II q  ¹ 45º:

计算模型 I

 

其中：

 (f_ck en MPa).

 

计算模型 II

其中:

 (f_ck en MPa).

计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VRD2             腹板混凝土斜向受压剪切破坏承载力。

CRTVRD2     计算剪力 (V 与_Sd) 及承载力 V 之间的比值_Rd2

 

7)    腹板受拉破坏验算。验算计算剪力 (V 是否_sd) 小于或等于腹板受拉剪切承载力 (V_Rd3). V_Rd3如果采用计算模型 I，则可得到 q = 45º，且计算模型 II 如果 q  ¹ 45º:

              是腹板抗剪横向钢筋对抗剪承载力的贡献。

            是混凝土对抗剪承载力的贡献。

计算模型 I

其中

      抗剪钢筋的单位长度面积。

          钢筋的计算强度，限制为 435 MPa。

 

 

计算模型 计算模型 II

 

其中

      抗剪钢筋的单位长度面积。

          钢筋的计算强度，限制为 435 MPa。

 

 对于中间值进行线性插值。

其中

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VSW               抗剪钢筋对抗剪承载力的贡献。

VC                  混凝土对抗剪承载力的贡献。

VRD3             腹板受拉破坏时的极限剪力。

CRTVRD3     计算剪力 (V_rd) 与承载力 V_u2.

 

Si V_Rd3 = 0，则将判据 CTRVU2 赋值为 2¹⁰⁰.

由剪力引起的拉力增量存储在参数 INCTENS 中。

8)    剪切准则的获取。 剪切准则表示截面在该作用下是否满足要求（小于 1 时，截面符合规范要求；大于 1 时，截面不满足要求）。此外，该准则还反映作用效应与截面极限承载力之间的接近程度。剪切有效性准则定义如下：

该值针对单元的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的参数 CRT_TOT 中。

值为 2¹⁰⁰ 时，表示腹板受拉抗剪承载力 (V_Rd3），如上一节所述。

11-B.8.2           扭转验算

根据 NBR6118 标准进行构件扭转验算包括以下步骤：

1)    获取 材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

       混凝土 特征强度

       钢材的 屈服强度。

        混凝土 折减系数

         钢材 折减系数

2)    获取 与规范相关的几何参数。 规范相关的扭转计算所用几何 参数必须在 CivilFEM 数据库中定义。所需数据 如下：

        有效 厚度，（命令的 HE 参数 ~SECMDF).

        有效空心截面中线所围成的面积 （命令 AE 参数~SECMDF).

        有效空心截面中线的周长， （命令 UE 参数~SECMDF).

q          角度 混凝土受压斜压杆与构件纵轴之间的夹角，（命令 THETA 参数~SECMDF):

30º £ q £ 45º

11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每个有效规范和截面所需的数据。

3)    获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋 数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

横向配筋

        单位长度的 横向钢筋面积，（命令的 AST/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

            扭转箍筋 面积，（命令 AST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距 （命令的 ST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的 ST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋钢筋 直径（命令的 PHIT 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

钢筋 纵向

            纵向钢筋 总面积（命令的 ASL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF.

除上述钢筋数据外，还可以通过以下方式指定钢筋配筋率：

f               纵向钢筋 直径（命令的 PHIL 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量（命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

4)    截面作用内力的 获取. El 截面上的扭矩取自 CivilFEM (.RCV) 结果文件。

内力            描述

                       背部截面的 计算扭矩

5)    混凝土受压破坏验算。 首先验算 计算扭矩（T_Sd) 小于或等于 混凝土受压斜压杆的极限扭矩（T_Rd2），即应满足：

 

其中

 (f_ck en MPa).

计算结果分别针对构件两端存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TRD2             截面在不发生混凝土受压破坏的情况下 所能承受的最大扭矩。

CRTTRD2     计算扭矩（T_d）与抗力 T_u1.

6)    横向钢筋耗尽验算。 受扭矩 T 作用的截面，其横向钢筋受拉耗尽条件为_Sd es:

其中

            构成扭转横向钢筋的一根钢筋的截面面积。

s               扭转横向箍筋之间的间距。

          钢筋的设计强度，限值为 435 MPa。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TRD3             截面能够承受的最大扭矩，且不会因横向钢筋受拉破坏而达到承载力极限。

CRTTRD3     设计扭矩 (T_Sd) 与承载力 T_Rd3

                        如果未定义扭转横向钢筋，则该判据标记为 2¹⁰⁰.

 

7)    纵向钢筋承载力极限验算。 受扭矩 T 作用的截面，其纵向钢筋受拉破坏的承载力极限条件_d es:

其中

            扭转纵向钢筋的面积。

          钢筋的设计强度，限值为 435 MPa。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TRD4             截面在纵向钢筋受拉破坏发生前所能承受的最大扭矩。

CRTTRD4     计算扭矩（T_d）与抗力 T_u3

                        如果未定义扭转纵向钢筋，则该判据标记为 2¹⁰⁰.

8)    扭转判据的确定。扭转判据表示作用效应值与截面极限抗力之间的比值：小于 1 时，截面被视为有效；大于 1 时，截面无效。扭转有效性判据定义为：

对于每个端部，该值存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

值为 2¹⁰⁰ 表示未定义某些扭转钢筋。

11-B.8.3           剪切与扭转组合作用验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下流程进行验算：

1)    假定剪力为零时的扭转验算。 此项验算按照 NBR6118 中仅受扭构件验算所述的相同要点进行。

 

在这种情况下，扭转总准则 CRT_TOT 改称为 CRTTRS。

2)    假定扭矩为零时的剪切验算。 此项验算按照 NBR6118 标准中仅受剪构件验算所述的相同要点进行。

 

在这种情况下，扭转总准则 CRT_TOT 改称为 CRTSHR。

3)    混凝土受压承载力极限条件验算。 计算扭矩 (T_d)和计算剪力 (V_rd) 应满足以下条件：

其中

         混凝土受压承载力极限剪力。

         混凝土受压承载力极限扭矩。

该准则的值按构件每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)    组合剪切和扭转准则的 确定。 该准则综合了纯剪切、 纯扭转准则以及混凝土耗尽条件，用于确定截面是否有效。其定义如下：

该准则的值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

值为 2¹⁰⁰ 在 该准则中表示由于某些钢筋未定义，某个分母已被置零。

11-B.8.4           剪切配筋设计

根据 NBR6118 标准进行剪切配筋设计包括以下步骤：

1)    获取 材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及有效时间获取（参见命令 ~CFMP).

       混凝土 特征抗力。

       钢材的 屈服极限。

        混凝土 折减系数。

         钢材 折减系数。

2)    获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中，（命令 ~CSECDMS). 进行抗剪验算 所需的数据为：

             混凝土截面的 总面积。

3)    获取 与规范相关的几何参数。 用于规范相关抗剪计算的 几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义，（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为：

                截面在等于有效高度四分之三的高度处的 最小宽度，（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

d                   截面的有效高度， （命令中的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

q               角度 混凝土受压斜压杆与构件 纵轴之间的夹角，（命令中的参数 THETA ~SECMDF):

30º £ q £ 45º

第 11-A.7 节 "抗剪和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何为每种规范和有效截面计算所需的数据。

4)    获取 截面配筋数据。 En 在 剪力配筋设计中，可以指定角度 a 该配筋与构件 纵轴之间的夹角（命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF)。如果该值为零或未定义，则取 a=90º。其余 与钢筋有关的数据将被忽略。

5)    获取 截面上的作用内力。 El 作用于截面上的 剪力从 CivilFEM 结果文件 (.RCV)中获取。

内力              说明

V_Sd                         计算 剪力

6)    检查 腹板受压承载力是否耗尽。 首先检查计算剪力（V_Sd)是否小于或等于 腹板混凝土的 斜压强度（V_Rd2). V_Rd2 如果采用计算模型 I，则通过q = 45º，且计算模型 II 如果 q  ¹ 45º:

计算模型 I

其中：

 (f_ck en MPa).

计算模型 II

其中:

 (f_ck en MPa).

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VRD2             腹板混凝土斜压破坏时的抗剪承载力。

CRTVRD2     计算剪力 (V_Sd) 与抗力 V_Rd2

如果计算剪力大于导致腹板混凝土斜压破坏的剪力，则无法对箍筋进行设计，因此存储该箍筋的参数将标记为 2¹⁰⁰.

在这种情况下，该单元将标记为未完成设计。

7)    检查 截面是否需要配置抗剪钢筋。 首先检查计算剪力 V_sd 是否小于无钢筋构件中混凝土提供的抗力 (V_c). V_Rd3 如果采用计算模型 I，则 可得到 q = 45º，且计算模型 II 如果 q  ¹ 45º:

计算 模型 I

 

 

计算模型 II

 

 对中间值进行 线性插值。

其中

如果截面不需要抗剪钢筋，则定义以下参数：

如果截面需要抗剪钢筋，则继续进行计算。

8)    所需横向钢筋的 贡献。 如果截面需要抗剪钢筋，截面的有效性条件为：

 

              是 腹板抗剪横向钢筋对抗剪承载力的 贡献。

是 混凝土对抗剪承载力的贡献。

如果采用计算模型 I，则 计算 q = 45º，且在计算模型 II 下如果 q  ¹ 45º:

 

计算 模型 I

其中

      剪力钢筋的单位长度 面积。

          钢筋设计 强度限值为 435 MPa。

 

计算模型 II

其中

      剪力钢筋的单位长度 面积。

          钢筋设计 强度限值为 435 MPa。

因此，钢筋的贡献应为：

V 的值_c y V_sw 对于每个单元端部，均将其存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

9)    所需钢筋 配筋率。 获得剪力钢筋必须承受的内力后，按下式计算该钢筋：

 

其中

      设计钢筋的单位长度面积。

          计算钢筋强度 限制为 435 MPa。

设计钢筋的单位长度面积存储在每个端部的 CivilFEM 结果文件中的以下参数中：

在这种情况下，单元将被标记为已设计（前提是该单元两个截面的设计均正确）。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示单元已完成设计，Not Ok 表示单元未完成设计）。

11-B.8.5           扭转设计

根据 NBR6118 标准进行扭转钢筋设计包括以下步骤：

1)    获取材料的抗力性能。从与各横截面关联的材料以及激活时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土特征强度

            钢材屈服极限。

             混凝土折减系数

             钢材折减系数

2)    获取 与规范相关的几何参数。 各规范相关的扭转计算所采用的几何参数，必须根据本手册第5章的规定，在各规范对应的构件级数据中定义。所需数据如下：

h_e             有效 厚度（命令 HE 的参数 ~SECMDF).

             有效空心截面中线所围成的 面积（命令 AE 的参数 ~SECMDF).

u_e             有效空心截面中线的 周长（命令 UE 的参数 ~SECMDF).

q               角度 混凝土受压斜压杆与构件纵轴之间的，（命令 THETA 的参数 ~SECMDF):

30º £ q £ 45º

第11-A.7节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 提供了有关如何计算每种规范和有效截面所需数据的详细信息。

3)    获取 截面上的作用内力. El 作用于截面的扭矩从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

作用            描述

                       计算扭矩

4)    混凝土受压破坏验算。 首先验算计算扭矩（T_Sd) 小于或等于混凝土受压斜压杆的扭矩极限承载力（T_Rd2），即应满足：

其中：

 (f_ck en MPa).

计算结果分别针对两端存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

TRD2             截面在不发生混凝土受压破坏的情况下所能承受的最大扭矩。

CRTTRD2     计算扭矩（T_d) 与承载力 T_u1

如果计算扭矩大于导致混凝土受压破坏的扭矩，则无法进行钢筋设计，因此存储钢筋数据的参数将标记为 2¹⁰⁰.

 表示横向钢筋

 纵向钢筋

在这种情况下，该构件将被标记为未完成设计。

5)    所需横向钢筋。 横向钢筋的承载力极限条件为：

其中：

A_st            构成抗扭横向钢筋的其中一根钢筋的截面面积。

s               抗扭横向钢筋箍筋之间的间距。

f_ywd           钢筋的计算强度，限值为 435 MPa。

因此，所需横向钢筋为：

完成设计的横向钢筋单位长度面积，对于构件的两个端部，均存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

 

6)    所需纵向钢筋。 纵向钢筋的承载力极限条件为：

其中：

            扭转纵向钢筋的 面积。

          钢筋计算 抗力限值为 435 MPa。

因此，所需的 纵向钢筋为：

计算得到的纵向钢筋面积，对于构件的两端，均存储在 CivilFEM 结果文件的 以下参数中：

如果已对构件两端的横向钢筋和纵向钢筋 进行设计，则该构件将标记为已设计。

DSG_CRT         设计 准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

11-B.8.6           剪力和扭矩组合 设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面，按以下 过程进行设计：

1)    假定剪力为零，进行 扭转设计。 该设计按照 NBR6118 中仅承受扭转的 构件设计所述的相同步骤进行。

2)    假定扭矩为零，进行 剪力设计。 该设计按照根据 NBR6118 对仅承受剪力的构件进行设计时所述的相同步骤进行。

3)    混凝土受压承载力极限状态的验算。 计算扭矩 (Td) 和计算剪力 (Vrd) 应满足以下条件：

 

其中：

         混凝土受压承载力极限剪力。

         混凝土受压承载力极限扭矩。

该准则的值针对构件的每个端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRTCST 参数中。

4)    获取剪力和扭转所需的配筋率。 如果满足混凝土受压承载力极限状态条件，即混凝土能够承受两种作用效应的组合，则将第 1 点和第 2 点计算得到的配筋作为设计配筋，并将该构件标记为已设计。

如果不满足混凝土受压承载力极限状态条件，则将各类配筋对应的参数均设为 2¹⁰⁰.

DSG_CRT         设计准则（Ok 表示构件已完成设计，Not Ok 表示构件未完成设计）。

 

11-B.9      根据以下规范进行剪力和扭转设计 AASHTO《公路桥梁标准规范》

11-B.9.1           剪切验算

1)   获取材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及作用时间获取（请参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

              混凝土 强度。

            钢筋的 屈服强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（请参见命令 ~CSECDMS). 剪切验算所需的数据如下：

             混凝土 截面面积。

3)   获取 规范相关的几何参数。 用于按规范进行剪切计算的几何参数 必须在 CivilFEM 数据库中定义（命令 ~SECMDF）。所需数据如下：

                腹板宽度或 圆形截面直径（命令的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

d                   从受压极纤维到沿 Y 方向的纵向受拉钢筋形心的距离（对于 圆形截面，该距离不得小于从受压极纤维到构件 另一半截面中受拉钢筋形心的距离（命令的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los截面的配筋 数据必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF）。所需数据如下：

a              钢筋与构件纵轴的夹角（参数 ALPHA，属于 命令 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的 钢筋面积，（命令的 AS/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

             配筋分支的 总面积（命令的参数 AS ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距，（命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或通过以下数据：

s               箍筋间距，（命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径，（命令的 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              配筋肢数，（命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   获取截面上的作用内力. El 作用于截面的剪力以及伴随轴力，从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            描述

                        设计剪力

N_u                        伴随设计轴力 （受压为正）

6)   计算 混凝土提供的抗剪承载力。 首先计算混凝土的抗力（V_c) 通过下式：

 

其中：

           混凝土抗压强度（单位为 psi）的平方根（始终取小于 100 psi 的值）。

如果截面承受轴向压应力，则取：

其中 N_u/A_g 以 psi 表示。

如果截面承受拉应力，且拉应力小于 500 psi，则取：

如果截面承受拉应力，且拉应力大于 500 psi，则取 V_c=0.

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VC           截面中混凝土提供的抗剪 承载力

 

7)   计算 抗剪钢筋提供的抗剪承载力。钢筋提供的承载力（V_s) 通过以下表达式计算：

 

其中：

                 是抗剪钢筋的横截面积。

s               是沿纵轴测量的箍筋间距。

f_y              是抗剪钢筋的屈服强度（不大于 60000 psi）。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VS           横向钢筋提供的抗剪强度

8)   截面的名义抗剪强度。 La 截面的名义抗剪强度 (V_n) 是混凝土提供的抗剪强度与抗剪钢筋提供的抗剪强度之和：

该名义抗剪强度及其与计算剪力的比值存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VN                  截面的名义抗剪强度。

CRTVN          计算剪力 (V 与_u) 及抗力 V_n

如果混凝土提供的抗力 为零，且截面中未定义抗剪钢筋 V _n=0，因此将给判据赋值为 –1。

9)   抗剪判据的 确定。 截面的抗剪有效性取决于 是否满足不等式：

f               截面承载力的 折减系数，（对于剪力和扭转，=0.85）。

因此，抗剪有效性判据定义为：

 

该值针对每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件的 CRT_TOT 参数中。

如果混凝土提供的抗力 为零，且截面中未定义抗剪钢筋 V _n = 0，因此将给判据赋值为 2¹⁰⁰.

数值 f·V_n 存储在 VFI 中。

11-B.9.2           抗扭验算

构件的抗扭验算按照 ACI-318 进行，取 f=0.85.

11-B.9.3           剪切和扭转组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面验算，采用 ACI-318 标准所使用的流程，取 f=0.85.

11-B.9.4           抗剪设计

按照 ACI-318 进行剪力钢筋设计包括以下步骤：

1)   获取 材料的强度性能。 从与每个横截面关联的材料以及作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

              混凝土 强度。

            钢筋的 屈服强度。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~CSECDMS). 抗剪验算所需的数据如下：

            混凝土 截面面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。 用于抗剪计算且取决于各规范的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（命令 ~SECMDF). 所需数据为：

                腹板宽度或 圆形截面直径，（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数~SECMDF).

d                   从受压边缘纤维到按 Y 方向布置的纵向受拉钢筋形心的距离（对于圆形截面，该距离不应小于从受压边缘纤维到构件另一半截面受拉钢筋形心的距离， （命令的 D_Y 或 D_Z 参数~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 En 在 剪力钢筋设计中，可以指定角度a 其与构件纵轴之间的夹角。该角度应存储在每个单元相应的配筋数据中，即命令的 ALPHA 参数~RNFDEF o ~RNFMDF. 如果该值为零或未定义，则取a=90º。其余与钢筋有关的数据将被忽略。

5)   获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的剪力以及相应的轴力均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            描述

                        计算剪力

N_u                        同时作用的计算轴力

6)   混凝土提供的抗剪承载力计算。 首先计算混凝土的承载力（V_c）采用下式计算：

其中：

           混凝土抗压强度（psi）的平方根（始终取小于 100 psi 的值）。

如果截面承受轴向压力，则取：

其中 N_u/A_g 以 psi 表示。

如果截面承受轴向拉力，且拉应力小于 500 psi，则取：

如果截面承受轴向拉力，且拉应力大于 500 psi，则取 V_c=0.

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VC                  混凝土提供的抗剪承载力

7)   所需钢筋的贡献。 为使截面能够抵抗剪力，必须满足：

 

因此，钢筋必须承受的剪力为：

如果钢筋必须抵抗的剪力不满足上述不等式，则无法对该截面进行设计，因此存储钢筋信息的参数将标记为2¹⁰⁰.

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

VS                  钢筋提供的所需抗剪承载力。

8)   所需钢筋配筋率。 得到抗剪钢筋必须承受的作用力后，根据下式计算钢筋：

其中

                 是抗剪钢筋的横截面面积。

s               为沿纵轴测量的箍筋间距。

f_y              为抗剪钢筋的屈服强度（不大于 60000 psi）。

设计钢筋的单位长度面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

在这种情况下，该构件将被标记为已设计（前提是该构件的两个截面的设计均正确）。

11-B.9.5           抗扭设计

抗扭钢筋设计按照 ACI-318 标准进行。

11-B.9.6           抗剪与抗扭组合设计

对于同时承受剪力和扭矩的截面设计，采用 ACI-318 标准所使用的流程。

11-B.10         根据 SP 52-101-03 y SP 63.13330.2012

11-B.10.1       抗剪验算

根据俄罗斯规范进行构件抗剪验算СП 52-101-03 y СП 63.13330.2012 包括以下步骤：

1)    获取材料的抗力性能。这些属性取自与每个横截面及作用时间相关的材料属性（参见命令 ~CFMP) 这些材料属性必须 预先定义。 所需数据如下:

       混凝土的抗压计算强度.

      混凝土的抗拉计算强度.

        纵向钢筋的 计算屈服强度。

     剪切钢筋的 计算屈服强度。

2)    获取规范相关的几何参数。 Los 用于规范相关剪切计算的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下:

b                   沿有效高度方向的截面最小宽度，（命令中的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

                 截面的有效高度，（命令中的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何针对每种规范和有效截面计算所需数据。

3)    获取 与规范相关的参数和系数。用于剪切计算的规范特定参数必须预先在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据 包括:

              混凝土条带的计算 系数（命令的 PHIB1 参数 ~SECMDF). 默认情况下，j_b1 = 0.3

4)    获取截面配筋数据。 Los构件截面的配筋 数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据 包括:

    单位长度配筋 面积（命令的 ASSY 或 ASSZ 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

          配筋肢的 总面积（命令的 ASSY 或 ASSZ 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

            箍筋 间距（命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

            箍筋间距， 命令的 S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋 直径，命令的 PHI 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋 肢数，命令的 NY 或 NZ 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)    获取截面上的作用内力. El作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和弯矩，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV).

力                   说明

Q                           计算剪力

N                           相应的计算轴力

M                          相应的计算弯矩

 

6)    计算用于考虑拉应力和压应力的系数

7)    倾斜截面之间混凝土条带的验算。 计算剪力 (Q) 应小于或等于抗剪计算承载力：

结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

Q1                   混凝土条带的抗剪计算承载力。

CRTQ1          计算剪力 (Q) 与承载力 Q1 之比。

8)    倾斜截面中受弯构件的验算。 应验算以下条件：

              为 混凝土的抗剪承载力。

        为 纵向钢筋的抗剪承载力。

抗剪钢筋的贡献按下式确定：

结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

QB                  混凝土的抗剪承载力

 

QSW              箍筋的抗剪承载力。

Q2                   倾斜截面的抗剪承载力。

CRTQ2          计算剪力（Q）与抗剪承载力 Q2 之间的比值。

如果 Q2=0，则 CRTQ2 取值 为 2¹⁰⁰.

 

9)    剪切验算准则的确定。 抗剪验算准则用于指示截面在计算作用下是否满足要求（当其小于 1 时，截面被认为有效；而当其大于 1 时，截面无效）。此外，还可反映作用效应距离截面极限承载力的远近程度。抗剪有效性准则定义为:

对于每个端部，该值均作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 的结果文件中。

11-B.10.2       抗扭验算

根据 СП 52-101-03 y y СП 63.13330.2012  由以下步骤组成：

1)    材料抗力特性的确定。 从与每个横截面关联的材料以及激活时间获取（参见命令 ~CFMP). 所需数据如下:

       混凝土抗压计算强度.

        纵向钢筋的 计算屈服强度。

     剪切钢筋的 计算屈服强度。

2)    获取 规范相关几何参数. 规范相关扭转计算所使用的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下:

ZA            扭转有效截面的 主长度。

ZB            扭转有效截面的 次长度。

公式中使用 Z₁ y Z₂，它们表示扭转有效截面的长度。这些长度取以下情况中的不利者：

 

11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何针对每个规范和有效截面计算所需数据。

3)    获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋数据应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据为：

横向 配筋

        单位长度的横向钢筋 面积（命令的 AST/S 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可通过以下方式指定配筋率：

             扭转箍筋 面积（命令 AST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋 间距（命令 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋 间距（命令 ST 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋 钢筋直径（命令 PHIT 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

配筋 纵向

            纵向配筋 总面积（命令 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，还可以通过以下方式指定配筋率：

             纵向钢筋的 直径，（命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋数量，（命令的 N 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

4)    获取 截面上的作用内力. El 作用于截面上的扭矩取自 CivilFEM 结果文件 （.RCV）。

内力            说明

T                          计算 扭矩

 

5)    计算抗扭配筋所能承受的最大扭矩。 计算扭矩（T）必须小于或等于抗扭计算承载力：

 

 

 

其中：

           长度 Z 内现有纵向钢筋的 面积₁. 假定抗扭纵向钢筋均匀分布。因此:

该值 还必须满足以下条件：

计算结果将作为以下参数 存储在 CivilFEM 结果文件中:

TSW1             箍筋可承受的 最大计算扭矩。

TS1                 扭转纵向钢筋可承受的最大计算扭矩。

TR                   抗扭 力矩

CRT_TOT      计算扭矩与 抗扭承载力之比。

11-B.10.3       剪切和扭转组合验算

对于同时承受剪力和扭矩的截面， 按以下流程进行验算:

1)    考虑剪力为零的扭转验算。 此验算 按照纯扭转构件验算的相同步骤进行。

2)    考虑扭矩为零的剪切验算。 采用与仅承受剪力的构件验算相同的 步骤。

3)    剪力与扭矩组合验算。 剪力验算 按照前述步骤进行：

计算扭矩 (T) 应 满足以下条件：

)

 

计算结果存储在 CivilFEM 结果文件中， 对应以下参数:

QB                  混凝土的 抗剪承载力

QSW              箍筋的 抗剪承载力。

Q2                   倾斜截面的 抗剪承载力。

CRTQ2          计算剪力 (Q) 与 抗剪承载力 Q2 之比。

如果 Q2=0，则 CRTQ2 取值 为 2¹⁰⁰.

TSW1             箍筋可承受的 最大计算扭矩。

TS1                 扭转纵向钢筋可承受的 最大计算扭矩。

TR                   抗扭 扭矩

CRTTOR       计算扭矩与 抗扭扭矩之比。

CRT_TOT      总 准则。

 

如果 Q2=0，则 CRT_TOT 取为 2¹⁰⁰.

11-B.10.4       抗剪设计

根据 进行抗剪钢筋设计СП 52-101-03 y y СП 63.13330.2012  由以下步骤组成:

1)    获取材料的抗力性能. 这些性能取自与每个横截面及每个有效时间相关联的材料. 这些材料性能必须预先定义（参见命令 ~CFMP). 所需数据如下：

       混凝土抗压设计强度.

      混凝土抗拉设计强度.

        纵向钢筋设计 屈服强度。

     抗剪钢筋设计 屈服强度。

2)    获取与规范相关的几何参数。 Los 规范相关的剪切计算所使用的几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为:

b                     沿有效高度方向的截面最小宽度（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ ~SECMDF).

                 截面的有效高度（命令中的参数 D_Y 或 D_Z ~SECMDF).

3)    获取与规范相关的参数和系数。剪切计算所需的规范专用参数必须预先在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据为:

              混凝土条带的计算系数（命令中的参数 PHIB1 ~SECMDF). 默认情况下，j_b1 = 0.3

4)    获取截面上的作用内力. El作用于截面上的剪力，以及相应的轴力和弯矩，均从 CivilFEM 结果文件（.RCV).

力                 描述

Q                           计算剪力

 

 

5)    计算用于考虑拉应力和压应力的系数

6)    检查截面是否需要抗剪钢筋. 首先检查计算剪力 (Q) 是否小于或等于截面之间一条混凝土条带的抗剪承载力 (Q₁):

 

 

其中 Q₁ 是一条混凝土条带的抗剪计算承载力。

该计算阶段的结果将针对构件的每个端部写入以下参数:

Q1                   一条混凝土条带的抗剪计算承载力。

CRTQ1          计算剪力 (Q) 与抗剪承载力 Q1 之比。

如果混凝土条带中的计算剪力大于抗剪承载力，则无法 进行钢筋设计，因此存储配筋率的参数将标记为 2¹⁰⁰.

在这种情况下 该构件将被标记为未进行设计.

7)    混凝土可承受的最大剪力。 混凝土的抗剪承载力 按以下公式确定：

              是 混凝土的抗剪承载力。

 

该计算阶段的结果将针对构件的每个端部 写入以下参数中:

QB                  混凝土抗剪承载力

8)    横向钢筋的贡献. 受剪截面的有效性条件为:

              是 在上一点计算得到的混凝土抗剪承载力。

        是 纵向钢筋的抗剪承载力。

抗剪钢筋的贡献 由以下公式确定：

因此，钢筋的贡献 应为：

计算阶段的结果将针对构件的每个端部写入以下参数:

QSW              箍筋的抗剪承载力。

Q2                   倾斜截面的抗剪承载力。

9)    所需配筋率。 获得抗剪钢筋必须承受的内力后，根据以下公式计算抗剪钢筋：

 

 

其中：

   单位长度抗剪钢筋的面积。

所设计钢筋的单位长度面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中:

 

在这种情况下，构件将被标记为已设计（前提是该构件两个截面的设计均正确）。

如果无法完成设计，则将钢筋赋值为 2¹⁰⁰ ，并将该构件存储为未设计。

DSG_CRT         设计准则 （Ok 表示构件已完成设计，NoOk 表示构件未完成设计）。

11-B.10.5       扭转设计

根据 torsión钢筋的设计 СП 52-101-03 y y СП 63.13330.2012包括以下 步骤:

1)    获取材料的 承载性能。这些参数取自与每个横截面关联的材料以及有效时间点的材料（参见命令 ~CFMP). 所需数据包括:

       混凝土抗压设计强度.

        纵向钢筋设计 屈服强度。

     剪切钢筋设计 屈服强度。

2)    获取规范相关的 几何参数. 用于规范相关扭转计算的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据包括:

ZA            抗扭有效截面的主长度。

ZB            抗扭有效截面的次长度。

计算公式中使用 Z₁ y Z₂，它们表示抗扭有效截面的长度。这些长度取以下情况中的最不利情况：

11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何针对每种规范和有效截面计算所需数据。

3)    获取 截面配筋数据。 Son 需要用于扭转设计的纵向钢筋数据。所需数据包括：

纵向 钢筋

            纵向钢筋总 面积，（命令的 ASL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述钢筋数据外，还可通过以下方式指定配筋率：

             纵向钢筋的 直径，（命令的 PHIL 参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              纵向钢筋根数（命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

 

4)    截面作用内力的获取. El 截面上的扭矩取自 CivilFEM 结果文件（.RCV）。

内力            描述

T                          计算扭矩

 

5)    所需横向钢筋配筋率. 计算扭矩（T）必须小于或等于计算抗扭矩：

 

其中：

                横向钢筋能够承受的最大计算扭矩。

                  纵向钢筋能够承受的最大计算扭矩。

抗扭纵向钢筋的贡献由下式确定：

其中：

A_s,1           长度 Z 范围内现有纵向钢筋的面积₁. 假定抗扭纵向钢筋均匀分布。 因此:

 

抗扭纵向钢筋的这一贡献根据已定义的纵向钢筋计算。因此，横向钢筋的贡献为:

 

 

其中：

 

因此，所需横向钢筋由下式得到：

 

此外，该值还必须满足以下条件:

计算结果作为以下参数存储在 CivilFEM 结果文件中:

ASTTNEC     承受计算扭矩 (T) 所需的横向钢筋

RNFRAT       钢筋配比：

 

如果 Ast/s=0，则 CRTRNF 取值为 2¹⁰⁰.

 

10)   所需纵向和横向钢筋的配筋率。在上一节中，横向钢筋的计算基于已定义的纵向钢筋。计算纵向和横向钢筋时使用以下方程：

 

 

其中：

A_s,1           长度 Z 范围内现有的纵向钢筋面积₁. 假定抗扭纵向钢筋均匀分布。 因此:

此外，该值还必须满足以下条件

 

因此，截面的钢筋由下式确定：

 

这些 钢筋针对不同的取值进行计算，Z₁ y Z₂， 其表示抗扭有效截面的长度：

获得 各情况下的钢筋值后，针对可能的 取值校核其承载力，Z₁ y Z₂。这样，CivilFEM 将获得在可能的 取值中最不利情况下所需的最小钢筋值，Z₁ y Z₂.

 

计算 结果将作为以下参数存储在 CivilFEM 的结果文件中:

TSW1             经过设计的箍筋能够承受的最大 计算扭矩.

TS1                 经过设计的抗扭纵向钢筋能够承受的最大计算扭矩.

TR                   抗扭矩

CRTTOR       计算扭矩与抗扭承载力之比.

 

ASTT              面积 按设计横向钢筋每单位长度计

ASLT              面积设计纵向钢筋的面积

如果对构件的两个截面均完成横向钢筋的设计和纵向钢筋的设计，则该构件将标记为已设计.

如果无法进行设计，则将钢筋赋值为 2¹⁰⁰ ，并将该构件存储为未设计。

DSG_CRT         设计准则（Ok 表示构件已完成设计，NoOk 表示构件未完成设计）。

11-B.11         根据 IS 456 进行剪切和扭转设计

11-B.11.1       剪切验算

根据 IS 456 对构件进行剪切验算包括以下步骤：

1)   获取 材料的承载性能。 这些参数根据与每个横截面关联的材料属性以及作用时间 确定（参见命令 ~CFMP). 所需数据如下：

          混凝土 特征强度。

           钢材的 屈服强度。

           混凝土 折减系数。

           钢材 折减系数。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 剪切验算所需的数据如下：

          混凝土截面的 总面积。

3)   获取 规范相关几何参数。 用于规范相关抗剪计算的 几何参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF)。所需数据如下：

            截面的有效宽度，（命令的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

d                截面的有效高度，（命令的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF).

          配筋率 超出所考虑截面有效高度范围的受拉钢筋的 配筋率，但在支座处应取受拉钢筋的总面积。，（命令的 RHO1 参数 ~SECMDF):

第 11-A.7 节 "抗剪和扭转计算前的注意事项 " 详细说明了如何针对每种规范和有效截面计算所需数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los 构件截面的配筋 数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据为：

a              钢筋与构件纵轴的 夹角，（命令 ALPHA 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的钢筋面积，（命令 AS/S 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述钢筋数据外，还可通过以下参数指定配筋率：

             钢筋各肢的 总面积，（命令 AS 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距， （命令 S 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距， （命令 S 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋 直径，（命令 PHI 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋肢数， （命令 N 参数的~RNFDEF o ~RNFMDF).

5)   截面作用内力的 获取. El 作用于截面的剪力以及相应的轴力，可从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            描述

                        计算剪力

                         伴随轴力

6)    剪切名义应力 的计算。 通过以下公式计算：

 

 

对于每个端部，该应力在 CivilFEM 结果文件中写为：

TAOV             剪切名义 应力。

7)   最大允许应力 验算。 验算与计算剪力相对应的名义应力是否小于或等于最大 剪切应力：

 

其中 t_{c max}根据混凝土类型，c max 在表 20 中给出：

 

此计算阶段的结果对于每个端部，在 CivilFEM 结果文件中 作为以下参数写出：

TCMAX          最大剪应力。

CRTCMAX    名义剪应力与最大剪应力之比。

 

8)   截面抗剪承载力的计算。 La 抗剪承载力按混凝土提供的承载力与抗剪钢筋提供的承载力之和进行评估：

其中：

               截面抗剪承载力

               混凝土提供的承载力

               抗剪钢筋提供的承载力

混凝土提供的承载力：

其中 t_c 根据混凝土类型和纵向钢筋配筋率，在表19中给出：

 

对于承受压轴力 P 的构件_u，表 19 中给出的混凝土抗剪强度乘以下列系数：

对于抗剪钢筋提供的抗剪强度：

f_y             钢筋的特征强度 (f_y £ 415 N/mm²)

         为抗剪钢筋的横截面面积

s              为沿纵轴测量的箍筋间距

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

 

TC                  设计剪应力

VUC              混凝土对抗剪强度的贡献

VUS              抗剪钢筋对抗剪强度的贡献

VUT               截面的设计抗剪强度。

CRVUT          计算剪力 (V 之间的关系_u) 与抗力 V_ut 对截面 而言。

Si V_ut = 0，则为 CRVUT 赋值 2¹⁰⁰.

 

9)   剪力准则 的确定。 剪力准则表示截面在该作用下是否有效（如果小于 1，则截面满足 规范要求；如果大于 1，则截面无效）。此外，还可反映该作用与截面 极限抗力之间的接近程度。剪力有效性准则定义为：

该值针对每个 端部存储在 CivilFEM 结果文件中，参数名为 CRT_TOT。

值为 2¹⁰⁰ 在 该准则中表示 V_ut 计算结果为零。

11-B.11.2       复合弯曲、剪力和扭矩组合验算

根据 IS 456，对复合弯曲、剪力和扭矩组合进行构件验算包括以下 步骤：

1)   获取材料的抗力性能。 从与每个横截面关联的材料以及作用时间获取（参见命令 ~CFMP).

2)   获取截面的几何数据。 Los 截面的几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS).

3)   获取规范相关的几何参数。 用于规范相关扭转计算的几何参数应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF)。所需数据如下：

                截面的有效宽度（命令中的参数 BW_VY 或 BW_VZ，~SECMDF).

d                   截面的有效高度（命令中的参数 D_Y 或 D_Z，~SECMDF).

             配筋率 超过所考虑截面有效高度范围的受拉钢筋配筋率；但在支座处，应采用受拉钢筋的全部面积。,（命令的 RHO1 参数~SECMDF):

 

,        横向箍筋之间角部钢筋的中心距，分别沿截面宽度和高度方向测量（命令的 Y1 和 Z1 参数~SECMDF).

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项 " 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 Los 截面配筋数据 应包含在 CivilFEM 数据库中（参见命令~RNFDEF y ~RNFMDF). 所需数据如下：

弯曲纵向 配筋

取自截面中定义的弯曲配筋分布（参见命令~RNFDEF o ~RNFMDF)

剪切横向 配筋

a              配筋与构件纵轴的夹角（命令的 ALPHA 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

         单位长度的钢筋面积，（命令 AS/S 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述配筋数据外，也可通过以下方式指定配筋率：

             钢筋分肢的 总面积，（命令的 AS 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距， （命令的 S 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

f               钢筋直径， （命令的 PHI 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

N              钢筋分肢数， （命令的 N 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

抗扭 横向钢筋

        单位长度的横向钢筋面积，（命令 AST/S 的参数 ~RNFDEF o ~RNFMDF).

除上述钢筋数据外，也可通过以下参数指定 配筋率：

A_s             抗扭箍筋 面积，（命令的 AST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

s               箍筋 间距，（命令的 ST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

或者通过以下数据：

s               箍筋间距 （命令的 ST 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

             箍筋直径 （命令的 PHIT 参数~RNFDEF o ~RNFMDF).

配筋 抗剪纵向配筋

忽略。

5)   获取 截面上的作用内力. Los 截面上的作用内力从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

                        计算剪力

                        计算扭矩

                         同时作用的轴力

                       伴随弯矩

6)   等效剪力 的计算。 等效剪力按 下式计算：

其中 V_e 是等效 剪力

7) 等效剪切名义应力 的计算。 按下式 计算：

对于每个端部，该应力在 CivilFEM 结果文件中写为：

TAOVE          剪切名义 应力。

8)   最大允许应力 的校核。 校核与等效剪力对应的等效名义应力是否小于或等于 最大剪切应力：

其中 t_{c max}根据混凝土类型，取值见表20：

 

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，作为以下参数：

TCMAX          最大剪应力。

CRTCMAX    名义剪应力与最大剪应力之比。

9)   横向钢筋需求验算。当等效名义应力不超过设计应力时，无需设置横向钢筋 t_c:

其中 t_c根据混凝土类型和纵向钢筋配筋率，取值见表19：

 

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，作为以下参数：

ATT                 所需横向钢筋面积。

 

CRTATT        所需横向钢筋面积与规定横向钢筋面积之比 （剪切和扭转横向钢筋面积之和）。

 

10)      所需横向钢筋的 计算。 如果等效名义应力 超过设计应力，则通过下式计算所需横向钢筋：

 

ATT                 所需横向钢筋 面积。

CRTATT        所需横向钢筋面积与规定横向钢筋面积之比 （剪切和扭转横向钢筋面积之和）。

                        如果 剪切和扭转横向钢筋为零，则 A_ss/s+A_st/s=0， 则将准则赋值为 2¹⁰⁰.

 

11)      纵向钢筋的 校核。 在此阶段，校核规定的受弯纵向钢筋是否足以承受通过下式计算的 等效弯矩：

 

其中

M_el            等效 弯矩

M_t             扭矩产生的 增量：

 

D              总 高度

采用该等效弯矩进行直线组合弯曲验算（按照命令参数中选择的方向）。有关此计算过程的更多信息，请参见《理论手册》中关于组合弯曲的章节。

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

MT                  扭矩产生的 弯矩增量

MEL                计算中采用的 等效弯矩

CRTASL        作用应力与使截面达到极限的 相似应力之间的比值

12)      总验算准则的 确定。轴力、弯曲、剪力和扭转组合验算的准则取上述各项局部准则的包络值。如果该准则小于 1，则认为截面有效；如果大于 1，则认为截面无效：

CRT_TOT = Max {CRTCMAX; CRTATT; CRTASL)

该值作为参数 CRT_TOT 存储在 CivilFEM 结果文件中构件的每个 端部。

值为 2¹⁰⁰ 在 此准则中表示未定义剪切和扭转横向钢筋。

 

11-B.11.3       剪切配筋设计

根据 IS 456 进行剪切配筋设计包括以下步骤：

1)   获取 材料的抗力特性。这些参数从与每个横截面关联的材料属性以及活动时间的材料属性中 获取（参见命令 ~CFMP). 所需数据为：

            混凝土 特征强度。

              钢材 屈服极限。

             混凝土 减小系数。

             钢材 减小系数。

2)   获取 截面的几何数据。 Los 截面的 几何数据应包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS). 剪切验算所需的数据包括：

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 与规范相关的几何参数。 用于与规范相关的剪切计算的几何参数 应在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据包括：

                截面的有效宽度 （命令中的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

d                   截面有效 高度（命令的 D_Y 或 D_Z 参数~SECMDF).

             配筋率 超出所考虑截面有效高度范围的受拉钢筋的 配筋率，但在支座处应取受拉钢筋的总面积。（命令的 RHO1 参数~SECMDF):

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的考虑事项" 详细说明了如何计算每种规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面配筋数据。 En 在 剪切钢筋设计中，可以指定其角度a 与构件纵轴的夹角。该角度应存储在每个 单元相应的截面数据中，即命令的 ALPHA 参数~RNFDEF y ~RNFMDF。如果该值为零或 未定义，则取a=90º。其余 与钢筋有关的数据将被忽略。

5)   获取 截面中的作用内力. El 作用于该截面的剪力以及相应的轴力均从 CivilFEM 结果文件（.RCV）中获取。

内力            说明

                        计算 剪力

                         相应 轴力

6）计算 剪切名义应力。按下式计算：

 

对于每个 端部，该应力在 CivilFEM 结果文件中记为：

TAOV             剪切名义 应力。

7）   验算 允许最大应力。验算与计算剪力相对应的名义应力 是否小于或等于剪切最大应力：

其中 t_{c max}根据混凝土类型，取值见表20：

 

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，作为以下参数：

TCMAX          最大剪切应力。

CRTCMAX    名义剪切应力与最大剪切应力之比。

如果名义剪切应力大于最大剪切应力，则无法对钢筋进行设计，因此存储配筋率的参数将标记为2¹⁰⁰.

在这种情况下，该构件将标记为未完成设计。

8)   所需抗剪钢筋的贡献。 抗剪承载力等于混凝土提供的承载力与抗剪钢筋提供的承载力之和：

其中：

               截面的 抗剪承载力

               混凝土提供的 承载力

               抗剪钢筋提供的 承载力

因此，钢筋的贡献应为：

混凝土提供的 承载力：

其中 t_c 根据混凝土类型和纵向钢筋配筋率，按表19 给出：

 

对于承受轴向压力P的构件_u, 表19中给出的混凝土抗剪强度乘以下列系数：

V 的值_us 对每个 端部均写入 CivilFEM 结果文件中的以下参数：

VUS               钢筋的设计剪力

9)   所需抗剪钢筋的计算。 抗剪钢筋提供的抗力：

fy              钢筋的特征强度（fy £ 415 N/mm²)

A_sw           为抗剪钢筋的横截面面积。

s               为沿纵向轴线测量的箍筋间距。

因此：

 

 

已设计配筋的单位长度面积存储在 CivilFEM 结果文件的以下参数中：

在这种情况下，该单元将被标记为已设计（前提是该单元的两个截面的设计均正确）。

如果无法进行设计，则将配筋赋值为 2¹⁰⁰ ，并将该单元存储为未设计。

DSG_CRT            设计准则 （Ok 表示该单元已完成设计，NotOk 表示该单元未完成设计）。

11-B.11.4       设计： 组合弯曲、剪力和扭转

根据 IS456，对组合弯曲、剪力和扭转进行纵向和横向配筋设计包括以下步骤：

1)   获取材料的抗力性能。 从与各横截面关联的材料以及有效时间获取（参见命令 ~CFMP).

所需数据如下：

            混凝土 特征强度。

              钢材 特征强度。

             混凝土 折减系数。

             钢材 折减系数。

2)   获取截面的 几何数据。 Los 截面的 几何数据必须包含在 CivilFEM 数据库中（命令 ~CSECDMS)

             混凝土截面的 总面积。

3)   获取 规范相关几何参数。用于规范相关扭转计算的几何 参数必须在 CivilFEM 数据库中定义（参见命令 ~SECMDF). 所需数据如下：

                截面的有效宽度，（命令中的 BW_VY 或 BW_VZ 参数 ~SECMDF).

d                   截面的有效高度，（命令中的 D_Y 或 D_Z 参数 ~SECMDF).

             配筋率 超出所考虑截面有效高度范围的受拉钢筋配筋率，但在支座处应取受拉钢筋的总面积。，命令中的 RHO1 参数 ~SECMDF):

 

第 11-A.7 节 "剪切和扭转计算前的注意事项" 详细说明了如何计算每个规范和有效截面所需的数据。

4)   获取 截面的配筋数据。 对于 纵向钢筋的 设计需要定义受弯钢筋的分布。在横向钢筋的设计中，可以指定其与构件纵轴之间的 角度 a 与构件纵轴之间的角度。该角度应存储在每个 构件相应的截面数据中，即命令 ~RNFDEF y ~RNFMDF。如果该值为零或 未定义，则取 a=90º。其余 与钢筋有关的数据将被忽略。

5)   获取 截面上的作用内力. Los 截面上的作用内力从 CivilFEM 结果文件 (.RCV) 中获取。

内力            说明

                        计算剪力

                        计算扭矩

                         伴随轴力

                       伴随弯矩

6)   等效剪力的 计算。 等效剪力按以下 公式计算：

其中 V_e 为等效 剪力

7) 等效剪切名义应力的 计算。 通过以下公式计算：

对于每个端部，该应力在 CivilFEM 结果文件中写为：

TAOVE          名义剪切应力。

8)   最大允许应力验算。验算与等效剪力对应的等效名义应力是否小于或等于最大剪切应力：

其中 t_{c max}根据混凝土类型，c max 的取值见表 20：

 

此计算阶段的结果对于每个端部在 CivilFEM 结果文件中写为以下参数：

TCMAX          最大剪应力。

CRTCMAX    名义剪应力与最大剪应力之比。

如果名义剪应力大于最大剪应力，则无法进行钢筋设计，因此存储横向钢筋的参数将标记为 2¹⁰⁰.

9)   横向钢筋需求验算。 当等效名义应力不超过设计应力时，不需要此横向钢筋 t_c:

其中 t_c 根据混凝土类型和纵向钢筋配筋率，按表 19 确定：

 

本计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，作为以下参数：

ATT                 所需横向钢筋面积。

 

10)      所需横向钢筋的计算。 如果等效名义应力 超过设计应力，则通过下式计算所需横向钢筋：

 

ATT                 所需横向钢筋 面积。

11)      纵向钢筋的计算。 在此阶段，评估承受通过下式计算的等效弯矩所需的 受弯钢筋配筋率：

 

其中

           等效 弯矩

            扭矩产生的 增量：

T_u             扭矩

D              总 高度

采用此等效弯矩，按直线复合受弯进行设计（根据命令参数中选定的方向）。有关此计算 过程的更多信息，请参见《理论手册》第 11-A.3 和 11-A.4 节。

此计算阶段的结果将针对每个端部写入 CivilFEM 结果文件，参数如下：

MT                  扭矩产生的 弯矩增量

MEL                计算中采用的 等效弯矩

REINFACT    为使截面满足要求，需要将可缩放的受弯纵向钢筋 乘以的系数。

如果配筋系数大于命令中设定的配筋上限，则无法进行设计，因此弯曲纵向钢筋的配筋系数将标记为 2¹⁰⁰.

如果无法对任一端部的某些钢筋进行设计，则相应构件将作为未设计构件存储。

DSG_CRT     设计准则（Ok 表示构件已完成设计，NotOk 表示构件未完成设计）。