復(fù)合受力下鋼筋混凝土構(gòu)件統(tǒng)一計(jì)算模式研究.pdf

1、試驗(yàn)表明，鋼筋混凝土構(gòu)件在復(fù)雜受力時(shí)，各種受力狀態(tài)之間存在承載力相關(guān)性?，F(xiàn)行GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)未考慮或者部分考慮承載力相關(guān)性的做法未能正確合理地反映構(gòu)件的受力狀態(tài)。本文基于剪扭、壓彎和彎扭三種承載力相關(guān)性對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件在壓彎剪扭四種力作用下的構(gòu)件承載力相關(guān)性進(jìn)行了研究。
　　對(duì)《規(guī)范》剪扭構(gòu)件的計(jì)算方法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》在考慮剪扭構(gòu)件混凝土部分剪扭相關(guān)性時(shí)所用的“三折線”簡(jiǎn)化

2、模型將混凝土部分提供的抗扭和抗剪承載力相關(guān)曲線外擴(kuò)，使得混凝土部分的計(jì)算承載力被高估，設(shè)計(jì)安全度偏低。本文基于直線剪扭相關(guān)模型提出兩種修正公式，修正公式一在《規(guī)范》公式的基礎(chǔ)上對(duì)混凝土部分的抗扭承載力折減系數(shù)進(jìn)行修正，修正公式二不區(qū)分抗扭、抗剪鋼筋，具有明確的物理意義，并能返回驗(yàn)算。從試驗(yàn)對(duì)比、可靠度分析、配筋以及直線相關(guān)性模型驗(yàn)算四方面將中美規(guī)范公式以及修正公式與試驗(yàn)值進(jìn)行了較為全面的比較，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》公式安全度偏低，不能滿足《統(tǒng)一標(biāo)

3、準(zhǔn)》的要求；美國(guó)規(guī)范公式可靠指標(biāo)較高，安全儲(chǔ)備很大；而修正公式一和二安全度在中美規(guī)范公式之間，既保證工程經(jīng)濟(jì)性也能基本保證結(jié)構(gòu)安全性。
　　對(duì)《規(guī)范》偏心受壓構(gòu)件計(jì)算方法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》偏壓公式具有不連續(xù)不可導(dǎo)性，接近軸壓點(diǎn)的小偏心段較軸壓點(diǎn)趨于不安全，且計(jì)算需判斷大小偏心，步驟繁瑣。提出了壓彎統(tǒng)一計(jì)算公式，該公式能使受彎、偏壓和軸壓三種承載力計(jì)算公式統(tǒng)一起來(lái)，具有明確的物理意義。利用統(tǒng)一公式計(jì)算對(duì)稱配筋偏壓構(gòu)件時(shí)可取消判

4、斷大小偏心類別，并且計(jì)算所得的鋼筋面積能返回統(tǒng)一公式驗(yàn)算，統(tǒng)一公式與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合較好，且可靠指標(biāo)滿足《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的要求，計(jì)算所得的鋼筋面積與規(guī)范公式比較接近，滿足工程精度要求。
　　對(duì)《規(guī)范》彎扭計(jì)算方法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》在計(jì)算彎扭構(gòu)件時(shí)沒(méi)有考慮彎扭相關(guān)性，而是分別按純彎和純扭計(jì)算配筋，該做法與國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)結(jié)論相矛盾，未能正確反映構(gòu)件的受力狀態(tài)，且過(guò)高估計(jì)了構(gòu)件的承載力。由于規(guī)范未考慮彎扭的相互減弱作用，試驗(yàn)值與規(guī)范公式比

5、值的平均值較小，變異系數(shù)較大，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合較差，安全度偏小。本文建議的修正公式基于構(gòu)件的整體相關(guān)性，同時(shí)考慮了混凝土和鋼筋的彎扭相關(guān)性，采用1/4圓弧模型，具有明確的物理意義，配筋能返回公式驗(yàn)算。將《規(guī)范》公式與修正公式對(duì)比發(fā)現(xiàn)，1/4圓弧模型計(jì)算模式準(zhǔn)確，安全度大幅提高。
　　以彎扭相關(guān)性作為連接剪扭相關(guān)性和壓彎相關(guān)性的橋梁，推導(dǎo)了鋼筋混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算的統(tǒng)一公式，公式直接考慮了壓彎剪扭四種受力狀態(tài)的承載力相關(guān)性。由該公式推