復合受力下鋼筋混凝土構(gòu)件統(tǒng)一計算模式研究.pdf

1、試驗表明，鋼筋混凝土構(gòu)件在復雜受力時，各種受力狀態(tài)之間存在承載力相關性?，F(xiàn)行GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)未考慮或者部分考慮承載力相關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性對鋼筋混凝土構(gòu)件在壓彎剪扭四種力作用下的構(gòu)件承載力相關性進行了研究。
　　對《規(guī)范》剪扭構(gòu)件的計算方法進行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》在考慮剪扭構(gòu)件混凝土部分剪扭相關性時所用的“三折線”簡化

2、模型將混凝土部分提供的抗扭和抗剪承載力相關曲線外擴，使得混凝土部分的計算承載力被高估，設計安全度偏低。本文基于直線剪扭相關模型提出兩種修正公式，修正公式一在《規(guī)范》公式的基礎上對混凝土部分的抗扭承載力折減系數(shù)進行修正，修正公式二不區(qū)分抗扭、抗剪鋼筋，具有明確的物理意義，并能返回驗算。從試驗對比、可靠度分析、配筋以及直線相關性模型驗算四方面將中美規(guī)范公式以及修正公式與試驗值進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

3、準》的要求；美國規(guī)范公式可靠指標較高，安全儲備很大；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)濟性也能基本保證結(jié)構(gòu)安全性。
　　對《規(guī)范》偏心受壓構(gòu)件計算方法進行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》偏壓公式具有不連續(xù)不可導性，接近軸壓點的小偏心段較軸壓點趨于不安全，且計算需判斷大小偏心，步驟繁瑣。提出了壓彎統(tǒng)一計算公式，該公式能使受彎、偏壓和軸壓三種承載力計算公式統(tǒng)一起來，具有明確的物理意義。利用統(tǒng)一公式計算對稱配筋偏壓構(gòu)件時可取消判

4、斷大小偏心類別，并且計算所得的鋼筋面積能返回統(tǒng)一公式驗算，統(tǒng)一公式與試驗數(shù)據(jù)擬合較好，且可靠指標滿足《統(tǒng)一標準》的要求，計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《規(guī)范》彎扭計算方法進行了分析，發(fā)現(xiàn)《規(guī)范》在計算彎扭構(gòu)件時沒有考慮彎扭相關性，而是分別按純彎和純扭計算配筋，該做法與國內(nèi)外大量試驗結(jié)論相矛盾，未能正確反映構(gòu)件的受力狀態(tài)，且過高估計了構(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)件的整體相關性，同時考慮了混凝土和鋼筋的彎扭相關性，采用1/4圓弧模型，具有明確的物理意義，配筋能返回公式驗算。將《規(guī)范》公式與修正公式對比發(fā)現(xiàn)，1/4圓弧模型計算模式準確，安全度大幅提高。
　　以彎扭相關性作為連接剪扭相關性和壓彎相關性的橋梁，推導了鋼筋混凝土構(gòu)件承載力計算的統(tǒng)一公式，公式直接考慮了壓彎剪扭四種受力狀態(tài)的承載力相關性。由該公式推