钢筋混凝土圆截面受弯构件正截面承载力计算VIP免费

四川建筑科学研究SichuanBuildingScience苇3卷第6期2006年1月钢筋混凝土圆截面受弯构件正截面承载力计算张鹏梁，程华，周凌(后勤工程学院军事建筑工程系，重庆400041)摘要：圆截面受弯构件是工程结构中常用的一种构件，现行的钢筋混凝土规范只给出了圆截面受弯构件全截面均匀配筋时的计算方法，而对于非均匀配筋时的计算方法并未给出。本文给出了圆截面受弯构件不均匀配筋时的计算公式，并利用大型通用有限元软件ANSYS进行承载力模拟。结果表明，不均匀配筋比均匀配筋能够提高截面承载力，或者说，不均匀配筋比均匀配筋能够节省钢材用量。关键词：钢筋混凝土；受弯构件；正截面承载力；有限元中图分类号：TU312．1文献标识码：A文章编号：1008—1933(2006)06—0020—04Calculationofcarryingcapacityofthenormalsection0faRCflexuralmemberwithroundsectionZHANGPengliang，CHENGHua，ZHOULing(Dept．ofMilitaryCivilEngineering，LogisticalEngineeringUniversity，Chongqing400041，China)Abstract：Theflexuralmemberwithroundsectioniscommoninstructuralengineering．Theformulaofthecarryingcapacityofthenormalsectionofaflexuralmemberwithroundsectionwhenthesteelbarsarewell—distributedisgiveninChinesecodefordesignofconcretestructures，butthecodedoesn’tgivetheformulawhenthesteelbarsarenotwell—distributed．Then，thisformulaWaSderivedinthisarticle，andbytheuseofANSYSprogram，thecarTyingcapacityofthenomlalsectionWaSsimulated．Theoutcomeindicatedthatthecarryingcapacityishigherwhenthebarsarenotwell—distributed，it’Stosay，whenthesteelbarsarenotwell—distributed，theamountofsteelislower．Keywords：reiiforcedconcrete；flexuralmember；carryingcapacityofnol311al；finiteelement1问题的提出钢筋混凝土圆截面受弯构件是工程结构中常用到的一种构件，文献[1]给出了圆截面受弯构件全截面均匀配筋时的计算方法，但这种配筋方法在弯矩较大时不够经济。假如只在圆截面受弯构件受拉区半圆内配筋，而在受压区配架立钢筋或受压钢筋，则既能充分利用混凝土的强度又节约了钢筋。文献[1]关于圆截面受弯构件全截面均匀配筋时的计算公式(式中各参数的含义和取值详见文献[1])如下：0=1Af1一sin2~ra1+(—)A(1)收稿日期：2005—11．】4作者简介：张鹏梁(1982一)，男，lLJ西朔州人，硕士研究生，主要研究方向：建筑结构的检测与鉴定。E—mail：zpl一128@163．com—。，+f,A。，J兀．I(2)=1．25—2(3)然而，我们经常遇到计算高层建筑深基坑围护结构(例如，钻孔桩和挖孔桩)的情况，由于它们主要承受土压力，所以需要解决圆截面受弯构件不均匀配筋的计算问题，以节约钢筋用量。2不均匀配筋时的计算公式推导2．1基本假设(1)截面应变符合平截面假定；(2)忽略受拉区混凝土的抗拉强度；(3)混凝土的应力一应变曲线为一抛物线，极限压应变占=0．0033；(4)受压区混凝土的应力图形采用等效矩形应力图，其强度值为，受压区的高度为=X，‘Y维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com22四川建筑科学研究第32卷同；钢筋材料的本构关系采用双线型随动硬化模型，屈服段弹性模量取弹性段的1％。模型的材料属性表1R=50cm，C25。Ⅱ级钢Table1R=50cm，C25，secondclasssteel按前面理论计算的材料属I生进行设定。假定混凝土和钢筋粘结良好无滑移。表2R=60cm。C35，Ⅱ级钢Table2R=60cm，C30，secondclasssteel表3R=75cm，C20，Ⅱ级钢Table3R：75cm，C20，secondclasssteel模型的边界条件为一端固定，一端自由。在模型的上表面施加均布面荷载(考虑混凝土和钢筋的自重)，分多个载荷子步逐级加载进行计算，以期得到比较精确的解答。有限元计算模型中混凝土单元的网格划分见图4；钢筋单元的网格划分见图5。图4混凝土单元的网格划分Fig．4Theg—ddivisionofconcreteelements4．2计算结果及比较利用ANSYS计算结果及比较情况见表1～3。图5钢筋单元的网格划分Fig．5Thegriddivisionofsteeldements比较表1，2，3中的理论计算计算结果和有限元分析结果，可以看到有...