《钢筋混凝土受弯构件承载力影响因素》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土受弯构件承载力影响因素（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的研究、几个基本假定在钢筋混凝土的正截面计算式采取了四个基本假定：1、平截面假定；2、钢筋的应力-应变曲线已知；钢筋的应力-应变曲线图如下3、混凝土的应力-应变曲线已知；混凝土的应力-应变本构关系模型有许多种，这里举出两种较为常用的：(1) Rusch建议的应力-应变曲线图3 Rusch建议的应力-应变曲线 当8 W8时 o,28 xb =/ -()2 c c 8L 00当8 N8时0G = f其中 g 0.002 , s 0.00350cub = f 28, 8、一 （一）2cc88L 0008 b = f (-c0.858 0.1580)8 - 8cu 0其中
2、 8 0 = 0.002 , 8 = 0.0038在我国的混凝土结构设计规范中，混凝土的受压的应力-应变关系 由下列规定取用当8 W 8 0时气=f 1 - （1 -8L）L0当8巳8 0时 c = fc其中 n = 2-&（九广50）, n 0.0028 = 0.0033-（f 化-50）x10-5,8 0.00334、混凝土的抗拉强度可以略去不计。二、正截面承载力计算公式的推导以单筋矩形截面梁为例，在四个基本假定的基础上推导正截面承载力1、压应力等效处理将受压区混凝土的曲线形的压应力图形以矩形的压应力图形来代替，以 简化计算。等效替换的原则为：曲线形的压应力图形和矩形的压应力图形 得到的压
3、应力合力大小相等；曲线形的压应力图形和矩形的压应力图形 得到的压应力合力作用点相同。图5受压区混凝土压应力等效处理图1）采用规范规定的混凝土应力-应变关系（1）合力大小相等矩形压应力图形：P =a f bx = a P f bx11 c1 1 c nyo曲线压应力图形：P =f 1 -(1 -)n bdy + f b(x y )由平截面假定：8 = cu yxny =% x ，08 ncu18P=2fR1 0(n +1)8cuP1 = P2 ,则气 P1= 1 - (n +1)8cu（2）合力作用点相同尤8 、矩形压应力图形：y1 =七-=（1 - -2）七曲 线 压 应 力 图 形c-02)
4、81 (1 )n8:0由平截面假定:bydy + f b(x y )(x 七 丁 *) c n 0 n 2Py = o x ,08 ncu(n + 1)(n + 2)8 2 8 2人J，22(n + 1)(n + 2)8 2 一 2(n + 2)8 8 ncu C(n + 1)(n + 2)8 2 8 2y1 = y2，则料2 一 (n + 1)(n + 2)8 2 (n + 2)8 80 cucu采用Rusch建议的应力-应变曲线规范中采用的应力-应变曲线段中的n取为2时，规范中的应力-应变曲线段与Rusch建议的应力-应变曲线段一致，即气与P1的表达式一致，只是所取的8 c为0.0035不
5、是规范中的0.00333）采用Hognestad建议的应力-应变曲线（1）合力大小相等矩形压应力图形：P=叩申=a p f bx 曲线压应1 1 c n力图形081 (1 )280“ R ,8 -0.858 0.158 bdy + J f ( 0)bdyc 8 8ycu 0由平截面假定：8 = eu y，xny =% x ，则08 ncucu37318040 1208cu（2）合力作用点相同x B矩形压应力图形：V = x 2 = (1 2)x曲线压应力图形:f 1 -(1 -)2 bydy + !f(808 - 0.858 - 0.158、，cu0)byaycy 2 = 4-广 * L。0P
6、由平截面假定:8 = cu y，xny =%x，08 ncu128 2 -8 2y2248 2 一 88 08 xcu)(28 -8 ).1118 2 一 318 08cuy1 = y 2B1128 2 - 8 2128 2 - 48 8 Xn3(8 -8 )(28-8 )Xn+ cu 0 cu 01118 2 一 318 8cucu4）三种应力应变曲线所得的a 1与B 1的比较（混凝土标号小于C50时，8 以取 0.0033）a1B1Rusch建议的应力-应变曲线1.010.798规范取值10.8Hognestad建议的应力-应变曲线1.020.763前两者所得结果相差十分微小，Hognes
7、tad建议的应力-应变曲线所得的a 1与B1与前两者所得结果有所差别，但是差别不是很大2、受弯构件正截面承载力计算对于适筋梁的破坏，单筋矩形截面梁的正截面承载力可由截面混凝 土受压区合力或钢筋拉力求矩得到：rx，rx)M = a f bxh_ 或 M = f A h _ -u1 c102 ；uy s k 02 /=。& h 带入上式：M =a P f bh 2&1 n 0u 1 1 c 0cu s三、影响抗弯强度的因素为了直观地显示出不同的因素对混凝土受弯构件的影响，这里假定一个混凝土受弯构件，通过改变其中单一变量的方式来观察其对Mu影响。1、混凝土应力-应变模型的取用在正截面承载力计算公式的
8、推导式，采用不同的混凝土应力-应变 模型所求得的气与P1的大小会有一定的差异。而为了简化计算，我 国的混凝土结构设计规范中规定在C50及以下的普通强度混凝土， 气与P1的大小分别取为1.0和0.8。2、混凝土极限压应变假设如下：构件尺寸b x h = 250mm x 500mm，a = 35mm，采用 C20 ( f = 9.6N /mm2)、C30 ( f = 14.3N /mm2)、C40(f = 19.1N /mm2)混凝土，HRB335( f = 300N/mm2)、HRB400( f = 360N/mm2)钢筋，E = 2.0x 105N /mm2 gs&广1f，同时 cu还对a 1
9、与P1有影响，所以，在M.计算 n 1+ -L- CU 1 1U Ecu公式中代入这三个量的式子， 0取为0.002。改变cu , M“改变 如下图图6混凝土极限压应变与弯矩的关系123456皿增量133% (0.00150.0035)Mu增量66.4%66.4%66.4%74.4%74.4%74.4%(1、2、3、4、5、6对应所采用混凝土和钢筋如图中图例所示)3、混凝土强度假设如下：构件尺寸b x h = 250mm x 500mm，a = 35mm，采用HRB300C f = 270N/mm2)、HRB335( f = 300N/mm2)、HRB400 yy(f = 360N/mm2)钢
10、筋，E = 2.0 x 105 N / mm2ys在弯矩的计算式中可以很明显地看出，混凝土的抗弯强度设计值 越高，其构件抗弯强度越高，在其他参数不变的情况下，改变混凝土 的标号，由C15至C50，抗度设计值依次为7.2 MPa、9.6 MPa、11.9 MPa、 14.3 MPa、16.7 MPa、19.1 MPa、21.1 MPa、23.1MPa123混凝土抗压 强度设计值221%(7.2MPa23.1MPa)Mu增量221%221%221%（1、2、3对应所采用混凝土和钢筋如图中图例所示）图7混凝抗压强度与弯矩的关系4、配筋率假设如下：构件尺寸b x h = 250mm x 500mm，a
11、 = 35mm，采用C30、C40 混凝土，HRB335 ( f = 300N / mm2)、HRB400 y(f = 360N/mm2)钢筋，E = 2.0 x 105 N / mm2y=fA h -=f (pbh0)h -=f pbh： 1-以祥f11n&fy1 - 0(n +1)8cu这里讨论的受弯构件的抗弯强度都是在适筋梁的前提下进行的， 所以要先求出配筋率的范围。& hba f1n01c p= Lmaxbh0Pmin=max( r0.45 匕 fy ,0.2%J则配筋率在此范围内变化时，有如下图示关系图8纵筋配筋率与弯矩的关系C30,HRB335C40,HRB335C30,HRB33
12、5C40,HRB400Pmax2.62%3.50%2.06%2.75%P min0.21%0.26%0.18%0.21%P增量708% (0.26%2.1%)Mu增量708%708%708%708%5、纵筋强度假设如下：构件尺寸b x h = 250mm x 500mmC25、C35、C45混凝土，配筋率为2%。(V (时 h M = f A h - - = f (pbh ) h -埋iu y s k 02 J y0 k 02 J，a = 35mm，采( 旺=f pbh2 1-0y 0 k 2用)J分别取fy为270 MPa,300MPa和360MPa，所得图如下123纵筋强度增 量33.3%(270MPa360MPa)Mu增量3.39%3.32%3.47%6、截面宽度及截面高度 改变宽度b由200mm变至520mm，高h为500mm，采用5根 直径为25mm的钢筋（面积As=1900mm2）图9纵筋抗拉强度设计值与弯矩的关系( x =a f bx h -x =a fbu1 c I 0 2)图10截面宽度与弯矩的关系123456截面宽度 增量160% (200520mm)Mu增量28.2%16.4%11.5%37.2%20.8%14.4%（1、2、3、4、5、6对应所采用混凝土和钢筋如图中图例所示） 改变高度度h由200mm变至500mm，宽b为250mm，采用
