[doc] 钢筋混凝土双筋梁受压区高度的确定

[doc] 钢筋混凝土双筋梁受压区高度的确定 钢筋混凝土双筋梁受压区高度的确定 40低温建筑技术20?年第3期(总第93期) 钢筋混凝土双筋梁受压区高度的确定 焦学英, (辽宁工学院土木建筑系. 何秀斌 辽宁锦州121001) 【摘要】通过定性分析和大量算例的定量分析研究影响截面延性因素.从延性和经济等方面确定钢筋混凝 土双筋矩形截面梁受压区高度.这样可以使双筋梁具有较好的延性性能. 【关键词】双筋梁;强度;延性;受压区高度;截面延性系数 【中图分类号】28.571【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2003)03—0040—02 建筑结构的抗震要求是具有足够的刚度和承载力以抵 御小震.具有足够的变形和耗能能力以抵御大震.大量的震 害实例分析明.变形能力和耗能能力不足是结构在大震作 用下倒塌的主要原因.结构构件在地震作用下的破坏程度 与结构的位移响应和构件的变形能力有关,用位移控制结构 在大震作用下的行为更为合理.在地震区一个好的抗震结 构构件一定要具备足够的强度和良好的延性性能.这是抗震 设计与一般静力设计的根本区别.因此.在对抗震结构构件 进行强度设计的同时.还要进行延性设计.这样才能使抗震 结构构件的设计既符合经济原则又安全可靠.钢筋混凝土 双筋矩形截面梁的破坏形态有三种.即适筋破坏,少筋破坏 和超筋破坏.对于适筋梁而言,当纵向受拉钢筋达到屈服强 度后.在截面承载力没有显着变化的情况下.具有较大的变 形能力.即这种结构构件具有较好的延性性能.从结构设计 角度来讲,在地震区强度和延性性能同时需要得到保证.因 此有必要从延性方面考虑钢筋混凝土双筋矩形截面梁的设 计. 1截面曲率延性系数的确定 延性通常包括结构延性,构件延性和截面延性三个层 次.结构延性可以用顶点位移延性或层间位移延性来表达. 构件延性与塑性铰区长度和截面延性等有关,截面延性与其 截面形状,混凝土强度,轴压比等因素有关.截面的延性是 指塑性铰区的转动能力.一般采用截面曲率延性系数()来 表示.截面延性计算的一般原理是应用非线形粱理论,依据 此原理建立实用的简化计算方法. 1.1基本假定 在推导截面曲率延性系数采用了以下几点基本假定. (1)钢筋,混凝土的应力一应变关系已知; (2)截面变形后应保持平面.即不考虑钢筋与混凝土 之间的粘结滑移作用; (3)不考虑受拉区混凝土的作用; (4)不考虑混凝土的收缩和徐变作用; (5)不考虑剪切影响. 1.2截面曲率延性系数的确定: (1)纵向受拉钢筋刚达到屈服时的确定: 为纵向受拉钢筋应力达到屈服强度时截面的转角 看,本获取的试验数据最为全面,非常完整地的反映了 预应力混凝土空心板梁在正常工作状态下的使用情况;试验 所用仪器设备精度较高.电阻应变仪为1×10I?.挠度传感器 为0.Olrr~,刻度放大镜为0.05mm,满足试验要求;但由于每 次测试时贴应变片等复杂工作,延长了加载时间.由此产生 温度补偿修正.增加的试验的复杂性…4. 4结语 预应力混凝土空心板梁抗弯试验中建议采用两点加载. 形成较宽的固定弯矩区域.有利于现场实施.保证数据的准 确,最好不采用方案一的单点加载方法. 抗弯试验中可根据设计工作量大弯矩按公式P日=+ M及图l(b)换算成两点集中荷载P及加载位置a,荷载P尽 量按测试现场成品梁重量的倍数计算. 抗剪试验中.经过测试比较.加载点应在距支座1.7h处 而不是<公路旧桥承载能力鉴定方法》中推荐的1.0h处.应 变花就设置在梁底距支座1/2梁高至加载点的连线中点处. 挠度测量可采用大量程百分表.裂缝观测建议使用刻度 放大镜.满足精度要求. 测试现场温度变化比较大时.建议采用简单快捷的测试 方法.可参考方案二采用千分表代替应变片.直接测得位 移.换算为拉压应变.加快测试速度,避免复杂且不可靠的温 度修正,完全满足测试精度要求. 当现场温度变化不大时.建议采用方案三的测试方法. 测试过程.数据准确.但温度变化大时.温度补偿可靠 性不高,此方案更适于作室内试验. 参考文献 [1].rrjo21—89,公路桥涵设计通用规范[s].交通部,1989. [2]GB50152—92,混凝土结构试验方法标准及条文说明[s].国家 标准.1992. [3]公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)[s].交通部标准,1988. [4]刘兴法.预应力混凝土箱梁温度应力计算方法[J].土木学 报,z996(1). [收稿日期]2Q03—03—09 [第一作者简介】田原(1l一).男(汉族).硬士.工程师. 研究方向为路桥检测,计算机软件. 焦学英等:钢筋混凝土双筋梁受压区高度的确定41 (见图1),由平截面假定以及力的平衡方程可确定K的值. 蠡=~/口(1D+lD)+2口E(1D+p’a/.Ilo)一口E(10+lD)(1) = 南=(2) (2)受压区混凝土最终受压破坏时丸的确定: 丸为受压区混凝土最终受压破坏时截面的转角(见图 2),由平截面假定以及力的平衡方程可确定的值. = 寿=(1D—lD,)(当?C5o时)(3) 由变形协调方程可知: = ,I.,clI .7 . /,s>fJE (4) 图1图2 (3)截面曲率延性系数的确定: = /(5) 2影响钢笳混凝?双笳梁截面曲率延性的因素 (1)结构材料的性能:混凝土材料的力学性能;横向钢 筋的力学性能;钢筋和混凝土的粘结作用. (2)几何特征:构件的截面形状和尺寸;纵向钢筋的配 筋率;横向钢筋的配箍率;混凝土保护层厚度. (3)荷载或受力因索:荷载持续时间;有无轴向力作 用;荷载的形式及加荷历史;有无预应力的作用. 由上以定性分析可知,影响截面曲率延性的因素较多, 但这些因素可以归纳为e和这两个综合因素,当e不变 时,主要取决于,由定义可知,当取=时,=1. 此时梁截面基本没有延性,对抗震不利.因此参照国外规范 后使<,以保证梁截面有足够的延性. 3算例 某梁截面尺寸b×h=200ram×450mm,混凝土强度等级 选用C20,钢筋用?级钢,若梁承受的弯矩设计值M=174kN? m,试计算该梁截面配筋.计算结果见下表. 梁的截面配筋表 通过大量算例以及图表分析可知,随着1:减小,AS逐渐 【2]王传志.钢筋混凝土结构理论【M].北京:中国建筑工业版社, 1987. [3]T.鲍雷.钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[M].北京:中国建 筑工业出版社.1999. [4]FajP.KHl茁H.S幽des/gn眦I1010gi嘲细thenext9瞰. erafioncodes.Bled.Slovenla.1997. [5]PriestleyMJN.Ped’~nsncebasedseimlicdes/gn.12WCEE.20000,1 — 21. [收稿日期335347 联系人:关明臣董玉娟