影响受弯构件正截面承载力因素的研究
2014-09-03刘艳,杨欢
刘 艳,杨 欢
(四川省建筑设计研究院,四川成都610017)
1 受弯构件正截面承载力的公式
《混凝土结构设计规范》所采用的应力-应变如图1所示。
图1 《规范》给出的应力-应变曲线
当εc≤ε0时,
当ε0≤εc≤εcu时,σ=fc;
ε0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5;
εcu=0.003 3-(fcu,k-50)×10-5
式中:ε0为相应与峰值应力时的应变;εcu为极限压应变。
通过公式推导,可以得到正截面受弯承载力公式:
2 混凝土单筋截面梁正截面抗弯承载力影响因素
本文研究构件截面尺寸、混凝土强度等级和配筋率等对正截面承载力的影响。
2.1 混凝土截面的影响
假定,混凝土强度等级C40,钢筋为HRB335级,取3B20(As=942 mm2)钢筋,一排布置,则as=35 mm,α1=1.0,取三组不同模型进行计算:
(1)取梁宽b=250 mm,梁高h=500~700 mm,步长为50 mm。
(2)取梁宽b=300 mm,梁高h=500~700 mm,步长为50 mm。
(3)取梁宽b=350 mm,梁高h=500~700 mm,步长为50 mm。
计算结果如表1所示。
表1 截面尺寸的影响计算结果
图2 混凝土截面对弯矩的影响
从图2可以看出,在保持截面配筋面积不变的情况下,截面高度h对正截面承载力Mu影响较大,而截面宽度b对Mu影响可忽略。
2.2 混凝土强度等级的影响
为研究混凝土强度等级的影响,取As=942 mm2,α1=1.0,as=35 mm,混凝土强度等级从C15依次增加至C50,选取三组截面b×h=250 mm×500 mm,b×h=250 mm×550 mm,b×h=300 mm×550 mm进行计算对照,计算结果如表2所示。
表2 混凝土强度等级的影响计算结果
图3 混凝土抗压强度对正截面抗弯承载力影响
从图3可以看出,在保持截面钢筋面积不变与截面面积不变的情况下,混凝土强度等级对混凝土正截面抗弯承载力影响不大。
2.3 钢筋配筋率影响
表3 配筋率的影响计算结果
从图4可以得到,在适筋范围内增大配筋率,可明显提高正截面抗弯承载力。
3 结论
(1)保持钢筋强度、钢筋面积与混凝土强度不变时,增大截面宽度b,对提高正截面抗弯承载力贡献不大,而增大截面
图4 配筋率对弯矩的影响
高度h,则可明显提高正截面抗弯承载力。
(2)混凝土强度等级对正截面抗弯承载力影响不大,但随着混凝土强度等级增加,可增大截面极限抗压高度ξb,增大适筋梁的范围。
(3)在适筋范围内,正截面抗弯承载力随配筋率增大而增大。
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