抗震变形验算中钢筋混凝土梁柱截面特性的计算

田贵应

摘要：抗震能力是当前建筑工程建设中所必须具备的能力之一，其不仅能够确保群众的生命和财产安全，而且对促进我国建筑行业的可持续发展也具有重要意义。因此，在开展工程建设施工之前，必须做好相应的抗震变形验算工作。本文主要结合当前建筑工程建设的实际情况，对抗震变形验算中钢筋混凝土梁柱截面特性几种计算方法进行介绍，以此来为日后建筑工程的顺利开展提供一定的参考依据。

关键词：抗震变形 钢筋混凝土 梁柱截面

随着我国建筑行业的飞速发展，建筑工程的结构越来越复杂，工程整体结构的安全性也面临着巨大的挑战。因此，如何提高工程的抗震性能成为了工程建设中的一项重要任务。鉴于此，在工程进行具体施工之前，必须做好必要的抗震变形验算，结合工程的实际情况，采取科学合理的方法对钢筋混凝土梁柱截面特性进行计算，从而确保工程的顺利开展，提供建筑结构整体的抗震能力。

1 钢筋混凝土梁柱截面特性计算的几种方法

就我国目前钢筋混凝土梁柱截面特性计算的现状来看，其采取的方法大致包括四种，即日本规范公式、条分法、试验分析法和简化计算法。

1.1 日本规范公式 这种计算方法主要借鉴了日本钢筋混凝土设计规范中所给出的计算方法，该计算方法涉及了三个必要的公式，一是开裂弯矩Mc的计算公式，公式为：Mc=ftkZ+ND/6。其中，Mcftk和Z分别表示开裂弯矩混凝土弯曲抗压强度标准值和钢筋作用的等效截面系数。二是屈服弯矩My的计算公式，公式为：My={g2q+0.5η0（1-η0）}fcmkbh2。三是屈服时刚度降低系数αy的计算公式，公式为：αy=（0.043+1.64npt+0.043a/h+0.33η0）（d/h）2。使用日本规范公式来对钢筋混凝土梁柱截面特性进行计算，其最终结果与试验值前后之差不大于20%。由此可见，此种方法具有一定的应用价值。

1.2 条分法 所谓条分法，主要是将钢筋混凝土构件的整个截面按照一定的标准划分为若干个条带，我们假设第N条带上的应力J是均匀分布的，那么对与其相应的曲线的计算，我们便可以利用平截面的解力和力矩平衡方程组来实现。我们以对钢筋和混凝土分别采用双折线应力-应变曲线和非线性应力-应变关系，具体内容如图1所示，若按照图1给出的数据来对截面特性进行计算，其计算公式为：①当ε≤ε0时，σc=2K1fcmkε/ε0+ε；②当ε≤ε0≤εu时，σc=K1fcmk{1-[200（ε-ε0）]}2；③当0≥ε≥-0.0001时，σt=-ftk（2ε/ε+0.0001）；④-0.0001≥ε≥-0.00015时，σt=-ftk；⑤当ε≤-0.00015时，σt=0。式中，ε0=0.002，εu=0.0035，Kt=0.8-1。

1.3 试验分析法 试验分析法主要是在对钢筋混凝土梁柱截面特性进行计算之前，先进行必要的试验，并在此基础上通过试验结果对截面特性进行计算。利用试验分析法对截面特性进行计算的时候，其相关的公式为：①开裂弯矩Mc的计算公式可分为对于柱的计算公式和对于梁的计算公式，其中，对于柱的计算公式为：y=（0.73+0.044/h（1-r0N/Mc））y0，对于梁的计算公式则为：Mc=（0.73+0.044/h）y0ftkW0。②屈服弯矩My的计算公式同样包括关于柱的计算公式和关于梁的计算公式。其中，对于柱的计算公式为：x=N/（fcmkb），对于梁的计算公式则为：Mc=-N（h/2-as）+

0.5fcmkbh0。

1.4 简化计算法 所谓简化计算法，主要指的是通过计算开裂弯矩和屈服弯矩的计算所得出了一种简化方法。利用这种方法对钢筋混凝土的截面特性進行计算，首先，假定在截面开裂时，受拉区混凝土应力近似取为矩形分布，受压区混凝土处于弹性阶段，由截面力与力矩的平衡方程计算出开裂弯矩。其次，在破坏时混凝土压应力的分布图形假定为二次曲线，将该曲线的应力图形似化为矩形分布来计算截面的屈服弯矩。这种方法适用于梁截面。

2 算例及分析

通过对以上四种计算方法的分析与实验我们得出，利用以上四个方面开展钢筋混凝土梁柱截面特性计算，其最终计算结果并没有呈现出较大差距。但是，与其他三种计算方法相比，条分法的计算结果要相对较大一些，但并不影响整体的计算结果。由此可见，以上所介绍的4种计算方法均可以应用到钢筋混凝土梁柱截面特性的计算中。工程建设人员可以根据工程的实际情况，采取针对性的计算方法，以此来确保计算结果的准确性和可靠性。

3 结语

综上所述，在当前建筑工程建设过程中，对于钢筋混凝土梁柱截面特性的计算有很多种方法，每种方法都有其各自的特点和适用范围。因此，为了确保工程抗震变形验算结果的参考作用能够充分发挥出来，建设单位必须结合工程的实际情况，采取合理的验算方法，从而得出工程整体结构最佳的抗震设计方案，为工程整体质量的提升提供一定的参考依据。

参考文献：

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