圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件承载力的简化计算

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1、第39卷第6期四川建筑科学研究2013年12月SichuanBuildingScience53圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件承载力的简化计算朱晓瑜，贡金鑫(大连理工大学土木工程学院，辽宁大连116024)摘要：针对建筑规范中沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件的正截面受压承载力的计算方法，以轴心受压、纯弯和大小偏压界限破坏时的承载力为校准点，提出了圆截面偏心受压构件承载力的简化计算公式。对比分析表明，由简化公式得到的偏心受压承载力的计算值与由规范公式得到的承载力吻合较好，误差在3％以内。关键词：钢筋混凝土；偏心受压

2、构件；圆形截面；承载力；简化计算中图分类号：TU31文献标志码：B文章编号：1008—1933(2013)06—053—04圆周的半径；P为纵向钢筋配筋率，P=A。／1『r(A为U刖舌全部纵向钢筋的截面面积)；Ot为对应于受压区混圆形受压截面构件是钢筋混凝土结构常用的构凝土截面面积的圆心角(tad)与2订的比值；Ot．为纵件之一，如钢筋混凝土柱、钻孔灌注桩等。因此，其向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比承载力计算非常重要。现行GB50010-2010(混凝值，当O／>0．625时，取O／。=0。土结构设计规范》给出了圆形截面

3、偏心受压钢筋由式(1)和式(2)可以看出，相对承载力m和rt混凝土构件正截面承载力的方法，但计算公式比较只与构件钢筋与混凝土的强度L／fo、配筋率P、半复杂，一般需要采用计算机进行迭代计算。本文根径比r／r、相对偏心距ei／r和受压角Ol有关。工程据钢筋混凝土偏心受压构件承载力的计算公式，通上rs／r=0．8—0．95，本文分析中取rs／r=0．88。过分析计算，给出一个简化的计算公式，可供设计人图1所示为钢筋混凝土偏心受压典型的弯矩一员参考使用。轴力(m—n)曲线，其中A点表示构件处于轴心受压状态，即ei／r=0时17,=irt。

4、；B点表示构件处于纯1圆形截面偏心受压构件承载力计弯状态，即ei／r_÷∞时11,=0，m=nei／r；C点表示构算公式件处于拉压破坏界限状态，即构件中第一根受拉钢现行GB50010-2010(混凝土结构设计规范》筋屈服的同时受压混凝土最大应变达到极限压应变给出了沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混的状态。本文将以图l中的3个校准点为基础，建凝土偏心受压构件的正截面承载力计算公式，可表立圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件的承载力简化示为下面的无量纲形式。计算公式。。n1一zO／)，+()pJ

5、y(1)0i2．Ton_Tom；n1T+(

6、sincrc~+sincrat)PrT{c(2)其中n：1TrO，_tL，，m：，：1．25—2c耵rL，c图1本文简化公式采用的弯矩一轴力式中，r为圆形截面的半径；r为纵向钢筋重心所在曲线上的校准点收稿日期：2012~5—101．1轴心受压状态的承载力作者简介：朱晓瑜(1989一)，女，河南长葛人，硕士，研究方向：钢管当相对偏心距ei／r=0时，构件处于轴心受压状钢筋混凝土承载力。E—mafl：zhuyuah@126．tom态。由式(1)可得构件的相对承载力：四川建筑科学研究第39卷no=1+p／／=，(3)进行组合，强度比分别取

7、为l2．98、15．58、1．2纯弯状态的承载力l7．75、20．98、25．17和28．67。对于纯弯状况，n=0。给定配筋率P、钢筋与混按上述6个强度tLL／fo分别计算钢筋配筋率P凝土强度比和相对偏心距eifr，由式(1)求得为1％、2％、3％和4％时的相对弯矩m。，结果如图2压力角Ol，代入式(2)得到构件纯弯时的相对弯矩所示。由图2可以看出，相对弯矩m。与配筋率P基m。。分析中纵向钢筋配筋率P取1％、2％、3％和本呈线性关系。考虑到P=0时m。=0，将／7／,。与P4％，钢筋采用HRB335、HRB400和HRB500，混

8、凝土的关系表示为m。=，其中。为回归确定的参数，按C30和C50考虑。对上述3种钢筋和2种混凝土回归结果见表1。图2m。与配筋率P的关系表1参数。的回归结果r+r一o(5)12．9815．5817．7520．9825．1728．67E0式中，。为混凝土的极限压应变，取0．0033。将表1中系数口与强度ttfr／yo的关系绘于图3，可以看出口-~f／fo近似呈线性关系。由表1数／值对b。和b进行回归得到相对受弯承载力表达式：nz0=(0．60／L+1．654)p(4)⋯7(a)截面(b)应变图4界限破坏时的应变关系由式(5)解出。得到

9、压力角O／：图3o-~f／L的关系8亩]㈤1．3界限状态的承载力由此可见，r／r和。取定值时，界限破坏时的如前所述，弯矩一轴力曲线上的界限点是大小偏压力角只与钢筋屈服强度有关。当=300MPa压的分界点，钢筋屈服的同时混凝土恰好压碎。