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参数变化下理论计算的影响

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据推导出的理论公式,计算了不同参数变化时负弯矩区腹板开洞组合梁的内力相关曲线,选择第2章中试验使用的腹板开洞组合梁试件进行计算,以混凝土翼板厚度和纵向钢筋配筋率为变化参数。图5.22配筋率变化时负弯矩区洞口上方截面的内力相关曲线

参数变化下理论计算的影响

根据推导出的理论公式,计算了不同参数变化时负弯矩区腹板开洞组合梁的内力相关曲线,选择第2章中试验使用的腹板开洞组合梁试件进行计算,以混凝土翼板厚度和纵向钢筋配筋率为变化参数。

1)板厚变化时的内力相关曲线

试件SCB-2、SCB-3、SCB-4的板厚(hc)分别为110 mm、125 mm和140 mm,示意图如图5.19所示,材料属性采用试验得到的实测结果。

图5.19 板厚变化的组合梁试件示意图与截面尺寸

从推导过程看,混凝土板厚变化主要影响的是洞口上方截面两个角点处的次弯矩M1和M2,因此重点分析角点1和角点2处的内力相关曲线,板厚变化时负弯矩区洞口上方截面的轴力-次弯矩相关曲线和轴力-剪力相关曲线如图5.20所示。

从图5.20(a)中可以看出:随着混凝土翼板厚度的增加,洞口角点1处的次弯矩M1明显增加,但洞口角点2处的次弯矩M2的增加幅度则很小,原因是角点1截面上有一部分混凝土受压,对承载力有较大的贡献,随着板厚的增加,参与工作的混凝土也在增多,而在角点2截面上的混凝土受拉,在计算时不考虑混凝土的抗拉作用,因此,板厚增加对M2的影响很小。

从图5.20(b)中可以看出:随着混凝土翼板厚度的增加,洞口上方截面的剪力Vt也显著增加,与试验结果符合;结合图5.20(a)可以发现,增加的这一部分剪力主要来自M1的提高,即板厚变化时洞口角点1截面对抗剪承载力的贡献更大。

图5.20 板厚变化时负弯矩区洞口上方截面的内力相关曲线(www.xing528.com)

2)配筋率变化时的内力相关曲线

试件SCB-2、SCB-5、SCB-6的配筋率(ρ)分别为0.8%、1.2%和1.6%,示意图如图5.21所示,材料属性采用试验得到的实测结果。

图5.21 配筋率变化的组合梁试件示意图与截面尺寸

从推导过程中也可以看出,纵向钢筋配筋率的变化主要影响的是洞口上方截面两个角点处的次弯矩M1和M2,因此,我们对角点1和角点2处的内力相关曲线进行了重点分析,配筋率变化时负弯矩区洞口上方截面的轴力-次弯矩相关曲线和轴力-剪力相关曲线如图5.22所示。

从图5.22(a)中可以看出:随着配筋率的增加,洞口角点1处的次弯矩M1增加很小,原因是该截面的次弯矩为正值,部分混凝土受压,钢筋发挥的作用较小,在计算中忽略了钢筋的抗压;洞口角点2处的次弯矩M2随着配筋率的增加有一定幅度的增加,原因是该截面的次弯矩为负,混凝土大部分受拉,需要发挥钢筋的抗拉作用,配筋率增加,钢筋对承载力的贡献也会提高。另外,虽然配筋率的增加使洞口上方截面的最大塑性轴力Nplt也在增加,轴力的变化范围也随之增大,但由于Nplb没有变化,平衡线的位置不变,因此满足平衡条件的区域不会扩大太多。

从图5.22(b)中可以看出:随着配筋率的增加,洞口上方截面的剪力Vt有一定的增加,但幅度不大,与试验结果符合;结合图5.22(a)可以发现,增加的这一部分剪力主要来自M2的提高,即在配筋率变化时洞口角点2截面对抗剪承载力的贡献更大。

图5.22 配筋率变化时负弯矩区洞口上方截面的内力相关曲线

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