影響受彎構件正截面承載力因素的研究

劉 艷,楊 歡

(四川省建筑設計研究院，四川成都610017)

1 受彎構件正截面承載力的公式

《混凝土結構設計規范》所采用的應力-應變如圖1所示。

圖1 《規范》給出的應力-應變曲線

當εc≤ε0時，

當ε0≤εc≤εcu時，σ=fc；

ε0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5；

εcu=0.003 3-(fcu,k-50)×10-5

式中：ε0為相應與峰值應力時的應變;εcu為極限壓應變。

通過公式推導，可以得到正截面受彎承載力公式：

2 混凝土單筋截面梁正截面抗彎承載力影響因素

本文研究構件截面尺寸、混凝土強度等級和配筋率等對正截面承載力的影響。

2.1 混凝土截面的影響

假定，混凝土強度等級C40，鋼筋為HRB335級，取3B20(As=942 mm2)鋼筋，一排布置，則as=35 mm，α1=1.0，取三組不同模型進行計算：

(1)取梁寬b=250 mm，梁高h=500～700 mm，步長為50 mm。

(2)取梁寬b=300 mm，梁高h=500～700 mm，步長為50 mm。

(3)取梁寬b=350 mm，梁高h=500～700 mm，步長為50 mm。

計算結果如表1所示。

表1 截面尺寸的影響計算結果

圖2 混凝土截面對彎矩的影響

從圖2可以看出，在保持截面配筋面積不變的情況下，截面高度h對正截面承載力Mu影響較大，而截面寬度b對Mu影響可忽略。

2.2 混凝土強度等級的影響

為研究混凝土強度等級的影響，取As=942 mm2，α1=1.0，as=35 mm，混凝土強度等級從C15依次增加至C50，選取三組截面b×h=250 mm×500 mm，b×h=250 mm×550 mm，b×h=300 mm×550 mm進行計算對照，計算結果如表2所示。

表2 混凝土強度等級的影響計算結果

圖3 混凝土抗壓強度對正截面抗彎承載力影響

從圖3可以看出，在保持截面鋼筋面積不變與截面面積不變的情況下，混凝土強度等級對混凝土正截面抗彎承載力影響不大。

2.3 鋼筋配筋率影響

表3 配筋率的影響計算結果

從圖4可以得到，在適筋范圍內增大配筋率，可明顯提高正截面抗彎承載力。

3 結論

(1)保持鋼筋強度、鋼筋面積與混凝土強度不變時，增大截面寬度b，對提高正截面抗彎承載力貢獻不大，而增大截面

圖4 配筋率對彎矩的影響

高度h，則可明顯提高正截面抗彎承載力。

(2)混凝土強度等級對正截面抗彎承載力影響不大，但隨著混凝土強度等級增加，可增大截面極限抗壓高度ξb，增大適筋梁的范圍。

(3)在適筋范圍內，正截面抗彎承載力隨配筋率增大而增大。

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