板应力状态对梁混凝土抗压强度影响的研究

摘要

现浇钢筋混凝土梁板，在垂直荷载作用下，与梁纵向对称平面垂直方向，板上部受拉下部受压，梁受压区处于二轴应力状况，这无疑影响混凝土抗压强度取值，进而影响梁的受弯承载力；当梁受压区全部位于板受拉区时，梁受压区混凝土抗压强度降低最大。虽然在板下部的压力可使混凝土纵向抗压强度提高，而顶面处的拉力则使梁受压区混凝土抗压强度降低。习惯上，两者在设计中均不予考虑，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）也没有考虑板应力状况对梁受压区混凝土抗压设计强度的影响，但理论及实践依据不足，尚未见对此试验研究的报道。因而，有必要研究梁受压区处于二轴应力时，板应力状况对梁受压区混凝土抗压强度取值的影响。 本文从二轴应力下混凝土的基本理论出发，分析材料的本构关系、破坏准则、受力性能等方面的问题，为仿真研究提供理论支持。着重讨论了仿真分析需要解决的基本问题，主要包括钢筋混凝土的组合模型、材料本构关系和破坏准则、混凝土开裂模拟及材料单元的选用等问题，选择SOLID65和LINK8单元分别作为混凝土和钢筋的模拟单元，采用分离式组合模型，混凝土材料采用多线形随动强化本构关系和William-Warnke破坏准则，利用分布裂缝模拟混凝土开裂，研究梁板应力状态。本文结合具体算例，利用ANSYS进行仿真分析，从建摸、网格划分、加载到求解过程进行细致工作，实现梁板受力仿真。 根据仿真结果，进行计算分析，本文得出：在梁受弯承载力计算时，可不考虑现浇翼缘板应力状态对梁受压区混凝土抗压设计强度的影响，有效验证了规范取值的合理性。