混凝土受弯构件抗弯刚度计算方法研究

摘要

混凝土结构的研究和规范修订会受到主客观条件、实验条件、构件数量等因素的影响，现有规范难免存在缺陷和不完善。为了给规范中混凝土抗弯刚度计算方法提供一定的修订建议，并在刚度计算部分中引入HRB500钢筋，本文收集了中美欧三国规范条文、国内外有关刚度研究的试验数据，进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级混凝土梁的试验。采用理论分析和试验研究相结合的方法，对混凝土受弯构件抗弯刚度计算方法进行了一系列的研究。 本文通过对中美欧三国规范条文和计算方法对比，了解不同规范对于刚度计算规定的相同和不同之处，分析影响混凝土构件刚度的因素。通过对352根国内外混凝土梁挠度数据的计算分析，发现采用现行混凝土结构设计规范公式计算，计算方法简单，计算结果较欧美公式更为精确。 本文通过对试验结果研究分析表明，500MPa级钢筋混凝土简支梁正截面变形符合平截面假定。现行公式计算结果与试验结果基本相符，实测挠度比计算值略大，误差在6％左右。通过本次试验和收集的其它学校所做的500MPa级钢筋混凝土梁的试验数据，对现行规范公式进行修订，提出适用于500MPa级混凝土梁抗弯刚度的修订方法。 根据结构力学理论，讨论了考虑内力重分布和不考虑内力重分布情况下连续梁的刚度取值方法，并提出了适合简化计算的刚度取值范围，以及修正刚度计算方法。通过理论推导和试验数据回归，提出简化刚度的计算方法。同时分析了采用HRB500钢筋替换低强钢筋，原有构件的刚度的减少情况。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1.修订规范的必要性

1.2.高强钢筋的应用引起的问题

1.3.钢筋混凝土受弯构件刚度研究现状

1.3.1.普通钢筋混凝土构件刚度研究现状

1.3.2.高强钢筋混凝土构件刚度研究现状

1.4.本课题研究的内容和目标

本章参考文献

第二章中美欧三国规范对比

2.1.概述

2.2.混凝土构件刚度计算的三种方法

2.3.中美欧规范中抗弯刚度计算部分简介

2.3.1.混凝土结构设计规范(GB50010-02)

2.3.2.公路桥涵规范(JTG D62-2004)

2.3.3.美国ACI规范(AC1318—05)

2.3.4.欧洲规范(Eurocode 2)

2.4.中美欧规范条文中的异同点

2.4.1.关于可不进行刚度计算的规定

2.4.2.连续构件的刚度取值不一样

2.4.3.长期变形的计算方法不同

2.4.4.挠度限值不同

2.4.5.关于双向板的规定

2.5.影响截面刚度的主要参数

2.6.中美欧规范计算精度比较

2.6.1.计算算例

2.6.2.以往数据计算结果对比

本章参考文献

第三章HRBS00级混凝土梁受弯试验

3.1.试验研究的目的

3.2.试验内容

3.3.试验概况

3.3.2.试件设计

3.3.3.试件制作

3.3.4.材料的基本力学性能

3.3.5.试验设备及加载方式

3.3.6.试验中变量观测

3.4.试验结果

3.4.1.试验现象

3.4.2.钢筋应变

3.4.3.混凝土应变

3.4.4.跨中挠度

3.4.5.曲率

3.4.6.梁端转角位移

本章参考文献

第四章 试验结果分析及修正方法建议

4.1.跨中挠度结果分析

4.1.1.HRB500级梁

4.1.2.高强钢筋与普通钢筋梁的对比

4.1.3.以往高强钢筋试验数据

4.2.现行规范公式参数分析

4.2.1.纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ

4.2.2.裂缝截面处的内力臂系数η

4.3.建议修正方案

本章参考文献

第五章 交刚度连续梁刚度取值的讨论

5.1.引言

5.2.计算模型

5.3.理论计算

5.3.1.不考虑内力重分布

5.3.2.考虑内力重分布

5.4.结果分析

5.5.建议修正方案

5.5.1.调整原有刚度取值规定

5.5.2.刚度(挠度)调整法

5.5.3.算例分析

本章参考文献

第六章刚度公式简化方法讨论

6.1.引言

6.2.简化刚度公式建议

6.2.1.简化思路

6.2.2.矩形截面刚度Bs的简化推导

6.2.3.T形截面刚度简化计算推导

6.2.4.倒T形截面刚度简化计算推导

6.2.5.简化公式总结

6.3.HRB500钢筋的应用对于刚度的影响

本章参考文献

第七章结论与建议

7.1.本文主要结论

7.2.建议与展望

致谢