肢端增强配筋T形柱正截面承载力简化计算

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近年来在我国住宅建设中,异形柱结构的优点受到了广大用户的普遍欢迎,得到了广泛的发展和应用。也有国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》用以指导异形柱结构设计与施工。但由于普通配筋形式的T形截面柱,截面腹板双向偏心受压时,大小偏压界限的轴压比偏低,容易出现小偏心受压脆性破坏。如不改变配筋形式,势必要增加纵筋才能避免。本文总结了肢端增强配筋形式的T形柱双向偏心受压正截面承载力的变化规律,在此基础上提出了其简化计算公式。这些简化公式所描述的N-M_x-M_y三维相关曲面不但精确度高,而且光滑、连续、具有外凸性,简单实用,克服了肢端增强配筋形式T形柱正截面承载力精确计算耗时太多的缺点,为异形柱的工程应用奠定了基础。本文在总结和分析已有研究成果的基础上,主要进行以下几个方面的工作:1、对《钢筋混凝土构件屈服弯矩计算机程序M_yN》进行了分析,根据不同混凝土强度,钢筋强度,钢筋直径,肢宽厚比,保护层厚度计算肢端增强配筋的T形柱正截面极限承载力,并把所有轴压比情况下M_x-M_y曲线绘在同一界面。2、通过数值积分法(纤维法)计算肢端增强配筋T形柱不同截面尺寸、混凝土强度、钢筋强度、钢筋直径的所有满足《混凝土异形结构技术规程》JGJ149-2006[2]要求的配筋,纵筋保护层厚度为30mm,得到的正截面极限弯矩承载力。并对各种因素(混凝土强度、钢筋强度、肢宽厚比、钢筋直径)变化条件下,M_x-M_y相关曲线的变化状态进行比较,分析其变化原因。3、将钢筋混凝土构件屈服弯矩计算机程序M_yN所得的计算结果导入Origin,通过Origin分析不同曲线特征拟合M_x-M_y相关曲线,以最大限度与纤维法计算结果(以下称“精确值”)减小误差,提出肢端增强配筋的T形柱正截面承载力计算的简化公式。并分析在不同混凝土强度、钢筋强度、肢宽厚比、钢筋直径情况下,拟合公式中系数的变化情况,并总结出一定规律计算系数,以得出更精确的简化计算公式。
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