考虑剪力作用的钢筋混凝土梁非线性截面分析

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在以往的钢筋混凝土梁截面非线性分析中,对于剪跨比较大时通常的做法是不考虑剪力的影响,这种简化方法所带来的误差不大。但是当剪跨比较小时,剪力的作用就不能被忽略,此时就需要有能考虑弯、剪共同作用的模型及理论进行分析计算。本文将经典的修正斜压场理论应用于钢筋混凝土梁截面的非线性分析,并在混凝土的本构模型中考虑了应变的软化效应,从而引入了一种有效的分析方法。该法可以对在弯矩、剪力和轴力共同作用下的钢筋混凝土梁截面进行较为准确的荷载-变形反应全过程分析。本文在上述理论的基础上采用FORTRAN语言编制了钢筋混凝土梁截面的非线性分析程序,模拟考虑剪力作用的梁截面的相关曲线,并与试验实测数据进行了对比和分析。通过对单调荷载作用下的简支梁的实测曲线以及由低周反复荷载作用下梁实测滞回曲线所得骨架曲线的对比分析,发现二者吻合较好,从而验证了程序对梁截面模拟分析的可靠性。同时,本文还将程序拓展应用于柱截面的受力分析,分别对轴压比不大时的纯弯柱试件的实测曲线以及轴压比较大时低周反复荷载作用下柱实测滞回曲线的骨架曲线进行模拟。通过对比分析发现,本文程序对轴压比不大时的纯弯构件的模拟较为准确。但对于轴压比较大时的柱截面的模拟存在偏差,主要原因是修正斜压场理论中的混凝土受压本构模型未考虑箍筋对混凝土强度和延性的提高。本文针对上述情形对多种混凝土受压本构模型进行了对比分析,最后采用了Mander模型,同时还考虑了应力和应变的软化效应,从而使得对轴压比较大时柱截面的模拟结果更接近于实测值。另外,本文还将程序应用于不同剪跨比下曲线的对比、M-V相关曲线和曲线的计算。通过对比不同剪跨比下计算所得的截面的相关曲线发现,对于剪跨比大于6的梁截面可以忽略剪力对非线性的影响,而对于剪跨比小于6的梁截面剪力的影响显著必须考虑相关作用。
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