鋼筋混凝土框架邊梁協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)性能的研究.pdf

1、在混凝士框架中，邊梁因變形協(xié)調(diào)而發(fā)生協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)，其彈性協(xié)調(diào)扭矩值主要取決于邊梁扭轉(zhuǎn)線剛度與樓面梁彎曲線剛度之間的比值；混凝土開裂后，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性性能，以及構(gòu)件開裂后其扭轉(zhuǎn)剛度與彎曲剛度退化速率的不同，邊梁的彈塑性協(xié)調(diào)扭矩值難以準(zhǔn)確計算。為了便于指導(dǎo)工程設(shè)計，我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范文規(guī)定：“對屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件，受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩宜考慮內(nèi)力重分布。”并在條文說明中給出了彈性協(xié)調(diào)扭矩的最大調(diào)幅系數(shù)可取0.4。

2、然而在工程實際中，按上述方法設(shè)計仍然常常出現(xiàn)抗扭鋼筋超筋。 為了解決這一問題，本文在對模型的試驗結(jié)果進(jìn)行收集、整理及統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，采用非線性有限元程序(混凝土模式)，對鋼筋混凝土梁純扭轉(zhuǎn)及協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)進(jìn)行了有針對性的仿真試驗。研究表明，鋼筋混凝土梁的扭轉(zhuǎn)裂縫寬度與扭轉(zhuǎn)角相關(guān)，控制扭轉(zhuǎn)角可以間接起到控制扭轉(zhuǎn)裂縫寬度的作用，因此鋼筋混凝土梁協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)設(shè)計的關(guān)鍵是控制扭轉(zhuǎn)角；而主梁在正常使用荷載下的扭轉(zhuǎn)角與設(shè)計方法幾乎無關(guān)，即不同的設(shè)計

3、方法對控制協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)角的作用不大；協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)裂縫寬度可通過控制主梁在正常使用荷載下的扭轉(zhuǎn)角，以及主梁抗扭鋼筋的構(gòu)造措施來實現(xiàn)。 在收集、整理及統(tǒng)計已有模型試驗數(shù)據(jù)并結(jié)合大量仿真分析的基礎(chǔ)上，明確了扭轉(zhuǎn)角與最大扭轉(zhuǎn)裂縫寬度大體上呈線性關(guān)系，分析表明，最大扭轉(zhuǎn)裂縫寬度還與抗扭鋼筋配筋率有關(guān)，給出了最大裂縫寬度的回歸統(tǒng)計式，并討論了正常使用狀念下鋼筋混凝土梁扭轉(zhuǎn)角的控制值。 對鋼筋混凝土梁協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)模型的仿真分析表明，主梁在使用荷載

4、下的單位長度扭轉(zhuǎn)角θκ與扭裂比、主次梁跨長比以及截面尺寸有關(guān)，與混凝土強度等級無關(guān)。在大量仿真分析的基礎(chǔ)上，給出了主梁在使用荷載下單位長度扭轉(zhuǎn)角θκ的回歸統(tǒng)計式。 對協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)模型在不同設(shè)計方法下的經(jīng)濟(jì)對比分析表明，抗彎鋼筋的效能遠(yuǎn)大于抗扭鋼筋。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)梁應(yīng)在滿足變形、裂縫寬度及延性的基礎(chǔ)上盡可能少配抗扭鋼筋，并且當(dāng)抗扭鋼筋得以充分利用時，可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果。 基于上述研究成果，給出了正常使用狀態(tài)下鋼筋混凝土梁協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)角