中美规范钢筋混凝土纯扭构件承载力分析对比

基于试验结果,针对钢筋混凝土纯扭构件,从开裂扭矩、受扭承载力、截面限制条件及箍筋最小配筋率等方面,对我国GB50010—2010《混凝土结构设计规范》和美国ACI318M-11规范进行了分析对比。结果表明,在箍筋配筋率范围内,美国规范安全储备高于我国规范。我国规范中配筋强度比及箍筋配筋率对受扭承载力的影响规律存在偏差,建议规范对计算公式做进一步完善,并对纯扭构件的限制条件作出补充规定。     

钢筋混凝土纯扭构件承载力探讨

本文在对受扭构件理论分析和试验验证的基础上，提出了完整的纯扭构件承载力的计算方法，其中包括：纯扭构件承载力的计算公式及其截面限制条件，随配筋强度而变的等效核心面积和配筋的下，下限，其相应的表达式概念较清楚，形式简洁，用文中方法验算承承力，其结果与试验符合较好。     

钢筋混凝土构件受剪承载力对比分析

对比分析了剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率、构件高度等因素对中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)、美国规范ACI 318-08、欧洲规范EN 1992-1-1:2004和加拿大规范CSA A23.3-04中无腹筋和有腹筋钢筋混凝土构件抗剪强度的影响;基于各国钢筋混凝土梁受剪承载力的试验结果,对规范中的受剪承载力计算公式进行对比分析,并采用一次二阶矩方法对其进行可靠度分析;对各规范中的最大、最小配箍率及箍筋间距要求进行了对比分析。结果表明:对于无腹筋和有腹筋构件,中国规范受剪承载力的平均可靠指标均大于加拿大规范,小于美国和欧洲规范;欧洲规范的最小配箍率最大,稍大于中国规范,美国和加拿大规范接近,小于中国和欧洲规范;截面高度较小时各规范规定的最大箍筋间距相差不大,随着截面高度增加,欧洲规范的最大箍筋间距大于加拿大和美国规范,中国规范最小。     

对钢筋混凝土剪扭构件承载力计算公式的修正

本文指出《混凝土结构设计规范GB50010—2002》(以下简称《规范》)在计算钢筋混凝土剪扭构件承载力时采用的三折线模型过高地估计了混凝土部分的承载力,使得设计偏于危险。通过现有试验数据的分析,本文认为采用直线剪扭相关模型更为安全合理,并在此模型的基础上提出两种修正公式。修正公式一仅在《规范》公式的基础上对混凝土部分的抗扭承载力折减系数进行修正。修正公式二不区分抗扭、抗剪箍筋,具有明确的物理意义,并能返回验算。本文还对两种建议公式与《规范》公式进行了比较,指出:《规范》公式不能满足直线模型的承载力要求,当构件截面面积较大、混凝土强度等级较高时甚至不能满足1/4圆弧模型的承载力要求;在荷载不变的情况下,随着构件截面增大、混凝土强度等级提高,《规范》公式计算结果先是越来越偏于危险,而后又逐渐偏于安全;《规范》计算配箍率不能满足承载力要求,需进行较大辐度地提高。两种建议公式明显安全于《规范》公式,且这两种公式的计算结果相当接近。     

钢筋混凝土受弯剪扭构件的最小配筋率

根据适用于弯剪扭构件最小配筋率的界限条件,推导得出受扭钢筋最小配筋率的计算表达式。在一般房屋结构构件常用范围内,将计算结果与我国《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)的规定分析对比,并提出修改该规范有关条文的建议。     

钢筋混凝土构件受扭承载力对比分析

对中国、美国和欧洲规范中钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力和最小配筋率要求进行了对比,并基于各国钢筋混凝土纯扭构件受扭承载力的试验结果对受扭承载力进行可靠度分析,最后对各规范中弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件的配筋计算方法、最小配箍率和截面限制条件进行了研究。结果表明:对于纯扭构件,中国规范的受扭承载力由钢筋和混凝土受扭2个部分组成,美国和欧洲规范仅考虑钢筋受扭;对于纯扭构件的最小配箍率,美国规范最大,中国规范最小,欧洲规范居中;对于纯扭构件受扭时的可靠指标,在恒荷载与活荷载组合情况下,按中国规范计算的最大,欧洲规范居中,美国规范最小;在恒荷载与风荷载组合情况下,中国、美国和欧洲规范较为接近;对于弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件,按美国和欧洲规范计算配筋要比中国规范保守,中国、美国和欧洲规范的剪扭相关曲线均接近1/4圆,中国和欧洲规范中的剪扭构件最小配箍率较为接近,大于美国规范。     

RC剪扭构件承载力计算公式的可靠度研究

已有研究表明,钢筋混凝土(RC)剪扭受力构件中,剪扭承载力存在相关性。我国《混凝土结构设计规范》(GBJ 10—89,GB 50010—2002和GB 50010—2010)基本沿用了相同的剪扭相关模型,即简化的三折线模型,这可能导致承载力局部计算结果偏于不安全。1/4圆弧曲线、直线、改进的三折线剪扭相关模型及对应的承载力计算公式被相继提出。在分析控制可靠指标β及其影响因素的基础上,提出规范及各修正公式对应的抗剪可靠指标和抗扭可靠指标存在一定程度的不平衡性,这种不平衡性取决于各公式相关模型对应的抗扭和抗剪承载降低系数。从配箍量、最低可靠指标和可靠指标的平衡性等角度,对规范及各修正公式进行了全面分析与比较。     

钢筋混凝土结构纯扭构件承载力计算方法研究

介绍了钢筋混凝土结构纯扭构件的破坏形式及特征,研究了纯扭构件承载力计算方法,将其与美国规范相关计算方法进行对比,并给出了计算算例,进行了可靠度分析。结果表明,中美规范中纯扭构件抗扭纵筋配筋率随混凝土立方体抗压强度的增大而增大,美国规范大于中国;对于钢筋混凝土结构纯扭构件,美国规范只考虑了钢筋受扭,而我国规范则考虑了钢筋和混凝土受扭这两个部分,美国规范抗扭承载力计算比我国规范安全;经可靠度分析,对于恒荷载加活荷载组合,中国规范计算的纯扭构件可靠度指标大于美国规范,按照恒荷载加风荷载组合两国规范计算的可靠度指标较为接近。     

关于钢筋混凝土受扭构件承载力计算的商榷

根据《混凝土结构设计规范》的规定,指出钢筋混凝土矩形受扭构件承载力计算一般采用“叠加法”,介绍了受扭构件承载力的计算方法和计算公式,结合具体实例,提出了钢筋混凝土受扭构件处于适筋或构造配筋界限状态下的配筋设计的方法及适用范围,以供设计者参考借鉴。     

钢筋混凝土剪-扭构件的最小配筋率

为混凝土结构设计规范 (GBJ10 - 89)的修订 ,从受剪和受纯扭构件最小配筋率入手 ,通过理论分析 ,给出了剪 扭构件最小配筋率的实用计算公式 ,并与规范 (征求意见稿 )计算公式进行了比较     

钢筋混凝土双向偏压剪构件在反复扭矩作用下受扭性能试验研究

通过对8根柱模型的试验,以轴压比和相对偏心距为主要研究参数,对承受双向偏压剪作用的构件在反复扭矩作用下的破坏机理、承载能力、变形性能、滞回性能等进行了分析,提出了双向偏压剪及反复扭矩作用下的开裂扭矩和极限受扭承载力计算公式。     

钢筋混凝土受扭构件最小配筋率——《混凝土结构设计规范》(GB50010)受扭专题修订背景介绍(一)

钢筋混凝土受扭构件最小配筋率是为防止构件受扭一开裂就出现突然脆性破坏所需的最低配筋率 ,目前国内外对此尚无较为深入的研究。在试验研究分析的基础上 ,并参考国外规范的有关规定 ,对钢筋混凝土受纯扭及受弯剪扭构件的箍筋和纵向钢筋的最小配筋率 ,提出了便于设计应用的计算公式 ,为修订《混凝土结构设计规范》(GB5 0 0 1 0 )的有关条文 ,提供了可靠的依据     

钢筋混凝土结构设计规范剪扭公式的分析比较

本文对国内外几个主要的钢筋混凝土结构设计规范中的剪扭承载力计算公式作了对比分析，从中得出它们之间的差异，供研究剪扭计算模式和设计方法时参考。     

钢筋混凝土深受弯构件受剪承载力计算分析

介绍了国内外各种钢筋混凝土深受弯构件的计算模型及其特点,在分析深受弯构件破坏特征及主要影响因素的基础上探讨了混凝土、竖向分布钢筋和水平分布钢筋对抗剪承载力的作用,对现行规范中的计算公式与试验数据进行比较,得出现行规范公式偏于安全。     

国内外钢筋混凝土构件受剪承载力可靠度的对比分析

对我国、美国、欧洲和加拿大混凝土规范中钢筋混凝土构件受剪承载力的可靠度进行对比分析。分析中作用、材料强度和几何尺寸采用相关研究报告或相关文献提供的概率分布和统计参数,受剪承载力计算模式不定性统计参数采用国内外415个无腹筋和178个有腹筋钢筋混凝土构件受剪承载力的试验结果与计算结果的分析值。结果表明,对于无腹筋和有腹筋构件,我国规范受剪承载力的可靠指标均大于加拿大规范,小于美国和欧洲规范,其中,对于无腹筋构件,欧洲规范最大,对于有腹筋构件,美国规范最大。除集中荷载作用下我国、美国、欧洲和加拿大的无腹筋构件和均布荷载作用下我国的无腹筋构件受剪承载力的可靠指标不能满足目标可靠指标要求外,其他基本上能满足要求。     

设计规范中钢混无腹筋梁受剪承载力计算公式对比分析

为了比较《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）中受剪承载力计算公式的异同,分析了国内外528根跨高比不小于5的无腹筋梁剪切试验数据,得出当梁的有效高度大于600mm或纵筋率小于1．5％时,《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测结果偏于不安全。《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测结果离散型大,而《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）预测结果相对保守。     

混凝土构件斜截面承载力计算公式探讨

GB50010-2002《混凝土结构设计规范》中对多种荷载作用下混凝土受弯构件斜截面受剪承载力计算方法存在不合理之处,在对规范给出的计算公式进行分析的基础上提出建议性的计算方法,供工程设计参考。     

焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力试验研究

为了研究焊接箍筋钢筋混凝土构件的受剪性能,对6根焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和3根普通箍筋钢筋混凝土框架短柱对比试件展开低周反复加载试验,以及5根焊接箍筋和4根普通箍筋钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验,分析混凝土强度、箍筋配箍率、轴压比和剪跨比对焊接箍筋钢筋混凝土框架柱和梁受剪承载力的影响,并对比焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的受剪承载力的区别。结果表明:焊接箍筋与普通绑扎箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的破坏形态基本相同,并且焊接箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁的极限抗剪承载力高于普通箍筋钢筋混凝土框架短柱和梁。另外,用现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的框架短柱和梁的抗剪承载力计算公式计算的结果偏低,因此进一步结合试验数据进行分析并拟合出焊接箍筋钢筋混凝土构件抗剪承载力计算式,计算值与试验结果较吻合,可用于工程设计。