影响受弯构件正截面承载力因素的研究

刘 艳,杨 欢

(四川省建筑设计研究院，四川成都610017)

1 受弯构件正截面承载力的公式

《混凝土结构设计规范》所采用的应力-应变如图1所示。

图1 《规范》给出的应力-应变曲线

当εc≤ε0时，

当ε0≤εc≤εcu时，σ=fc；

ε0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5；

εcu=0.003 3-(fcu,k-50)×10-5

式中：ε0为相应与峰值应力时的应变;εcu为极限压应变。

通过公式推导，可以得到正截面受弯承载力公式：

2 混凝土单筋截面梁正截面抗弯承载力影响因素

本文研究构件截面尺寸、混凝土强度等级和配筋率等对正截面承载力的影响。

2.1 混凝土截面的影响

假定，混凝土强度等级C40，钢筋为HRB335级，取3B20(As=942 mm2)钢筋，一排布置，则as=35 mm，α1=1.0，取三组不同模型进行计算：

(1)取梁宽b=250 mm，梁高h=500～700 mm，步长为50 mm。

(2)取梁宽b=300 mm，梁高h=500～700 mm，步长为50 mm。

(3)取梁宽b=350 mm，梁高h=500～700 mm，步长为50 mm。

计算结果如表1所示。

表1 截面尺寸的影响计算结果

图2 混凝土截面对弯矩的影响

从图2可以看出，在保持截面配筋面积不变的情况下，截面高度h对正截面承载力Mu影响较大，而截面宽度b对Mu影响可忽略。

2.2 混凝土强度等级的影响

为研究混凝土强度等级的影响，取As=942 mm2，α1=1.0，as=35 mm，混凝土强度等级从C15依次增加至C50，选取三组截面b×h=250 mm×500 mm，b×h=250 mm×550 mm，b×h=300 mm×550 mm进行计算对照，计算结果如表2所示。

表2 混凝土强度等级的影响计算结果

图3 混凝土抗压强度对正截面抗弯承载力影响

从图3可以看出，在保持截面钢筋面积不变与截面面积不变的情况下，混凝土强度等级对混凝土正截面抗弯承载力影响不大。

2.3 钢筋配筋率影响

表3 配筋率的影响计算结果

从图4可以得到，在适筋范围内增大配筋率，可明显提高正截面抗弯承载力。

3 结论

(1)保持钢筋强度、钢筋面积与混凝土强度不变时，增大截面宽度b，对提高正截面抗弯承载力贡献不大，而增大截面

图4 配筋率对弯矩的影响

高度h，则可明显提高正截面抗弯承载力。

(2)混凝土强度等级对正截面抗弯承载力影响不大，但随着混凝土强度等级增加，可增大截面极限抗压高度ξb，增大适筋梁的范围。

(3)在适筋范围内，正截面抗弯承载力随配筋率增大而增大。

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