混凝土箱形截面考虑二阶效应的配筋图算法*

李彬 周东华

(昆明理工大学建筑工程学院 昆明 650500)

0 引言

随着高强材料的出现使得建筑高度不断增加，对压弯构件二阶效应分析与计算显得愈为重要，二阶效应会降低结构构件的刚度和承载力，如果在设计阶段未考虑二阶效应对结构构件的影响，则相当于降低了结构的安全系数。

箱形和工字形截面压弯构件在结构工程中很常见，如连续刚构桥中的空心薄壁墩、工业厂房中上部设置有牛腿的工字形截面柱。以往对这种工字形或箱形截面配筋是用《混凝土结构设计规范》[1](以下简称《规范》)6.2条中工字形正截面承载力计算公式。混凝土构件正截面承载力计算公式的推导，采用等效矩形[2-3]应力图换算，并规定混凝土受压区边缘应变为-3.3‰，也就是无论构件截面内力大小，混凝土受压区边缘应变始终为极限应变，这与构件实际受力时的应变状态不相符，而实际上构件截面上内力大时应变大，内力小时应变小。《规范》中计算压弯构件配筋时，需要先判断截面类型是大偏压还是小偏压，根据截面类型运用不同的公式计算受压区高度，再由受压区高度求配筋面积，计算过程繁琐。为了避免等效矩形应力换算带来的误差，减小计算过程繁琐，本文严格按照混凝土和钢筋的本构关系，结合《规范》中二阶效应计算的增大系数法，经过推导绘制出了二阶效应下箱形和工字形截面配筋计算的图表[4-5]，为箱形和工字形截面压弯构件配筋计算提供一种简便的方法[6-7]。……