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。

弯剪扭荷载下配筋UHPC矩形梁的扭转性能与承载力计算

配筋超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)梁在弯剪扭组合荷载作用(复合受扭)下的抗扭性能研究较为匮乏。为此,开展了8根配筋UHPC矩形梁的复合受扭试验,获得了各试件损伤破坏模式、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线及扭矩-裂缝宽度曲线,分析了配筋UHPC矩形梁复合受扭破坏机理,探讨了扭剪比、纵向配筋率对抗扭承载性能和延性的影响。试验结果表明:试件破坏形态为纯扭破坏和非纯扭(扭转、剪扭、弯扭)破坏;相比于纯扭试件,非纯扭试件表面未形成空间螺旋形裂缝,同时其正立面裂缝比背立面数量更多且更宽,非纯扭试件开裂扭矩降低46%~73%,抗扭承载力降低1%~38%,扭转延性系数提高38%~169%。随扭剪比从1增加到3,非纯扭试件抗扭承载力提高1%~21%,扭转延性系数提高24%~88%;随着纵向配筋率从0.78%增加到4.90%,试件抗扭承载力提高12%~27%,非纯扭试件扭转延性系数提高35%~88%,但纯扭试件扭转延性系数下降了31%。配筋UHPC复合受扭梁弯扭相关性符合“三折线”模型,基于弯扭“三折线”模型提出的复合受扭梁抗扭承载力公式计算值与试验值吻合良好,且对弯扭试件(含纯扭、扭转和弯扭破坏梁)具有更好的适用性。配筋UHPC复合受扭梁剪扭相关性符合“三折线”模型,将UHPC材料性能参数代入剪扭“三折线”模型中,基于修正的剪扭“三折线”模型提出的复合受扭梁抗扭承载力公式计算值与试验值吻合良好,且对剪扭试件(含纯扭、扭转和剪扭破坏梁)具有更好的适用性。