截面有效抗弯刚度的影响因素分析

第５ 期
张 显 明 ， ： 面 有 效 抗 弯 刚 度 的影 响 因 素 分 析 等 截
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曲率 的 因素 将直 接影 响截 面有效 抗弯 刚度 ， 对截 面有 效抗 弯刚 度 的影 响 因素分 析 转化 为 各 影 响 因素条 件 下 的截面弯 矩 一曲率 分析 。
一
截 面有 效抗弯 刚度随等效 屈服弯矩 和等效 屈服 曲率 而变化 ， 因此 ， 响截 面等效屈 服弯矩 和等效屈服 影
收 稿 日期 ： １— — ２ ００ ０ ０ ８４
作者 简介 ： 张显 明 （９７ ， ， 士 ， 理 研究 员 ， 究 方 向为 桥 梁抗 震 及 桥 梁 施 工 控 制 。 １７ 一）男 硕 助 研
弯刚度取 值对抗震设 计结果 的影 响进 行 了分 析 ， 论述 了采用 截 面 有效 抗 弯刚 度进 行 抗 震设 计 的合 理性 。 截 面有效抗 弯刚度并 不是一个 常量 ， 截 面等效 屈 服弯矩 的变 化 而变化 。有 必要 对影 响 截 面有效 抗弯 随着 刚度的 因素进 行逐一 分析 。
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
２１ ０ ０年 ｌ ０月
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东
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大
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报
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ． １２ ５ ０ｃ ． ２ ０ ｔ ．０１
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａｔＣ ｉａ Ｊａ ｔｎ ｉ ｒｉ ｏ ｒａ ｆＥ ｓ ｈ ｎ ｉｏｏ ｇＵｎｖ ｓｙ ｅ ｔ
文章 编 号 ： ０ ．５３ ２１ ５０３—４ １ ５０２ （０Ｏ０—０４０ ０ Ｊ
基 于强度 的抗 震设计 方 法 一直 是 各 国抗 震 规范 采 用 的抗 震 设 计方 法 ， 欧洲 桥 梁抗 震设 计 规 范 （ ｕ Ｅ． ｒ ｏｅ ）ｌ、 国各州 公路 及运 输工 作者 协会 （Ａ Ｈ ） 范【及 我 国 《 ｏ ｄ Ｌ 美 ｃ ８ Ｊ Ａ ｓ 规 ｍ ｊ 公路 工 程 抗震 设 计规 范》 ＪＪ ４ （Ｔ０ — ８ ） 均采用基 于强度 的抗 震设计 方法 ， 国《 ９ ｊ 我 公路桥 梁抗震设 计细则 》 Ｊ℃ ＴＢ ２０ ０ ８ ￣ （ｒ ／ ０ —１２０ ） Ｊ Ｉ ４ 采用两水平
刚度 的取值 ， 国规范 和欧洲规 范均采用截 面有效抗 弯刚度 ， 美 而我 国《 公路工 程抗震 设计规 范》 删 （ ．９ ８） 和《 公路 桥梁抗震 设计细则 》ＪＧ ＴＢ２０．０８ 中的弹性设 计 阶段 采用 毛截面 刚度 ， 《 （ ／ ０．１ ０ ） Ｔ ２ 在 公路 桥梁 抗震设 计 细￣｝ ｙ ｒＢ ２０． ０ ） （ｍ／ ０．１ ０８ 中的延性设计 阶段 对延 性 构件 采用 截 面有 效抗 弯 刚度 。郭 磊等 ｊ 截 面抗 ２ 对
设 防 、 阶段设计 的思想 ， 两 即第 一阶段 采用弹性 抗震设计 ， 第二 阶段 采用延 性抗 震设计 ， 引入 能力 保护设 并 计 原则 ， 一阶段采 用 的弹性抗 震设计 也是基 于强度 的抗 震设 计方 法 。基 于强度 抗震 设计 方 法 的基本 其第 思路 是利用 弹性反应谱 计算结构 的弹性反 应 ， 采用 强度 折减 系数来 反 映结构 进 入塑 性状 态后 与 弹性状 态 的差异 ， 通过 强度折减 系数对 弹性 反应结果 进行折 减 ， 而得 到结 构 的设计 地 震力 。可 见 ， 基 于强 度 的 从 在 抗震 设计方法 巾， 弹性反应 谱分析 是设计基 础 ， 而截 面抗弯 刚度 的合 理取值 则是设计 关键 。对于截 面抗弯
构 件的有效截 面刚度是 合理 的。相应地对 截面而 言 ， 在实 际的弯矩 一曲率关 系 曲线 图 （ 图 ２ 中 ， 义原 见 ） 定
点 ０和 尸 点 连线所对应 的割线 刚度 肼 为构件 的截面有 效抗弯 刚度 ， ｌ ｆ ｒ 即
： ＝
㈩
式 （） ： 和 分别为受 拉钢筋 首次屈服点 Ｐ１ １中 Ｍ 对应 的屈服弯矩 和屈 服 曲率 ； ２点为理 想弹塑性 轴力 Ｐ 弯矩 一曲率 （ 肛 ） 曲线 对应 的等效屈 服点 ， 其相应 的等 效屈 服弯矩 和等效 屈 服曲率 和 ， 其值 可 根据 图 ２中两 个 阴影 面积相等求 得［ ７０。 ４－Ｊ ，１
１ 截 面 有 效抗 弯 刚度 的定 义
对于钢筋混 凝土构件 而言 ， 一定强 度的反复 荷载作 用下 ， 在 由于 混凝 土 开裂 及裂 缝 的扩 展 ， 件 的截 构 面 弹性 刚度会发 生退化 。在图 １ 所示 的钢筋混凝 土构件 力 一位移 关 系 曲线 中 ， Ｐ点 为受拉 钢 筋 的首次屈
服 ， 的屈服力 和屈服位 移为 和 △ Ｋｆ 对应 ， 为原 点 Ｏ和 Ｐ点连线 所对应 的割线 刚度 ， ｆ 阴影 部分 代表 受 拉钢筋未屈 服前 的滞 回反应 。可 以看 出 ， 在受拉 钢筋屈 服 前 ， 钢筋 混凝 土 构件 仍处 于 弹性 范 围 内， 件在 构
反复荷载作用下的阿度较接近于割线刚度 Ｋｆ一。因此， ４ ｊ 【 对地震作用这种往复作用而言， Ｋｆ 取 ｆ 近似作为
截 面 有 效 抗 弯 刚 度 的影 响 因素 分 析
张显 明 ， 胡建 新
（ 商 局 重庆 交 通 科 研设 计 院 有 限 公 司 ， 庆 ４ 招 重 ） 摘 要 ： 用 弯矩 曲率 分析 方 法 ， 究 了纵 筋 率 、 采 研 轴压 比和 混 凝 土 强度 对 截 面 有 效抗 弯 刚度 的影 响 ， 分 析 了截 面 有 效 抗 弯 刚 并 度对纵筋率、 轴压比和混凝土强度 的敏感性 。研 究结果表明： 面有效抗 弯刚度 随纵 筋率、 截 轴压 比和混凝土强度 的增加 而 增 大 ， 面有 效 抗 弯 刚度 对 纵 筋 率 最为 敏 感 ， 混 凝 土 强度 的 敏 感 性 次之 ， 截 对 对轴 压 比的敏 感 性 最 小 。 关 键 词 ： 梁 ； 震设 计 ； 面有 效 抗 弯 刚度 ； 响 因素 桥 抗 截 影 中 图分 类 号 ：４２５ Ｕ ４ ．５ 文献 标 识 码 ： Ａ