圓形截面偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計(jì)算系數(shù)探討

丁 烽

(浙江省寧波市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江寧波 315012)

圓形截面偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計(jì)算系數(shù)探討

丁 烽

(浙江省寧波市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江寧波 315012)

根據(jù)JTG D 62—2004《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，比較了圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計(jì)算系數(shù)D的查表值與公式計(jì)算值的差異，提出了修正方法。分析結(jié)果表明:該方法具有較好的計(jì)算精度，滿足橋梁設(shè)計(jì)需要。

橋梁工程;圓截面;偏壓構(gòu)件;計(jì)算系數(shù)

圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件在橋梁結(jié)構(gòu)中被廣泛使用，如圓形樁基、橋墩等，其正截面強(qiáng)度，JTG D 62—2004《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］規(guī)定按5.3.9條計(jì)算或者利用諾模圖直接查得計(jì)算結(jié)果，計(jì)算公式如下:

1 計(jì)算系數(shù)D值比較

1.1 規(guī)范附表值與公式計(jì)算值比較

根據(jù)橋規(guī)附錄C，查表C.0.2可得表1。

根據(jù)式(2)～式(11)可得表2。

根據(jù)表1、表2，比較系數(shù)D值，詳見表3。

由表3可知，當(dāng)ξ＞1.0時(shí)，系數(shù)D的公式計(jì)算值與附表C.0.2存在較大差異。因此在利用公式求解D值時(shí)，應(yīng)對公式中的參數(shù)進(jìn)行修正。

表1 A，B，C，D 查表值Tab.1 A，B，C，D look －up table values

表2 A，B，C，D 公式計(jì)算值Tab.2 A，B，C，D calculated value

表3 計(jì)算D值與附表值比較Tab.3 Calculation of the value of D values compared with the schedule

1.2 規(guī)范附表值與修正后公式計(jì)算值比較

將公式(9)展開，可得:

根據(jù)公式(12)及文獻(xiàn)［2］可知，當(dāng) ξ＞0.66時(shí):

根據(jù)式(8)、式(14)可知，當(dāng)ξ為定值時(shí)，計(jì)算系數(shù)D為f'sd的函數(shù)，而其增減性較難判斷，通過試算比較D值關(guān)于f'sd的變化，詳見圖1。

圖1 關(guān)于f'sd的ξ－D曲線Fig.1 The ξ － D on the curve of f'sd

當(dāng)ξ＞1.0時(shí):

由圖(1)可知，計(jì)算系數(shù)D為隨f'sd遞增而遞增的函數(shù)。

根據(jù)表(2)可知，系數(shù)D計(jì)算值比附表C.0.2值小。因此，利用式(2)～式(9)計(jì)算系數(shù)D時(shí)，需將f'sd適當(dāng)調(diào)大。

當(dāng)fsd=280，f'sd=1.1 ×280=308 時(shí)，利用式(2)～式(9)可得表4。

表4 修正后A，B，C，D計(jì)算值Tab.4 Revised A，B，C，D calculated value

根據(jù)表1、表4，比較系數(shù)D值，詳見表5。

表5 修正后計(jì)算D值與附表值比較Tab.5 Revised calculation of the value of D values compared with the schedule

由表5可知，當(dāng) fsd=280，f'sd=1.1×280=308時(shí)，系數(shù) D的公式計(jì)算值與附錄表 C.0.2比較吻合。

1.3 構(gòu)件驗(yàn)算比較

根據(jù)文獻(xiàn)［3］、文獻(xiàn)［4］中關(guān)于圓形截面偏心受壓構(gòu)件的計(jì)算方法，以直徑D=1 200 mm圓截面，混凝土等級C30，周邊均勻配置20根φ25的HRB 335級鋼筋為例，分別采用表1、表2和表4中的A，B，C，D 值計(jì)算截面的極限承載力 Nu，Mu，即公式(1)、公式(2)的右側(cè)項(xiàng)，詳見表6、表7。

表6 系數(shù)修正前截面極限承載力比較Tab.6 Comparison of cross－section bearing capacity before coefficient revision

表7 系數(shù)修正后截面極限承載力比較Tab.7 Comparison of cross－section bearing capacity after coefficient revision

2 討論

文獻(xiàn)［1］對圓截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算系數(shù)A，B，C，D進(jìn)行了簡化，主要是將 g 由文獻(xiàn)［5］的 0.86、0.88、0.9 統(tǒng)一為 0.88，鋼筋屈服應(yīng)變由原來的Ⅰ級，Ⅱ級，5號鋼統(tǒng)一取用鋼筋的平均屈服應(yīng)變。文獻(xiàn)［6］中也對該問題進(jìn)行了探討，不過并沒有給予解答。根據(jù)比較可知，表2所列A，B，C，D公式計(jì)算值與文獻(xiàn)［5］附錄3中附表3.3中數(shù)值一致。由于文獻(xiàn)［1］將原來的表格進(jìn)行了簡化，考慮到兼顧其它的原則，文獻(xiàn)［1］附錄C中系數(shù)A，B，C，D的公式計(jì)算值與附表C.0.2值存在差異是客觀存在的。

3 結(jié)語

根據(jù)計(jì)算比較可知，對D值的計(jì)算進(jìn)行適當(dāng)修正，可使公式計(jì)算的D值與文獻(xiàn)［1］附表C.0.2提供的值更加吻合，截面極限承載力的驗(yàn)算精度進(jìn)一步提高，有利于編制電算表格，提高工作效率。

［1］JTG D 62—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］ 趙志蒙，黃平明.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究室.公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范答疑匯編［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［4］ 葉見曙，李國平.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理［M］.2版.北京:人民交通出版社，2005.

［5］JTJ 023—85公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，1985.

［6］袁倫一，鮑衛(wèi)崗.JTG D 62—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范條文應(yīng)用算例［M］.北京:人民交通出版社，2005.

Research on Calculation Coefficient of Normal Section Compressive Bearing Capacity of Eccentric Compression Members with Circular Section

DING Feng
(Ningbo Urban Construction Design Institute Co.，Ltd.，Ningbo 315012，Zhejiang，China)

According to the code for design of highway reinforced concrete and prestressed concrete bridges and culverts，the differences of calculated value and table value on calculation coefficient D for normal section compressive bearing capacity of reinforced concrete eccentric compression members with circular section were compared.And then correction method was proposed.The analysis results show that the method has good accuracy，which meets the needs of bridge design.

bridge engineering;circular section;eccentric compression members;calculation coefficient

U 442.5+1

A

1674-0696(2011)03-0366-03

2011-03-24;

2011-04-09

丁 烽(1979-)，男，上海人，工程師，主要從事市政橋梁方面的設(shè)計(jì)工作。E-mail:nbdingfeng@qq.com。