抗震變形驗算中鋼筋混凝土梁柱截面特性的計算

田貴應

摘要：抗震能力是當前建筑工程建設中所必須具備的能力之一，其不僅能夠確保群眾的生命和財產(chǎn)安全，而且對促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有重要意義。因此，在開展工程建設施工之前，必須做好相應的抗震變形驗算工作。本文主要結(jié)合當前建筑工程建設的實際情況，對抗震變形驗算中鋼筋混凝土梁柱截面特性幾種計算方法進行介紹，以此來為日后建筑工程的順利開展提供一定的參考依據(jù)。

關鍵詞：抗震變形 鋼筋混凝土 梁柱截面

隨著我國建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑工程的結(jié)構(gòu)越來越復雜，工程整體結(jié)構(gòu)的安全性也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，如何提高工程的抗震性能成為了工程建設中的一項重要任務。鑒于此，在工程進行具體施工之前，必須做好必要的抗震變形驗算，結(jié)合工程的實際情況，采取科學合理的方法對鋼筋混凝土梁柱截面特性進行計算，從而確保工程的順利開展，提供建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。

1 鋼筋混凝土梁柱截面特性計算的幾種方法

就我國目前鋼筋混凝土梁柱截面特性計算的現(xiàn)狀來看，其采取的方法大致包括四種，即日本規(guī)范公式、條分法、試驗分析法和簡化計算法。

1.1 日本規(guī)范公式 這種計算方法主要借鑒了日本鋼筋混凝土設計規(guī)范中所給出的計算方法，該計算方法涉及了三個必要的公式，一是開裂彎矩Mc的計算公式，公式為：Mc=ftkZ+ND/6。其中，Mcftk和Z分別表示開裂彎矩混凝土彎曲抗壓強度標準值和鋼筋作用的等效截面系數(shù)。二是屈服彎矩My的計算公式，公式為：My={g2q+0.5η0（1-η0）}fcmkbh2。三是屈服時剛度降低系數(shù)αy的計算公式，公式為：αy=（0.043+1.64npt+0.043a/h+0.33η0）（d/h）2。使用日本規(guī)范公式來對鋼筋混凝土梁柱截面特性進行計算，其最終結(jié)果與試驗值前后之差不大于20%。由此可見，此種方法具有一定的應用價值。

1.2 條分法 所謂條分法，主要是將鋼筋混凝土構(gòu)件的整個截面按照一定的標準劃分為若干個條帶，我們假設第N條帶上的應力J是均勻分布的，那么對與其相應的曲線的計算，我們便可以利用平截面的解力和力矩平衡方程組來實現(xiàn)。我們以對鋼筋和混凝土分別采用雙折線應力-應變曲線和非線性應力-應變關系，具體內(nèi)容如圖1所示，若按照圖1給出的數(shù)據(jù)來對截面特性進行計算，其計算公式為：①當ε≤ε0時，σc=2K1fcmkε/ε0+ε；②當ε≤ε0≤εu時，σc=K1fcmk{1-[200（ε-ε0）]}2；③當0≥ε≥-0.0001時，σt=-ftk（2ε/ε+0.0001）；④-0.0001≥ε≥-0.00015時，σt=-ftk；⑤當ε≤-0.00015時，σt=0。式中，ε0=0.002，εu=0.0035，Kt=0.8-1。

1.3 試驗分析法 試驗分析法主要是在對鋼筋混凝土梁柱截面特性進行計算之前，先進行必要的試驗，并在此基礎上通過試驗結(jié)果對截面特性進行計算。利用試驗分析法對截面特性進行計算的時候，其相關的公式為：①開裂彎矩Mc的計算公式可分為對于柱的計算公式和對于梁的計算公式，其中，對于柱的計算公式為：y=（0.73+0.044/h（1-r0N/Mc））y0，對于梁的計算公式則為：Mc=（0.73+0.044/h）y0ftkW0。②屈服彎矩My的計算公式同樣包括關于柱的計算公式和關于梁的計算公式。其中，對于柱的計算公式為：x=N/（fcmkb），對于梁的計算公式則為：Mc=-N（h/2-as）+

0.5fcmkbh0。

1.4 簡化計算法 所謂簡化計算法，主要指的是通過計算開裂彎矩和屈服彎矩的計算所得出了一種簡化方法。利用這種方法對鋼筋混凝土的截面特性進行計算，首先，假定在截面開裂時，受拉區(qū)混凝土應力近似取為矩形分布，受壓區(qū)混凝土處于彈性階段，由截面力與力矩的平衡方程計算出開裂彎矩。其次，在破壞時混凝土壓應力的分布圖形假定為二次曲線，將該曲線的應力圖形似化為矩形分布來計算截面的屈服彎矩。這種方法適用于梁截面。

2 算例及分析

通過對以上四種計算方法的分析與實驗我們得出，利用以上四個方面開展鋼筋混凝土梁柱截面特性計算，其最終計算結(jié)果并沒有呈現(xiàn)出較大差距。但是，與其他三種計算方法相比，條分法的計算結(jié)果要相對較大一些，但并不影響整體的計算結(jié)果。由此可見，以上所介紹的4種計算方法均可以應用到鋼筋混凝土梁柱截面特性的計算中。工程建設人員可以根據(jù)工程的實際情況，采取針對性的計算方法，以此來確保計算結(jié)果的準確性和可靠性。

3 結(jié)語

綜上所述，在當前建筑工程建設過程中，對于鋼筋混凝土梁柱截面特性的計算有很多種方法，每種方法都有其各自的特點和適用范圍。因此，為了確保工程抗震變形驗算結(jié)果的參考作用能夠充分發(fā)揮出來，建設單位必須結(jié)合工程的實際情況，采取合理的驗算方法，從而得出工程整體結(jié)構(gòu)最佳的抗震設計方案，為工程整體質(zhì)量的提升提供一定的參考依據(jù)。

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