钢筋混凝土偏心受压柱的受剪承载力研究

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土偏心受压柱的受剪承载力研究*
徐洁，梁兴文，李方圆
( 西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)
［摘要］基于主拉应力强度准则，通过理论分析给出了混凝土和轴向压力的受剪贡献，采用45°桁架理论估计箍
筋的受剪贡献，提出了钢筋混凝土柱受剪承载力理论公式。根据搜集到的86 组钢筋混凝土柱受剪性能试验数据，
对理论公式的精确性进行校核，发现理论公式计算值比试验值偏高。然后运用非线性回归方法对理论公式进行修
正，修正后的钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式计算值与试验值吻合较好。最后提出了具有一定安全储备的受剪
承载力计算公式和相应的设计公式。
［关键词］钢筋混凝土柱; 受剪承载力; 非线性回归
中图分类号: TU375. 3 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2014) 01-0049-04
Shear strength of eccentrical compression reinforced concrete column
Xu Jie，Liang Xingwen，Li Fangyuan
( School of Civil Engineering，Xi'an University of Architecture and Technology，Xi'an 710055，China)
Abstract: Based on the principal tensile stress strength criterion，the shear contribution of concrete and axial compressive
force was built by theoretical analysis，and that of stirrups was estimated using 45° truss theoretical model，therefore the
theoretical formula of shear strength of reinforced concrete column was proposed． According to 86 test datum of shear
performance of reinforced concrete columns，the accuracy of the theoretical formula was checked． The calculated results
show that the calculation values of theoretical formula are higher than that of the experiment． So the theoretical formula was
revised by using non-linear regression method． Formula value of the amended shear strength of reinforced concrete column
is in good agreement with the experimental results． Finally，the shear strength formula with a certain safety reserves and the
corresponding design formula were established．
Keywords: reinforced concrete column; shear strength; non-linear regression
* 国家自然科学基金资助项目( 51278402，51078305) 。
作者简介: 徐洁，硕士研究生，Email: xujie． 19871116@163． com。
0 引言
钢筋混凝土构件的斜截面承载力计算是迄今为
止尚未得到很好解决的问题之一。由于影响斜截面
受剪承载力的因素很多，受剪承载力计算缺乏完善
的理论基础［1］，因此目前各国规范关于混凝土构件
斜截面受剪承载力计算大都采用半理论半经验的计
算公式［2，3
］。
为了建立具有一定理论基础的钢筋混凝土柱斜
截面受剪承载力计算公式，许多学者基于桁架-拱模
型建立了钢筋混凝土柱的受剪承载力公式［4-6］，这
类公式相对比较复杂，不便于工程应用。本文基于
主拉应力强度准则，给出了混凝土和轴向压力的受
剪贡献，采用45°桁架理论模型估计箍筋的受剪贡
献，提出了钢筋混凝土柱受剪承载力理论公式。在
此基础上，基于试验数据，对理论公式进行修正，提
出了具有一定理论基础和保证率、且相对简单的钢
筋混凝土柱受剪承载力公式。
1 理论分析
对于承受轴向压力和水平荷载的钢筋混凝土偏
心受压柱，其斜截面受剪承载力主要由两部分组成:
混凝土所负担的剪力和箍筋所负担的剪力。箍筋所
负担的剪力，可采用45°桁架模型计算［2］，即:
Vs = fyv
Asv
s h0
( 1)
式中符号意义同文献［2］。
假定钢筋混凝土柱弯剪区段内的混凝土在压、
弯、剪共同作用下，其主拉应力达到混凝土抗拉强度
时，该区段发生剪切破坏［7］。由材料力学可知，在
平面应力状态下，主拉应力为:
σ1 = σx + σy
2 + (σx － σy ) 2
2
+ τ2 槡xy
( 2)
由上式可得:
τxy = (σ1 － σx + σy ) 2
2
－ (σx － σy ) 槡2
2
( 3)
对承受轴向压力及水平荷载的钢筋混凝土柱，
如设定水平轴为x 轴，竖轴为y 轴，则式( 3) 中的
σx = 0，σy = － N/A，其中N 为轴向压力; A 为钢筋混
凝土柱的横截面面积。将σx = 0，σy = － N/A 以及
σ1 = ft
代入式( 3) ，可得: