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钢筋混凝土长柱偏心距增大系数弹塑性分析
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  • 发布时间:2021-09-13
资料介绍

钢筋混凝土长柱偏心距增大系数弹塑性分析
马筱欢
(深圳市市政设计研究院有限公司,广东深圳518029)
摘 要:偏心距增大系数是钢筋混凝土长柱承载力分析的重要参数。该文考虑混凝土材料弹塑性阶段的实际应力一应变关系
采用线性和非线性分析方法计算长柱截面弯矩增大系数。分析了偏心距增大系数在弹性和塑性阶段的变化趋势及机理。
关键词:偏心距增大系数;长柱;弹塑性;线性和非线性
中图分类号:TU375-3 文献标识码:A 文章编号:1009—7716(2012)11-0146—03
0 引言
钢筋混凝土受压柱在偏心荷载作用下将发生
纵向弯曲,即产生侧向挠度f,侧向挠度f将引起附
加弯矩尬。以两端铰接的长柱来说明,初始偏心距
‰ 压力N,构件上的弯矩由初始弯矩(一阶弯矩)
M =Ne。和由横向挠度f引起的附加弯矩(二阶弯
矩)M2=Nf之和组成。即M=M + =Ⅳ(e州 ),取叼=
M N( e o+f)一:1+£
, 用7/反映因二阶弯矩影响承
11/1 ~eo eo
载力低的效应。卵值越大,表明二阶弯矩影响愈大,
一阶弯矩在总弯矩中所占的比例愈小,所以计算77
值的实质就是在计算横向挠度f。
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计
规范》⋯ 中的 计算公式是基本长柱作为研究对
象,并假定柱单向弯曲,以构件最大变形. 产生的
附加弯矩和外荷载直接相加。可见,是对控制截面
而言。对于构件的其他截面,如果均以.厂眦处算得
的 值来设计,则易造成构件配筋量冗余多大,过
于保守。在抗震鉴定中会以为柱的强度不足需要
加固的后果。
因此,本文以Wiseplus(惠加)结构分析与设计
软件和ANSYS有限元分析软件,分别对同一偏心
受压构件,在不同约束情况下,偏心距增大系数
的弹塑性计算。
1弯矩增大系数线性分析方法
1.1微分方程的建立
一偏心受压构件,见图1所示。该柱上端铰
接,下端固定。 为作用于杆件端点的弯矩, 为
杆端在% 、N、T作用下的挠度值(6_厂唧),T为作用
于杆端的横向力,N为作用下杆端的轴向压力。符
号规定以微分段外受拉为正,则得:
收稿日期:2012—08—10
作者简介:马筱欢(1982一),女,陕西人,工程师,从事桥梁工
程设计工作。
M(x)=Ⅳ( 一Y)+% 一T(L— )
柱弯曲时挠度曲线近似方程【 】:
Ely”= ( )
yIf+等y=旨[ +MB-T(L一 )] (1)
求解(1)式得:
y=f( )=[6+MdN-TL/N]cosnx一(T/nN)sinx+【 +
。/rⅣ一T(L— )] (2)
当x=L时,y ,有:
: _
MJN-(T/nN)sin nl一 (3)
其中 等
仑w
/I
/ 、


f/ Xl I
I I ~
图1 偏心受压构件示意图
1.2 有限元迭代求横向挠度
在迭代过程中,仅考虑弯矩作用。先求出一阶
弯矩 (初始弯矩)引起的位移 ( ),再通过数
次迭代求二阶弯矩下的位移 ( ),最后柱任一截
面的总位移为:
H
u(x)= ( )+ ( ) (4)
i= 1
2 弯矩增大系数非线性分析方法
2.1基本假定及相关说明
(1)构件变形后,截面符合平截面假定;
(2)构件材料的应力应变关系为已知,混凝土
采用塑性阶段的应力值;
(3)荷载作用下的构件侧向变形与其长度相

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