[发明专利]一种确定使用弯矩下钢砼梁中性层与配筋率关系的方法

摘要

本发明公开了一种确定使用弯矩下钢砼梁中性层与配筋率关系的方法。制作一组矩形截面钢砼梁，各根梁的混凝土强度、钢筋等级、梁长、截面尺寸及保护层厚度保持一致，而让其配筋率ρi从小到大分布在0.2％到2％的范围内，然后对每根梁进行简支两点对称加载试验，利用试验所获得的数据，求得钢砼梁在使用弯矩下，中性层距梁低的高度h1与梁高h的比值H随配筋率ρ变化的解析表达式H(ρ)，所得H(ρ)对钢砼结构的设计与分析具有重要意义。

主权项

1.一种确定使用弯矩下钢砼梁中性层与配筋率关系的方法，其特征在于：制作n根矩形截面钢筋混凝土梁，其中n≥12，每根梁仅在受拉侧配置纵向钢筋，让所有梁的混凝土强度、钢筋等级、梁长、梁宽、梁高及保护层厚度基本保持一致，而让各根梁的配筋率ρ_i从小到大分布在0.2％到2％的范围内，对所有梁进行简支两点对称加载试验，测得每一根梁弯矩M随梁跨中底部挠度w变化的坐标关系图M(w)，选取那些弯矩M与挠度w呈现出三折线形态变化规律的M(w)图作为试验结果使用，取这些图中的最大弯矩值为对应梁的破坏弯矩M_u(i)，并取(0.5～0.6)M_u(i)为对应梁的使用弯矩M_k(i)，对应M_k(i)的梁跨中底部挠度值为w_k(i)，所有梁的受压弹性模量值皆取为混凝土的弹性模量值E_c，将E_c及M_k(i)和w_k(i)代入方程bh3Ei+Ec(Ei++Ec)2+3hMk(i)EcEi++Ec=3Mk(i)4wk(i)2+l28wk(i),]]>求得对应梁的受拉弹性模量值其中，l为所有钢筋混凝土梁进行简支两点对称加载试验时的跨长、b为梁宽、h为梁高，将各根梁的配筋率ρ_i和对应的计算值代入以下公式，α=nΣi=1nEi+·ρi-Σi=1nEi+Σi=1nρinΣi=1nρi2-Σi=1nρiΣi=1nρi,]]>β=Σi=1nρi2Σi=1nEi+-Σi=1nEi+·ρiΣi=1nρinΣi=1nρi2-Σi=1nρiΣi=1nρi]]>求得系数α和β，再将α、β、E_c代入以下表达式H(ρ)=Ecαρ+β+Ec,]]>求得钢筋混凝土梁在使用弯矩下，中性层距梁低的高度h₁与梁高h的比值H随配筋率ρ变化的解析表达式H(ρ)，所有物理量的单位皆采用国际单位制。