杨 成, 陈文龙, 赵人达, 徐腾飞

(1. 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室, 四川 成都 610031; 2. 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400045)

在结构设计中,相比普通强度钢筋混凝土,高强度钢筋与高强度混凝土的使用,在保证相同承载能力的前提下,将有效降低构件的截面尺寸与配筋率[1],从而导致较大的变形与裂缝宽度.此时,能否满足正常使用极限状态的性能要求,可能成为结构设计的控制性因素[2-3].

混凝土梁开裂后的裂缝宽度、刚度计算是混凝土结构正常使用状态设计的重要内容[4].当计算钢筋混凝土梁的抗弯承载力时,混凝土抗拉强度通常可以忽略.但事实上,在正常使用极限状态范围内,受拉区裂缝之间的混凝土仍然承担部分拉力,为构件正截面抗弯提供刚度,被称为拉伸刚化效应[5-6],将影响钢筋混凝土构件的开裂后刚度、变形和裂缝宽度[7].对于配筋率较低的混凝土板而言,拉伸刚化效应可能会贡献50%以上的开裂后刚度[8].

正常使用极限范围下钢筋凝土结构变形的计算都需考虑混凝土的开裂非线性与拉伸刚化效应,非线性有限元法是其中一种重要的分析方法.可通过修改钢筋或混凝土材料的应力-应变关系来考虑拉伸刚化效应[9-11],也可基于粘结滑移理论及局部特性提出的有限元模型[12-13]来解决.虽然非线性有限元法能够比较准确地预测构件挠度,但其巨大的计算量与复杂性使得大部……