混凝土梁中钢筋内部应变差及其与荷载的关系
2020-08-13刘思孟吴彩星
北京工业大学学报 2020年8期
刘思孟,白 煜,吴彩星
(1.省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室(重庆交通大学),重庆 400074;2.重庆交通大学土木工程学院,重庆 400074)
钢筋混凝土结构被广泛应用于土木工程中,因此研究构件内部的变形特征具有重要的工程价值.在混凝土构件的研究、分析及设计中,常忽略钢筋内部力学响应的变化.在试验研究[1]中,混凝土中的钢筋常被视为线状杆件.对钢筋混凝土构件进行有限元分析时,通常也将钢筋简化为线单元[2-4].在荷载试验[5]等众多工程实践与试验研究中,准确测量钢筋表面的应变[6-7]是一个重要的基础.混凝土桥梁上实测的钢筋应变将用于评定结构的强度等重要性能指标[8-11].由于钢筋内部存在应变梯度,在其表面不同位置测得的应变值可能会导致评定结果发生变化.因此,钢筋内不同位置的应变差异及其变化规律课题具有重要的研究价值.
为此,本文从结构理论、有限元分析与模型试验三方面研究混凝土梁中同一根钢筋上、下缘(即顶面与底面)应变差及其与荷载的关系.研究发现:在加载过程中,上述应变差显著增大;在钢筋屈服前,受压钢筋上、下缘实测应变差之比可高达50%.因此,混凝土结构应变测量过程中,钢筋直径的影响应充分重视.
1 理论分析
1.1 基本假设
在理论研究与有限元模型分析中采用以下基本假设:
1)平截面假定.
2)小变形假定.
3)钢筋与混凝土具有良好的黏结性能,不会发生较大的相对滑移.
国内外试验表明……
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