5.3 其他分析方法

5.3.1

弯矩调幅法是钢筋混凝土结构考虑塑性内力重分布分析方法中的一种。该方法计算简便,已在我国广为应用多年。弯矩调幅法的原则、方法和设计参数等参见《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》 CECS 51:93 ,但应注意应用这种方法的限制条件。

 

5.3.2

周边有梁或墙支承的钢筋混凝土双向板,可采用塑性铰线法(极限分析的上限解)进行分析,根据板的极限平衡基本方程和两方向单位极限弯矩的比值,依次计算各区格板的弯矩值或者直接利用相应的计算图表确定弯矩值。条带法是极限分析的下限解,已知荷载即可根据平衡条件确定板的弯矩设计值,按此法设计总是偏于安全的。

 

5.3.3

结构布置规则的板柱体系可直接采用弯矩系数法计算柱上板带和跨中板带的各支座和跨中截面的弯矩值。当结构布置不规则时,可将计算图形取为平面等代框架进行分析,再按柱上板带和跨中板带分配各支座和跨中截面的弯矩值。

 

5.3.4

杆系(一维)结构和二、三维结构的非线性分析可根据结构的类型和形状,要求的计算精度等,选择分析方法。应根据情况采用不同的离散尺度;确定相应的本构关系,如一点的应力-应变关系、杆件截面的弯矩-曲率关系、杆件的内力-变形关系、不同形状有限单元的本构关系等,并以此为基础推导基本方程和确定计算过程。

进行结构非线性分析时,其各部尺寸和材料性能指标必须预先设定。若采用的混凝土和钢筋的材料性能指标(如强度、弹性模量、峰值应变和屈服应变),或者二者的性能比与实际结构中的相应值有差别时,受力全过程的计算结果,包括结构的应力分布、变形、破坏形态和极限荷载等都会产生不同程度的偏差。

在确定混凝土和钢筋的材料本构关系和强度、变形值时,宜事先进行试验测定。无试验条件时,可采用经过验证的数学模型 ( 如附录 C) ,其参数值应经过标定或有可靠依据。材料的强度和特征变形值宜取平均值,可按附录 C 的公式计算或表列值采用。

与材料性能指标的取值相适应,当验算结构的承载能力极限状态时,应将荷载效应的基本组合设计值乘以修正系数,其数值根据结构或构件的受力特点和破坏形态确定,但不宜小于下值:

受拉钢筋控制破坏 ( 如轴拉、受弯、偏拉、大偏压等 ) 1.4 ;
受压混凝土或斜截面控制破坏 ( 如轴压、小偏压、受剪、受扭等 ) 1.9 。

验算正常使用极限状态时,可取荷载效应的标准组合,一般不作修正。

结构分析中的应力、应变、曲率、变形、裂缝间距和宽度等都可取为一定长度或面积范围内的平均值,以简化计算。混凝土受拉开裂后,在确定构件的变形 ( 曲率 ) 和刚度时,宜考虑混凝土的受拉刚化效应。

结构非线性分析的电算程序,除了严格进行理论考证外,还应有一定的试验验证。

 

5.3.5

混凝土结构的试验应经专门的设计。对试件的形状、尺寸和数量,材料的品种和性能指标,支承和边界条件,加载的方式、数值和过程,量测项目和测点布置等作出周密考虑,以确保试验结果的有效和准确。

在结构的试验过程中,对量测并记录的各种数据和现象应及时整理和判断。试验结束后应进行分析和计算以确定试件的各项性能指标值和所需的设计参数值,并对试验的准确度作出估计,引出合理的结论。

 

5.3.6

混凝土的温度&emdash;湿度变形和收缩、徐变等因素主要影响结构的正常使用极限状态和耐久性,对结构承载能力极限状态的影响较小,必要时需加分析和验算。温度应力分析参见《水工混凝土结构设计规范》 DL/T 5057 。