鋼筋混凝土不等肢異形柱曲率延性影響因素研究.pdf

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1、鋼筋混凝土不等肢異形柱曲率延性影響因素研究宋家璐(中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都6l0041)摘要：近年來(lái)鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)得到了較為廣泛的應(yīng)用。《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)于不等肢異形柱的曲率延性計(jì)算是從確定性方面得出的結(jié)果，沒(méi)有考慮影響曲率延性的各個(gè)因素的隨機(jī)性，與實(shí)際情況不符。而影響異形柱曲率延性的因素較多，本文采用Monte．Carlo模擬把各個(gè)因素模擬為隨機(jī)變量，對(duì)其中的未受約束混凝土的‰和8。鋼筋的占，。這三個(gè)因素進(jìn)行敏度分析，判斷其對(duì)不等肢異形柱曲率延性的影響程度。關(guān)鍵詞：不等肢異形柱；曲率延性；隨機(jī)變量

2、；敏度分析中圖分類號(hào)：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672—40ll(2011)02—0028—02O前言近年來(lái)全國(guó)許多省市的建設(shè)委員會(huì)、建筑設(shè)計(jì)院以及許多高校都開(kāi)始重視對(duì)異形柱的研究和運(yùn)用，取得了一批有價(jià)值的科研成果¨qJ。天津大學(xué)通過(guò)對(duì)異形柱曲率延性的計(jì)算¨qJ，確定了異形柱結(jié)構(gòu)在各抗震等級(jí)下的軸壓比限值，其研究成果納入了2006年頒布的《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中。但天津大學(xué)的研究未考慮影響曲率延性的各參數(shù)的隨機(jī)分散性，與實(shí)際情況不符。影響不等肢異形柱曲率延性的因素較多，包括異形柱截面底肢寬度6、高度7l、肢厚‘、保護(hù)層厚

3、度口7、箍筋間距s。、鋼筋直徑礬、混凝土強(qiáng)度Z、縱筋強(qiáng)姒、箍筋強(qiáng)度厶、自重荷載Ⅳ。、活載Ⅳo、鋼筋彈性模量E，、未受約束混凝土的占。和8“、鋼筋的占n15個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。而其中未受約束混凝土的印和占。、鋼筋的8“這三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征未知，現(xiàn)都擬取為正態(tài)分布，本文將對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行敏度分析，用以判斷這三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)取為確定值對(duì)不等肢異形柱曲率延性的影響。l隨機(jī)變量的抽樣方法對(duì)每一種設(shè)計(jì)工況，把15個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)看作隨機(jī)變量，利用Monte—C盯lo方法舊1根據(jù)隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征¨J，生成800組隨機(jī)數(shù)以模擬實(shí)際情況，然后由非線性全過(guò)程數(shù)值分析方

4、法舊。J，求得各組情況下的最不利荷載角的截面平均曲率延性。即每一種工況下，可得到800組曲率延性結(jié)果。設(shè)各個(gè)隨機(jī)變量茹。，屯，?，≈?分別具有分布函只。(毛)，如(茗：)，?，乃(氣)。巳(毛)為[0，1]區(qū)間上的一個(gè)數(shù)，可以將其與Monte—cado方法中的隨機(jī)數(shù)對(duì)應(yīng)，令以(≈)=‘，這里0是Monte—carlo方法產(chǎn)生的[O，1]上的隨機(jī)數(shù)。這樣就可得到茗，=E1(一)J=1，2，?，n。對(duì)于每個(gè)‘就可以得到相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量的值。作者簡(jiǎn)介：宋家璐(1983一)。碩士。主要研究方向：姑構(gòu)設(shè)計(jì)研究應(yīng)用。r口=1．2825府，{矗=地一

5、o．5772／a(1)L石={-{n[-Inj‘)]}幾+磨2敏度分析在影響不等肢異形柱曲率延性的15個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)中，未受約束混凝土的吼和占。、鋼筋的占小這三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征未知，現(xiàn)都擬取為正態(tài)分布，并對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行敏度分析。首先對(duì)未受約束混凝土的島和8。。這兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行敏度分析。底肢寬度、高度、肢厚等12個(gè)隨機(jī)變量、以及凡和氣，共14個(gè)隨機(jī)變量按統(tǒng)計(jì)特性分別進(jìn)行抽樣，其中未受約束混凝土的島和占。的變異系數(shù)擬取為0．05、0．075、O．15、O．20四種情況進(jìn)行800組抽樣，然后取三種截面進(jìn)行計(jì)算，其800組曲率延性計(jì)算結(jié)果的

6、均值和變異系數(shù)在表l中列出；同時(shí)把鄢和8。取為確定值，只取前12個(gè)隨機(jī)變量，取相同的三種截面進(jìn)行計(jì)算，其延性計(jì)算結(jié)果的均值和變異系數(shù)也在表1中列出。對(duì)比表l中的數(shù)據(jù)，由此對(duì)印和占。進(jìn)行敏感性分析，以判斷8。和8。取為確定值對(duì)曲率延性計(jì)算結(jié)果的影響。表中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值為‰和口。。的變異系數(shù)。衷l(a)L形截面異形柱最不利曲率延性計(jì)算結(jié)果隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)1214(O．05)14(O．075)14(0．15)14(0．20)均值13．70513．69613．68013．62313．617變異系數(shù)0．23377O．234500．235630．24144

7、0．24533注：L形柱截面足寸為200×500×600(Im)；縱筋直徑d=‰；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；箍筋配1為小lO@90；設(shè)計(jì)軸壓比為Q5。表1(b)T形截面異形柱最不利曲率延性計(jì)算結(jié)果隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)1214(O．05)14(O．075)14(O．15)14(O．20)均值11．85411．85011．83l11．77211．759變異系數(shù)0．32700O．32848O．32994O．33716O．34106注：T形柱截面尺寸為200×500×600(m)；縱筋直徑d=∞mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；箍筋配置為小lO@90；設(shè)計(jì)軸壓

8、比為Q55。襄l(c)+字形截面異形柱最不利曲率延性計(jì)算結(jié)果隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)1214(0．05)14(0．075)14(0．15)14(0．20)均值9．2449．2339．1909．1149．086變異系數(shù)O．