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欧洲混凝土规范构件设计及其与中国规范的比较研究

作　者: 严亚林
导　师: 金新阳
学　校: 中国建筑科学研究院
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土正截面斜截面抗震延性设计
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

混凝土设计规范已经从容许应力设计方法发展到现在的基于概率的承载力极限状态设计方法。世界各国规范的技术水平不完全同步,美欧等经济发达地区的规范相对来说编制过程较为复杂,相对来说较为先进,欧洲混凝土结构设计规范是公认的世界上最先进规范之一。为了学习和借鉴,结合PKPM软件欧洲版本开发工作,作者全面学习了欧洲混凝土结构设计规范,深入了解和研究了混凝土构件截面设计的计算方法,编制了构件承载力验算和配筋计算的相应程序,并对中欧规范混凝土构件的截面设计做了大量的算例分析和比较研究。本文主要的工作包括：1)归纳和整理欧洲规范混凝土结构的设计流程。从极限状态设计表达式和混凝土结构设计基本原则,到荷载取值、荷载效应组合、材料要求及耐久性等方面,进行了必要的归纳和整理,全面了解欧洲规范混凝土结构设计的基本要求,建立设计流程；2)细化欧洲混凝土规范构件设计方法。根据欧洲混凝土规范梁、柱、墙构件截面设计的基本原理和假定,结合对比中国规范的相应规定,对各类构件正截面设计、斜截面设计及抗震设防条件下的构件设计方法进行细化,推导和补充了具体的计算公式。主要内容包括：参考英国针对于欧洲规范所作的本土化规定,推导了各类构件的正截面设计计算公式；按照欧洲规范名义曲率方法考虑细长柱的二阶效应,推导计算公式,并与中国规范偏心距增大方法进行了比较；对欧洲规范斜截面设计的设计步骤、考虑因素等进行了具体分析,指出中国规范与欧洲规范计算公式不同,并通过算例分析比较数值结果差异；根据不同延性要求,进行抗震设防条件下的构件截面设计计算,并就柱、墙的轴压比要求、斜截面要求等方面,与中国规范进行了比较研究；3)绘制程序流程图及编制程序。按照设计流程和推导补充的计算公式,分别设计和绘制出梁、柱、墙的正截面和斜截面配筋计算框图,并编制相应的计算程序。可同时考虑抗震设防条件,在框图和计算程序中体现不同延性等级的计算公式及约束条件的调整。通过大量的具体算例对计算程序进行测试；4)中欧混凝土规范构件承载力比较研究。利用编制的计算机程序,绘制了不同混凝土强度等级下梁正截面承载力对比图、不同轴压比下短柱承载力对比图、不同抗震延性要求的斜截面抗剪承载力对比图,比较了中欧混凝土构件承载力的数值差异。通过本文的工作,对欧洲混凝土设计规范构件设计方法有了全面深入的了解,并研究编制了相应的计算程序,完成PKPM软件欧洲规范版本开发的一项前期工作。在大量计算分析的基础上,对中欧混凝土规范构件承载力进行比较研究,初步得到一些有用的结论,可为借鉴和使用欧洲混凝土规范提供参考。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-14
第1章绪论  14-25
  1.1 钢筋混凝土及混凝土结构设计方法的发展历史  14-20
    1.1.1 钢筋混凝土发展简况  14-15
    1.1.2 混凝土设计方法及截面设计方法的发展  15-20
  1.2 混凝土规范的发展  20-23
    1.2.1 钢筋混凝土规范的形成与发展  20
    1.2.2 欧共体规范的形成与发展  20-21
    1.2.3 我国规范的形成与发展  21-23
  1.3 本文研究目的与内容  23-25
    1.3.4 本文研究背景  23-24
    1.3.5 研究内容  24-25
第2章一般设计原则及荷载效应组合  25-32
  2.1 概述  25-26
  2.2 承载力极限状态设计表达式  26
  2.3 耐久性及保护层  26-28
  2.4 荷载及荷载效应组合  28-29
  2.5 分项系数  29-30
  2.6 中欧规范荷载组合比较  30-32
第3章材料  32-37
  3.1 混凝土  32-35
  3.2 钢筋  35-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章构件承载力计算及其程序实现  37-75
  4.1 梁正截面设计  37-42
    4.1.1 矩形截面  37-38
    4.1.2 T形截面  38-39
    4.1.3 梁正截面配筋计算步骤  39-40
    4.1.4 梁正截面配筋计算程序设计流程图  40-42
  4.2 柱正截面设计  42-56
    4.2.1 短柱正截面设计  42-48
    4.2.2 细长柱正截面设计  48-52
    4.2.3 柱正截面配筋计算步骤  52-53
    4.2.4 柱正截面配筋计算程序流程图  53-56
  4.3 墙正截面设计  56-59
    4.3.1 墙正截面计算步骤  57
    4.3.2 墙正截面计算程序流程图  57-59
  4.4 斜截面设计  59-66
    4.4.1 概述  59
    4.4.2 无腹筋混凝土构件的抗剪能力  59-60
    4.4.3 有腹筋梁抗剪计算  60-61
    4.4.4 剪力墙的抗剪承载力设计计算  61-63
    4.4.5 抗扭设计  63-64
    4.4.6 剪扭共同作用  64
    4.4.7 斜截面配筋计算步骤  64-65
    4.4.8 斜截面配筋计算程序流程图  65-66
  4.5 抗震调整  66-73
    4.5.1 欧洲规范构件抗震设计的基本原则  67-71
    4.5.2 各类条件的构件构造条件要求  71-73
  4.6 本章小结  73-75
第5章中欧规范承载力计算比较  75-99
  5.1 概述  75
  5.2 梁正截面承载力计算比较  75-81
    5.2.1 计算例题  75-77
    5.2.2 相对承载力  77-80
    5.2.3 绝对承载力  80-81
  5.3 短柱梁正截面承载力计算比较  81-91
    5.3.1 短柱配筋计算例题  81-84
    5.3.2 相对承载力  84-88
    5.3.3 绝对承载力  88-91
  5.4 二阶挠度计算比较  91-92
  5.5 抗剪承载力计算比较  92-97
    5.5.4 相对承载力  93-94
    5.5.5 绝对承载力  94-95
    5.5.6 剪力墙抗剪承载力计算比较  95-97
  5.6 本章小结  97-99
第6章总结及展望  99-102
附录A:欧洲规范细则及构造简表  102-106
  A.1 梁构造要求表格  102-103
  A.2 柱构造要求表格  103-104
  A.3 墙构造要求表格  104-106
参考文献  106-108
致谢  108

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