非线性力—位移理论模型验证

采用本章提出的非线性力—位移理论模型模拟了9个FRC对角斜筋小跨高比连梁试件的荷载—位移骨架曲线。其中CB3~CB5为本课题组完成的3个FRC小跨高比连梁拟静力试验结果。各连梁试件基本参数见表4.2；各连梁试件非线性力—位移理论模型与试验骨架曲线对比如图4.6。表中，相关参数文献中没有给出时，根据本文3.2.4节确定；钢筋的弹性模量Es取为2×105MPa；斜筋为沿一个对角线方向的数量；fc′为试验当天实测混凝土棱柱体抗压强度平均值；fyd、fud分别为对角斜筋的屈服强度、极限强度的平均值；fsv为箍筋的屈服强度平均值；εmax为FRC棱柱体抗压强度对应的应变；σss、εss分别为FRC单轴受拉时稳态开裂应力与应变；σpeak、εtu分别为FRC单轴受拉时极限开裂应力与应变。

图4.6 各连梁试件非线性力—位移理论模型与滞回曲线对比

由图4.6可知：

（1）当跨高比ln/h≤1.5时（图4.6a～f），本章提出的非线性力—位移理论模型与拟静力试验所得到的试件骨架曲线吻合较好。

（3）梁端剪力试验值与《混凝土结构设计规范》[10]计算结果相比，推、拉方向Vwb，test/Vwb，cal-混凝土平均值分别为1.22和1.12，标准差分别为0.27和0.33，与试验值较吻合，但与Vwb，test/Vwb，cal-本文相比，离散性略大。

（4）《高层建筑混凝土结构技术规程》[11]中连梁梁端剪力计算

（2）试件Spec-1、Spec-2和Spec-3计算曲线与试验曲线吻合较差，主要原因有：a）配筋方式略有不同：试件Spec-1、Spec-2和Spec-3在连梁端部配置了U型钢筋，提高了连梁刚度和抗剪承载力；b）连梁跨高比较大，忽略箍筋、纵筋和混凝土次斜压杆参与的抗剪作用导致误差较大。

表4.3为各算例试验结果与计算结果的对比。为了便于比较，以推为正，拉为负。其中，下角标test和cal分别代表试验实测值和理论计算值；Δy、Py分别为屈服位移和屈服荷载，由通用屈服弯矩法确定；Δu为最大承载力下降15%时对应的位移值；梁端剪力Vwb取为峰值荷载。峰值荷载的理论计算公式包括本文的计算结果，《高层建筑混凝土结构技术规程》[11]公式（7.2.23-3）［见本章式（4-3）］和《混凝土结构设计规范》[10]公式（11.7.10-2）［见本章式（4-5）］。

由表4.3可知：

（1）各连梁屈服位移、屈服荷载、极限位移和梁端剪力的试验值与本章理论计算结果的比值平均值在0.93~1.21之间，标准差在0.2~0.3之间，说明本章所提出的用于模拟不同受力阶段受力性能的非线性力—位移模型可以较合理地模拟小跨高比FRC对角斜筋连梁力—位移骨架曲线。

（2）梁端剪力试验值与本章提出的理论计算结果相比，推、拉方向Vwb，test/Vwb，cal-本文平均值分别为1.16和1.04，标准差分别为0.28和0.27。