混凝土圆环形截面非均匀配筋计算的解析法

环形截面是工程结构中常见的截面形式,但混凝土环形截面配筋计算存在双重非线性(材料和截面宽度变化的非线性).《混凝土结构设计规范》中仅给出计算均匀配筋的超越方程组,需编程和迭代求解,不能手算,极为不便.另外,一些环形截面构件(如高桥墩、预制管桩等)长度长、截面尺寸大、钢筋用量大,若采用均匀配筋,中性轴附近钢筋应力小,经济性不好.若采用非对称配筋,将受力钢筋布置在远离中性轴的外围区域,可充分利用混凝土和钢筋强度,提高经济效益.为此,根据混凝土和钢筋的本构关系确定应变变化的范围和边界,从应变出发,利用解析方法由应变求解应力,进而计算内力,不需迭代,最终将计算结果绘制成便于手算配筋的诺谟图,计算快速方便.该方法适用于C50及以下强度混凝土和任意直径大小的环形截面.