小剪跨比鋼筋混凝土牛腿非線性有限元分析.pdf

1、鋼筋混凝土牛腿是房屋建筑結構極為重要的組成部分，在水工中的應用越來越廣，但是對于小剪跨比鋼筋混凝土牛腿還存在著諸多問題。我國混凝土結構設計規(guī)范(GB50010-2002)計算牛腿公式規(guī)定當剪跨比小于0.3按0.3進行配筋計算，導致牛腿配筋過多、施工困難的現(xiàn)象，因此有必要對小剪跨比牛腿承載性能進行研究。 本文結合科研項目《水工混凝土結構設計規(guī)范》修訂專題子題《獨立牛腿配筋計算技術研究》分析已完成的4個不同剪跨比鋼筋混凝土牛腿在豎向

2、荷載作用下的模型試驗的基礎上，進一步利用有限元法，建立12個鋼筋混凝土牛腿模型進行非線性有限元分析，研究了牛腿混凝土和鋼筋應力分布、傳力機理、破壞形態(tài)等，隨后調(diào)整混凝土強度、縱筋配筋率以及配箍率等有關參數(shù)為該結構形式的工程應用提供有益的理論依據(jù)。本文主要成果如下： (1)對剪跨比為0.3、0.2、0.1及0工況下鋼筋混凝土牛腿和不同強度等級下素混凝土牛腿進行加載試驗，并對試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析。結果表明，剪跨比是影響牛腿承載能力

3、的主要影響因素，增大混凝土強度可以提高牛腿承載能力。 (2)通過建立4個不同剪跨比鋼筋混凝土牛腿模型進行有限元分析并結合試驗進行對比分析，結果表明，有限元分析與試驗比較符合。 (3)通過對8個鋼筋混凝土牛腿模型的極限承載力、鋼筋的荷載-應變曲線、混凝土和鋼筋應力分布的分析得出：當配筋率較小時，配筋率對承載能力的影響較大；當配筋率增加到一定程度后，配筋率對承載能力的貢獻就不大了；隨著牛腿配箍率的增大，牛腿的極限承載力也有所