鋼筋混凝土梁抗剪性能研究.pdf

1、雖然人們能很好地預(yù)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在軸力和彎距作用下的響應(yīng)，但對(duì)其剪切受力性能仍然不十分了解，多數(shù)剪切設(shè)計(jì)規(guī)范條文主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建立在現(xiàn)有的有限試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，而且規(guī)范之間變化較大。本論文的目的是在非線性有限元分析和前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入研究鋼筋混凝土梁的剪切受力機(jī)理，并進(jìn)而提出符合剪切機(jī)理的鋼筋混凝土梁剪切設(shè)計(jì)公式。
　　本文廣泛回顧前人在剪切性能、破壞理論、剪切模型方面的研究，并從以前的試驗(yàn)研究中收集大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。論文考慮了

2、高強(qiáng)混凝土、尺寸效應(yīng)等鋼筋混凝土剪切研究的新進(jìn)展。
　　首先建立鋼筋混凝土有限元分析模型。混凝土本構(gòu)關(guān)系采用Darwin和Pecknold增量正交異性模型，應(yīng)用新的主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)法則。采用彌散裂縫模型模擬混凝土開(kāi)裂性能，考慮到彌散裂縫模型在使用時(shí)，在一級(jí)荷載增量作用下有可能出現(xiàn)局部多個(gè)相鄰單元應(yīng)力同時(shí)超過(guò)抗拉強(qiáng)度，使得原本應(yīng)出現(xiàn)一條裂縫的情況被程序誤判同時(shí)產(chǎn)生多條平行裂縫，結(jié)果造成理論分析與實(shí)際情況不符。為避免上述情況，建議采用開(kāi)裂

3、判別系數(shù)，通過(guò)相鄰單元系數(shù)的比較判別混凝土單元是否開(kāi)裂，使彌散裂縫模型的分析結(jié)果與分離裂縫模型相近，減少分析誤差?？紤]到實(shí)際構(gòu)件在開(kāi)裂后，由于引起開(kāi)裂的拉應(yīng)力降低，平行于裂縫方向的混凝土?xí)椥曰乜s，建議在使用彌散裂縫模型時(shí)考慮混凝土開(kāi)裂后的彈性回縮。通過(guò)與未考慮開(kāi)裂判別系數(shù)和彈性回縮的計(jì)算結(jié)果對(duì)比可以看出，上述的改進(jìn)是合理和必需的。
　　在研究鋼筋混凝土無(wú)腹筋梁抗剪性能時(shí)，采用上述非線性有限元模型，研究梁剪切機(jī)理和受剪承載力影響因

4、素。根據(jù)梁開(kāi)裂前截面上剪應(yīng)力峰值的下移規(guī)律，將梁分成干擾區(qū)域和平緩區(qū)域，認(rèn)為無(wú)腹筋梁發(fā)生破壞時(shí)，臨界斜裂縫的起點(diǎn)位置位于兩區(qū)域交界面附近，并提出臨界斜裂縫的起點(diǎn)位置的影響因素。從新的途徑，即極限彎矩-剪力關(guān)系探索無(wú)腹筋梁的破壞規(guī)律，將梁的兩種荷載作用聯(lián)系起來(lái)，并認(rèn)為曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為斜拉破壞和剪壓破壞的分界點(diǎn)。認(rèn)為無(wú)腹筋梁發(fā)生斜拉破壞的原因，是由于彎矩引起的混凝土受壓區(qū)高度達(dá)到最小值。經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)和試驗(yàn)回歸，得出無(wú)腹筋梁處于斜拉破壞和剪壓

5、破壞的界限時(shí)的極限彎矩值和剪力值計(jì)算公式，指出界限破壞彎矩值和剪力值影響的影響因素。提出新的剪切破壞形式，即斜拉破壞、剪切破壞和斜壓破壞的判別方法。在以上基礎(chǔ)上，根據(jù)文獻(xiàn)中收集的505根梁試驗(yàn)資料，并通過(guò)理論推導(dǎo)，建立新的集中荷載作用下無(wú)腹筋梁受剪承載力計(jì)算公式和設(shè)計(jì)公式。通過(guò)與其他公認(rèn)的公式對(duì)比可以看出，建議的計(jì)算公式具有較高的精確性，而且離散性較??；建議的設(shè)計(jì)公式和ACI規(guī)范、我國(guó)規(guī)范相比，具有較高的精確度、可靠性和安全性。采用理論

6、推導(dǎo)，確定均布荷載作用下無(wú)腹筋梁發(fā)生剪切破壞的形式、位置，創(chuàng)新提出均布荷載作用下無(wú)腹筋梁受剪承載力計(jì)算公式。經(jīng)過(guò)與162根試驗(yàn)梁計(jì)算比較說(shuō)明，建議的計(jì)算公式精確性和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他公認(rèn)的公式（用等代集中荷載代替均布荷載）；建議的設(shè)計(jì)公式和ACI規(guī)范、我國(guó)規(guī)范相比，具有較高的精確度、可靠性和安全性。
　　在研究鋼筋混凝土有腹筋梁受剪承載力時(shí)，采用非線性有限元分析研究箍筋的作用。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立新的集中荷載作用下有腹筋梁受剪承載