集中荷载作用下钢筋混凝土板抗剪承载力的可靠度研究

集中荷载作用下钢筋混凝土板抗剪承载力的可靠度研究

满朝红[1]2002年在《集中荷载作用下钢筋混凝土板抗剪承载力的可靠度研究》文中指出本文应用前人提出的七个不同的抗剪承载力公式,建立了七个不同的数学模型,采用“JC”方法计算了板在集中荷载作用下抗剪承载力的可靠度,分析了影响板的抗剪承载力的各种因素及影响可靠度的各种不定性。在此基础上,经计算得出了各个数学模型的可靠指标,并与规范规定的目标可靠指标进行了比较,从而得出各个抗剪承载力公式与规范要求的接近程度。

卢致强[2]2003年在《钢筋混凝土板的有限元法分析》文中指出钢筋混凝土板是目前使用最为广泛的一种结构形式。对于这类结构的受力性能和荷载作用下的反应特性及合理的设计方法和构造措施,历来是结构研究人员和工程师们深入研究的课题。随着现代化建筑功能的日益复杂多变及智能建筑的大量出现,其中的辅助设施越来越多,也越来越复杂,导致很多管路、线路、电梯都是从楼板中开孔穿过。钢筋混凝土板开孔后受力性能会发生改变,孔的周围出现应力集中。 为此,本文论述了钢筋混凝土板的相关理论并用ANSYS软件分析了四边固支开孔板在不同开孔位置和形状、不同开孔面积的情况下内力的改变,获得了内力改变的规律,并和叁边固支板、悬挑板在近似的边界条件下的受力倩况进行比较,得到一些相近的结果。同时,应用前人提出的不同的抗剪承载力公式,建立了不同的数学模型,且分析了影响板的抗剪承载力的各种因素。从建立钢筋混凝土板的计算模型开始,讨论了钢筋与混凝土的离散、混凝土的本构方程等内容,并用所讨论的模型,对一钢筋混凝土板进行了分析计算。最后与试验结果作了比较,验证了钢筋混凝土板有限元分析的计算方法和可行性。并为以后在实际工程中类似的情况提出了一些工程设计建议。 尽管用ANSYS分析钢筋混凝土板仍有不足,但是用板壳单元来模拟钢筋混凝土板却是目前比较常用的有限元方法,而且ANSYS作为非线性有限元分析软件能够较真实地模拟结构的实际受力状态,明确应力分布区域,指导实际工程设计、施工。

杨开[3]2012年在《钢筋混凝土板受冲切可靠度分析》文中认为本文收集整理了国内外楼板和基础板受冲切破坏的试验数据,对数据进行了整理与选择,建立了冲切试验数据库。基于试验数据,对比分析了四种主要冲切承载力计算方法:我国规范GB50010-2010、美国规范ACI318-08、欧洲规范EN1992-1-1:2004和Tian Ying公式。本文认为混凝土强度对冲切承载力的影响指数为1/3,板纵向钢筋配筋率和屈服强度对冲切承载力的影响指数为1/3,临界截面取在距离柱边2h0时最佳,试验冲切强度与计算冲切强度的比值随着板厚的增加会减小,并由此推导了考虑混凝土强度、板纵向钢筋配筋率和屈服强度、临界截面位置、板有效高度和板厚尺寸效应的受冲切承载力计算公式。从可靠度校准的角度,取活荷载与恒荷载效应比值r作为影响因素,考虑恒载、住宅楼面活荷载和办公楼楼面活荷载的真实分布类型及统计参数,按照不同方法(Rackwizt-Fiessler法和蒙特卡洛模拟法)计算我国《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89和GB50010-2010)在不同受力状况(剪切和冲切)、不同荷载形式(集中荷载、均布荷载、楼板和基础板)、不同混凝土强度等级(C15~C80)和不同配筋率下的抗力可靠指标。根据本文回归分析和可靠度分析的结果,对我国规范受冲切承载力计算公式今后的修订提出了叁条建议:考虑板纵向钢筋配筋率和屈服强度对冲切承载力的影响;在更广的范围内考虑板厚尺寸效应对冲切承载力的影响;在现有的基础上,适当降低钢筋混凝土板冲切承载力,提高冲切可靠指标。

管品武[4]2001年在《钢筋混凝土框架柱塑性(钅交)区抗剪承载力试验研究及机理分析》文中研究表明在抗震设计中,应用能力设计法设计钢筋混凝土结构时,须保证结构具有良好的延性破坏机制。为此本文进行了10个框架柱试件的试验研究,于国内首次对钢筋混凝土框架柱塑性铰区域剪切性能进行研究。 1.自行设计、制作了简便有效的“仿建研式”试验装置,精心设计了能满足试验要求的b×h=250×450mm的较大截面尺寸框架柱试件。 2.从混凝土及箍筋应力水平等条件出发,提出纵筋屈服后框架柱破坏形态的分类标准;纵筋屈服后框架柱破坏形态可分为弯曲破坏及弯曲剪切破坏等形式。 3.详细地分析了位移延性、循环次数以及剪跨比、轴压比及配箍特征值等因素对框架柱构件骨架曲线、荷载退化曲线、刚度退化曲线及构件滞回性能等的影响,得出了反复荷载下框架柱塑性铰区域剪切受力性能的众多试验研究结果。从受力过程角度探讨了框架柱塑性铰区域剪切受力性能及机理。 4.首次量测和分析了纵筋屈服后混凝土与箍筋的抗剪贡献及剪切破坏进程;通过试验得出了随反复循环次数的增加及位移延性的增大,箍筋抗剪贡献不断增加,直至箍筋屈服后箍筋抗剪贡献保持不变,混凝土抗剪贡献则不断减小;以试验为依据描述了构件及混凝土抗剪承载力的退化过程;分析了弯曲剪压破坏试件在不同位移延性时箍筋及混凝土抗剪贡献变化规律,得出了不同位移延性时箍筋及混凝土抗剪贡献的计算公式。 5.提出修正的变角桁架+拱模型,推导了地震作用下钢筋混凝土框架柱极限抗剪承载力计算公式。该公式反映了位移延性对构件极限抗剪承载力的影响,且计算结果与试验结果符合良好。 6.本文还推导了框架柱塑性铰区域横向剪切变形计算公式,探讨了塑性铰区域剪切变形与弯曲变形成分随加载循环次数增加而变化的规律。 7.对国内外试验资料进行了统计分析,详细分析了剪跨比、轴压比及配箍特征值对框架柱构件抗剪承载力的影响,得到了反复荷载下框架柱塑性铰区域极限承载力计算的统计公式;在理论推导公式及统计公式的基础上,参考国内外规范,首次 管品武;钢筋混凝土框架柱塑性铰区抗剪承载力试验研究及机理分析提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区域剪切承载力抗震延性设计实用公式。该公式不仅适用于不同变形能力的延性构件,也适用于非延性构件的抗剪承载力计算。 8.运用儿法对所建议的抗剪承载力计算实用公式进行了可靠度分析,论证和讨论了实用公式的可靠性。 9.本文还讨论了现行《混凝土结构设计规范》(GBJ10—89)关于轴压比限值及柱端加密区约束箍筋最小要求等构造方面存在的问题,提出了相应的修正建议。 本文主要成果己被我国《混凝土结构设计规范》(报批稿、GB50010-XX)吸收。

徐东坡[5]2006年在《基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究》文中进行了进一步梳理修正压力场理论(MCFT)是Vecchio和Collins提出的一种对以剪切破坏主的构件的非线性分析方法。该理论将开裂混凝土看作一种新的材料,其材料本构关系采用平均应力和平均应变表示,考虑了开裂混凝土的受压应力软化特性和受拉强化特性,综合运用平衡条件、协调条件、裂缝局部应力控制条件,计算构件的荷载响应。 本文根据MCFT的基本原理,实现了Collins提出的弯矩和剪力共同作用下梁的截面分析算法,采用该算法对有腹筋梁的剪切破坏梁进行了分析,并与ACI规范公式和中国规范公式计算结果进行了比较。针对原算法迭代嵌套较多,不利于收敛控制等缺点,本文提出了2种改进算法,算法1:在截面分析中引入了截面曲率φ,并对原有计算过程进行了优化,使得参数计算更为简单、便于收敛控制;算法2:采用了根据试验数据统计回归得到的截面内力臂表达式作为截面平衡条件中的内力臂计算公式,并将其作为截面有效受剪区域高度,大大地简化了迭代过程。 分别采用上述的基于修正压力场理论的钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算方法、我国规范公式和美国ACI规范公式,对所收集到的165根剪切破坏梁的承载力进行了分析和比较,得出结论如下: 1、对165根钢筋混凝土有腹筋简支梁的计算表明,采用改进算法的计算结果与试验结果吻合良好,离散小,说明改进算法是可行的。 2、在改进算法中,由于对MCFT计算过程及相关参数的计算进行了改进,使得迭代参数减少、收敛速度加快、计算效率得到提高。 3、计算表明,修正压力场理论能够充分考虑纵筋和截面尺寸效应等因素对梁抗剪承载力的影响;我国规范和ACI规范对截面高度大于1000mm的配置少量箍筋的有腹筋梁的计算可能偏于不安全。 4、MCFT理论能够计算出构件在加载过程中很多现有理论计算困难的参数,如纵筋、箍筋应变、斜裂缝角度、裂缝宽度、混凝土受压区高度等。

冯永伟[6]2004年在《高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱抗剪性能的研究》文中研究说明在本文中修正的提出了建立在桁架+拱力学模型基础上的抗剪理论。具体分析了一般梁柱构件的抗剪机理,提出了其理论的和实用的抗剪公式;利用前述理论,结合高强连续复合螺旋箍筋对高强混凝土的约束性能,分析了高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱的抗剪机理,提出了其理论的抗剪公式,并结合试验数据比较分析地提出了其统计公式。 利用修正的桁架+拱抗剪力学模型,定量的划分了梁柱构件受剪破坏叁种状态(剪压破坏、斜拉破坏和斜压破坏)的范围,并由此推得梁柱构件抗剪的理论公式。 利用理论抗剪公式,分析了一般梁构件的抗剪机理。首先确定了梁构件斜压带混凝土的强度,提出梁构件斜压带混凝土强度的折减系数γ。利用G.Kani提出的拱—齿理论中的无腹筋梁的拱齿破坏的分界点(也就是无腹筋粱的最小抗剪承载力点),再结合前述理论中所提出的梁剪压破坏和斜拉破坏的分界点,提出了梁在延性的剪压破坏范围内的最小抗剪承载力,并与混凝土结构设计规范GB50010-2002比较,结果吻合较好。引用箍筋约束混凝土的有效系数η,利用其与梁截面特性的关系并结合理论分析中提出的梁剪压破坏与斜压破坏的分界点,同时考虑了剪压区混凝土的抗剪贡献,从工程实际出发,编程拟算了448种梁构件的破坏情况,计算结果表明,梁发生在剪压破坏范围内的最大抗剪承载力值比混凝土结构设计规范GB50010-2002值略高。最后把剪压破坏范围内的理论抗剪公式进行简化,提出一实用的抗剪计算公式。 在前述理论的基础之上,考虑到轴力对抗剪的各种有利和不利的影响和连续复合螺旋箍筋对高强混凝土的约束作用,具体分析了高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱的抗剪性能。首先阐述了高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱的构造和高强混凝土应用高强箍筋时的适用性。结合试验数据和文献中的理论,提出了高强连续复合螺旋箍筋约束高强混凝土的应力,乙和应变ε~(cc)。考虑轴力对柱抗剪承载力的影响,主要体现在轴力对斜压带混凝土强度折减系数提高的有利影响和轴力增加了斜压带混凝土的应力从而减少了柱的抗剪承载力的不利影响两方面,提出了考虑轴力影响的用于受剪的斜压带混凝土抗压强度f~(?)_c。利用修正的桁架+拱抗剪机理,提出了柱的抗剪承载力理论公式,与试验数据比较表 西安建筑科技大学硕士学位论文颐口.面.....口亩亩亩..目明,理论抗剪公式是偏于安全的。同时,利用试验数据,拟合了另一实用的柱斜截面和正截面的实用公式,与试验结果吻合较好。 最后,比较了高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱的性能,得出前者较后者更经济。

郭宇翔[7]2015年在《预制装配蜂窝型钢混凝土梁抗剪性能及设计方法试验研究》文中指出预制装配蜂窝型钢混凝土梁是一种新型组合结构形式,它兼具型钢混凝土结构、预制装配结构以及蜂窝型钢梁的优点,具有非常广泛应用前景。本文结合7个T型梁试件,对预制装配蜂窝型钢混凝土梁斜截面破坏形态、延性、抗剪承载力及刚度等性能展开了研究,并结合理论方法,推导和建立了抗剪承载力和挠度的计算理论和计算方法。共设计和制作7个预制装配蜂窝型钢混凝土T形梁试件,结合单调集中荷载静力试验研究,着重研究名义加载剪跨比、现场后浇混凝土强度及蜂窝型钢孔洞位置等参数对预制装配蜂窝型钢混凝土梁的裂缝发展、破坏形态、变形能力及抗剪承载力的影响。试验研究结果表明:(1)预制装配蜂窝型钢混凝土梁中预制、后浇混凝土及蜂窝型钢变形协调,未发生明显纵向滑移;(2)预制装配蜂窝型钢混凝土梁变形能力较好,斜截面剪切破坏时具有良好塑性;(3)预制装配蜂窝型钢混凝土梁抗剪承载力与剪跨比、现浇混凝土强度以及蜂窝孔洞位置密切相关。进一步结合试验研究结果,对预制装配蜂窝型钢混凝土梁斜截面抗剪机理进行分析,并在相关理论研究结果的基础上,进一步分析了考虑蜂窝型钢孔洞位置、孔洞形状对抗剪承载力的影响,提出了预制装配蜂窝型钢混凝土梁的抗剪承载力计算公式以及挠度计算方法,其计算值与试验值吻合较好。预制装配组合结构是钢—混凝土组合结构的重要发展方向,预制装配蜂窝型钢混凝土梁具有良好性能优势和广泛应用前景,但相关研究开展较少,本文研究成果可为建立预制装配蜂窝型钢混凝土梁的设计和施工方法提供依据。

王强[8]2017年在《HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁抗剪性能研究》文中认为活性粉末混凝土是上个世纪末法国Bouygues试验室研究发明的一种超高性能水泥基复合材料,具有超高的强度、韧性和耐久性。在设计配筋RPC构件时,为充分发挥RPC材料的性能,则需提高钢筋的力学性能加以匹配。HRB500级钢筋具有较高的强度,若将RPC与HRB500级钢筋结合在一起,充分发挥各自材料的特点,研究其共同工作的性能则具有很强的实际意义。本文通过模型试验、理论分析和计算模拟等方式,对分别考虑了剪跨比、钢纤维体积率、配箍率、配筋率以及纵筋强度等条件影响的14根HRB500级钢筋活性粉末混凝土(RPC)构件,进行抗剪性能研究,通过观察试验现象,分析试验数据,得出这些因素对开裂荷载、抗剪承载力与剪切延性的影响规律,并探讨RPC梁的抗剪工作机理和两种材料在抗剪方面共同工作的匹配性,同时研究其极限承载力的理论模型和推导适用于工程应用的计算公式,以及建立截面工作全过程的分析模型。主要研究成果如下:(1)设计制作包括不同剪跨比、钢纤维体积率、配箍率、配筋率以及纵筋强度等条件下的HRB500级钢筋RPC构件,进行抗剪试验,观察裂缝开展以及最终破坏形态等试验现象。结果发现:钢纤维的“桥接”作用可有效地阻碍裂缝的发展,提高构件的开裂荷载与剪切延性,而不掺钢纤维的RPC和HRB500级纵筋则出现了“不匹配”现象,其抗剪承载力降低程度远大于其材料强度的降低程度。当配箍率不高时,试验梁的破坏端基本都有一条由支座处指向加载点处的主斜裂缝,即构件破坏前,腹剪裂缝已经扩展到加载点附近,试验梁端部隔离体已基本不存在受压区。当配箍率较高时,则无明显的主斜裂缝,裂缝数量多,分布分散。由于RPC材料的高强性能,使得剪跨比数值对破坏状态的影响较普通混凝土梁有所改变,剪跨比为1.51已经表现出斜压破坏特征,剪跨比为3.02仍然表现为明显的剪压破坏特征。(2)对纵筋应变、箍筋应变、RPC应变以及构件挠度等试验数据进行分析,从而得出各影响因素对开裂荷载、极限荷载以及剪切延性的影响规律,并对配筋RPC梁的抗剪工作进行机理分析。结果发现:在各影响因素中,剪跨比对构件的极限承载力、主斜裂缝的倾角和破坏形态影响较大,配箍率对弯剪段斜裂缝的分布形态影响较大,钢纤维含量对试验梁的整体延性影响最明显,纵筋率与纵筋强度对这些试验现象的影响不明显,抗剪承载力随剪跨比增大而减小,随配箍率、钢纤维体积率、配筋率以及纵筋强度的提高而增大。当钢纤维体积率由0增大到2%时,当配箍率由0.25%提高到0.75%时,试验梁剪切延性有明显提高,RPC中的钢纤维仅可起到部分替代箍筋作用。RPC梁弯剪承载力的主要成分包括钢纤维“牵引力”的竖向分量、箍筋的抗剪承载力、斜裂缝顶端未开裂RPC的抗剪承载力以及纵筋的销栓作用,在极限状态时,前两项对弯剪承载力的贡献最大,后两项的参与程度则分别受剪跨比与配箍率的影响。(3)以塑性理论为基础建立适用于配筋RPC梁的抗剪承载力计算模型,并给出适合于工程计算的简化公式,同时与现行国内外规范进行对比,以研究公式的适用性。结果发现:塑性理论的破坏模型能很好的考虑钢纤维对RPC的贡献,对于剪跨比适中、配箍率较低的构件可假定塑性铰线即为支座到加载点的连线,计算结果精准。塑性系数实质上综合了材料塑性性能和钢筋销栓作用的综合因素的影响,会对计算结果的趋势产生影响,需大量试验数据做进一步的回归分析。现行国内外规范均考虑了普通混凝土梁计算公式的适用性,RPC梁需借鉴。(4)利用修正压力场理论,建立配筋RPC梁在弯剪复合作用下截面的分析模型,从中求解出整个加载过程中截面平均应力应变随梁端剪力变化的规律并得出最终的极限承载力,并与试验结果进行对比,依此对整个试验进行更深入的分析。结果发现:基于修正压力场理论的分析模型能很好地模拟RPC梁在弯剪复合作用下截面变化过程,由于RPC无粗骨料但含有钢纤维,在计算跨越裂缝的力的平衡时,开裂后裂缝间的骨料咬合作用被钢纤维的牵引力所代替。故RPC的受拉本构关系对模型计算的精准性起重要影响,不仅能影响对开裂荷载值的预估,还能从机理上解释开裂的原因,同时还能估算出破坏时截面上残留的平均拉应力值,为更精准的预估其延性性能创造条件。

郑辉[9]2014年在《混凝土箱梁抗剪性能试验研究》文中研究表明钢筋混凝土构件抗剪强度问题一直是研究人员与工程师十分关心的问题,但对钢筋混凝土构件的剪切破坏机理的认识还在不断深入,各国规范中有关抗剪承载力计算大多采用半经验半理论公式,不同的理论模型、试验数据及工程习惯导致各国规范公式之间存在较大差异。大跨混凝土桥梁结构一般采用预应力箱梁,而目前国内外配筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式主要建立在矩形、I形以及T形截面梁试验结果的基础上。针对箱形截面梁抗剪承载力试验及理论研究较少,通常只将箱形截面简化成等效工字形截面进行计算。另外,大跨箱梁一般均采用叁向预应力体系,除纵向预应力筋和顶板的横向预应力筋外,还配置有竖向预应力筋,而目前鲜见针对配置竖向预应力筋混凝土箱梁抗剪承载力的研究。轻质、高强、耐久是混凝土桥梁发展重点关注课题之一,高性能混凝土以其良好的材料性能有望为该课题提供有效的解决途径,但目前国内外学者对高性能混凝土梁受剪性能的试验及理论研究较少。本文结合国家自然科学基金资助项目“基于高性能材料的特大跨径混凝土斜拉桥的结构性能”(51078134)及教育部高校博士点基金项目“超高性能混凝土箱梁的受力性能及设计方法”(20120161110021)对混凝土箱梁,特别是配置竖向预应力筋箱梁及高性能混凝土箱梁受剪性能进行研究,主要研究内容如下:(1)以某钢筋混凝土箱梁为原型,按截面主要尺寸基本相似的原则,制作了1:10与1:5两种比例4片钢筋混凝土试验梁,研究了箱形截面梁与等效工字形截面梁抗剪性能的差异,并比较不同比例下模型试验梁的尺寸效应。结果表明:箱梁抗剪承载力比等效工字形截面梁约低8.5%,利用等效工字形梁的公式进行箱梁抗剪承载力计算可能偏于不安全;试件尺寸增加一倍,箱梁抗剪承载力试验值与理论值之比降低3.9%,工字梁降低3.0%。采用基于修正压力场理论的双截面法、单截面法、简化分析法、有限单元法对试验梁抗剪承载能力进行了分析,各方法计算值与试验值之比的均值分别为0.92、0.88、0.81、0.97,说明以修正压力场理论为基础的分析方法可较好地计算箱形截面梁的抗剪承载力。(2)对2片配置HRB400级的竖向预应力筋箱梁及4片配置高强竖向预应力筋(1860级钢绞线)工字梁进行了受剪试验,研究了竖向预应力筋张拉与不张拉,预应力孔道灌浆与不灌浆,纵向预应力的施加等因素对配置竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响,对比分析了不同参数下试验梁的破坏形态、裂缝行为、荷载-挠度关系、开裂荷载、抗剪承载能力、腹板平均应变、混凝土平均应变角及竖向预应力筋应变等发展规律。结果表明:施加竖向预压应力可提高腹板开裂荷载,并对抗剪承载力有积极贡献,但如果竖向预应力孔道灌浆不饱满则会对抗剪承载力产生很大折减。剪切破坏时,无论是配置HRB400级竖向预应力筋的箱梁还是配置高强竖向预应力筋的试验梁,竖向抗剪钢筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋应变增量的影响较小,施加竖向预应力主要通过使高强抗剪钢筋强度得到充分发挥来提高其抗剪承载能力。考虑初始竖向预压应力影响,修正了压力场理论的基本方程,提出了配置竖向预应力筋混凝土梁抗剪承载力的计算方法,编制了相应的非线性分析程序,所提方法计算结果与试验结果吻合较好。(3)通过对10片预应力高性能活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)箱梁进行荷载试验,研究了配箍率、剪跨比等参数对RPC箱梁抗剪性能的影响,对比分析了不同参数下试验梁的破坏形态、荷载-挠度关系、开裂荷载及抗剪承载能力、腹板主压应变角、箍筋应变等的发展规律。结果表明:在室内自然条件下养护,掺入体积掺量为2%钢纤维的RPC立方体抗压强度可达110MPa,立方体劈裂强度约9MPa,弹性模量可达42000MPa;与普通混凝土梁类似,RPC箱梁抗剪承载力随着配箍率增加而提高,抗剪承载力随着剪跨比的增大而减小,临界斜裂缝倾角均随剪跨比增大而减小,由腹板平均应变计测试得到的主压应变倾角可以较好地反映斜裂缝倾角的变化规律。随着剪跨比的变化,RPC箱梁受剪同样表现为斜拉、斜压及剪压的破坏形态。由于钢纤维的掺入导致RPC试验梁裂缝呈现“细而密”的特征。箱梁受剪时总是一侧腹板首先开裂,但极限状态时,箱梁两侧腹板的斜裂缝间距、倾角、宽度及破坏形态基本一致,说明在进行箱梁腹板斜裂缝开裂荷载计算时需考虑两侧腹板受力不均匀的影响,而受剪承载能力计算时可忽略该影响。采用基于修正压力场理论的非线性有限元程序对高性能混凝土箱梁进行分析,结合试验结果及其他文献RPC试验梁,提出了RPC抗剪承载能力建议公式,计算值与试验值比值均值为0.901,标准差为0.103,建议公式可较好地预测预应力RPC梁抗剪承载能力。

韩佳[10]2013年在《CFRP箍筋预应力混凝土T梁抗剪性能研究》文中研究表明预应力钢筋混凝土结构广泛应用于各类结构工程中,但钢筋的腐蚀问题表现的日益严峻,因此耐腐蚀材料应运而生。纤维增强材料(FRP)就是其中发展迅速的一种。CFRP筋具有轻质高强、弹模较钢筋小、线弹性无屈服强度等特点。目前的研究主要集中在FRP筋作纵筋时梁的抗弯性能,对FRP作箍筋时梁的抗剪性能研究很少。为推动全FRP筋结构的设计应用,有必要研究FRP箍筋梁的抗剪性能。本文通过ANSYS建立有限元模型,在此基础上讨论CFRP箍筋预应力混凝土梁的抗剪性能。所做的主要工作如下:总结了FRP筋的构成、分类、生产工艺与其基本性能,并整理FRP筋混凝土梁抗剪性能研究进展。总结分析经典的钢筋混凝土梁受剪承载力计算理论,及新近提出的两种适用于FRP筋混凝土梁的抗剪计算方法;采用ANSYS做一试验梁的仿真分析,对比分析试验结果,验证建模方法的正确性,也说明研究中有限元分析的可靠性。然后建立CFRP箍筋预应力T梁分析模型,并改变剪跨比、箍筋间距、混凝土强度等级、张拉控制应力、翼缘宽度等参数,研究其对抗剪承载力及构件变形性能的影响;运用中国、美国、加拿大规范FRP箍筋混凝土梁抗剪承载力公式计算模拟梁的抗剪承载力,并将公式计算结果与有限元分析结果对比,分析各国规范计算公式的特点。在已有理论基础上理论,结合本文有限元计算结果,试提出CFRP筋预应力混凝土T梁抗剪承载力简化公式;为保证构件正常使用状态的适用性,需控制斜裂缝宽度,引入一种钢筋混凝土梁斜裂缝宽计算模型,将其推广到CFRP箍筋预应力梁的斜裂缝宽度计算中,该公式可为确定FRP箍筋的设计强度提供参考。

参考文献:

[1]. 集中荷载作用下钢筋混凝土板抗剪承载力的可靠度研究[D]. 满朝红. 新疆农业大学. 2002

[2]. 钢筋混凝土板的有限元法分析[D]. 卢致强. 西南交通大学. 2003

[3]. 钢筋混凝土板受冲切可靠度分析[D]. 杨开. 湖南大学. 2012

[4]. 钢筋混凝土框架柱塑性(钅交)区抗剪承载力试验研究及机理分析[D]. 管品武. 湖南大学. 2001

[5]. 基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究[D]. 徐东坡. 大连理工大学. 2006

[6]. 高强混凝土高强连续复合螺旋箍筋柱抗剪性能的研究[D]. 冯永伟. 西安建筑科技大学. 2004

[7]. 预制装配蜂窝型钢混凝土梁抗剪性能及设计方法试验研究[D]. 郭宇翔. 西安建筑科技大学. 2015

[8]. HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁抗剪性能研究[D]. 王强. 广西大学. 2017

[9]. 混凝土箱梁抗剪性能试验研究[D]. 郑辉. 湖南大学. 2014

[10]. CFRP箍筋预应力混凝土T梁抗剪性能研究[D]. 韩佳. 长安大学. 2013

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集中荷载作用下钢筋混凝土板抗剪承载力的可靠度研究
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