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基于有限元的钢筋混凝土深受弯构件抗剪性能研究

作　者: 张复兴
导　师: 吴涛
学　校: 长安大学
专　业: 结构工程
关键词: 深受弯梁抗剪承载力剪跨比配箍率纵向钢筋配筋率有限元分析
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

钢筋混凝土结构要求避免构件发生脆性破坏。然而,构件的剪切破坏是典型的脆性破坏；为避免构件剪切破坏,就需要研究构件的剪切破坏机理,再采取针对性的措施。我国规范规定跨高比小于5的简支梁或者多跨连续梁称为深受弯构件,钢筋混凝土深受弯构件研究的主要问题是抗剪问题。由于构件受剪性能问题的复杂性,各国规范的抗剪公式大多数是经验或者半经验的；并且这些经验或者半经验公式,都是建立在一小部分试验数据之上,通过数据统计回归得到的。为了验证公式对更大范围的构件是否同样适用,就需要建立抗剪试验数据库,并根据试验数据,对设计规范进行检验。在已有钢筋混凝土深受弯构件试验梁的基础上,利用非线性有限元分析软件ANSYS分析了十八根两点对称集中加载的混凝土深梁,这些梁按照剪跨比、配箍率、纵筋率的变化划分为三个系列,并探讨了这三种因素对有腹筋简支梁抗剪承载能力的影响。本文收集了300根深受弯梁的抗剪试验研究数据,包括截面尺寸、剪跨比、加载方式、纵向钢筋及腹筋的配筋率等；重点分析了其中的119根有腹筋短梁的抗剪性能,并将试验结果与按照我国《混凝土结构设计规范》所得计算结果进行对比分析；通过对比分析对深受弯构件抗剪承载力的计算公式提出了调整建议。通过有限元分析得到以下规律：随着剪跨比的增大,钢筋混凝土深受弯梁的抗剪承载力降低；对同时具有水平及竖向腹筋的深受弯梁,当剪跨比大于1时,随着配箍率的增大,梁的抗剪承载力增大；对水平以及竖向腹筋都有的梁,梁抗剪承载力随纵筋率的增大而增大。利用建立的数据库,参考国家规范,采取线性回归的方法,得到了箍筋项的加强调整系数Ks,Ks建议值为1.05,进而修正了剪跨比在1.5到2.0之间的短梁的受剪承载力计算公式,对于预测配有水平及竖向腹筋短梁的抗剪性能有一定的适用性。

基于有限元的钢筋混凝土深受弯构件抗剪性能研究

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