小剪跨比转换梁抗剪承载力的试验研究

论文摘要

转换梁是承托上部结构全部荷载的重要构件,由于上部结构的灵活布置经常使其处于小剪跨比的受力状态。对于剪跨比λ≤1的无腹筋梁和剪跨比λ≤1.5的有腹筋梁多发生斜压破坏,并且破坏发生在剪跨区段。发生在剪跨段的破坏对梁式转换层结构来说是意味着整个上部结构的破坏,应该设法避免。目前解决小剪跨比受力状态的转换梁的方式有三种,即1)增大梁截面2)加腋3)加密箍筋,这些方式虽然是目前的解决问题的方式,但都存在一定的不足。本文根据斜压破坏的特点,充分利用斜压破坏的高承载力,通过改变配筋方式增加剪跨段的延性,即利用“扬长避短”的方法来解决小剪跨比转换梁发生斜压破坏的脆性问题。本文所作的主要工作：1、理论分析找出合理的配筋方式；2、有限元软件ANSYS建模验证配筋方式的合理性；3、通过三根配筋不同的有腹筋梁,采用两点对称集中加载、剪跨比为1.1进行试验,深入研究有腹筋简支梁的受剪破坏全过程及改变配筋方式对简支梁裂缝形态、破坏形态、极限抗剪承载力的影响。4、通过单调静力加载试验研究,对梁的裂缝延伸和开展、各钢筋测点的应变、梁的挠度等指标进行了细致的量测,进而找出改变配筋方式对有腹筋简支梁剪跨段的延性影响。文中还将试验实测值与我国现行规范混凝土结构设计规范抗剪设计公式的预测值进行了对比。所得出的研究主要结果：1、在剪跨段配置水平箍箍对梁的延性有显著的影响,并且改变了梁的破坏位置和破坏形态；2、腰筋明显提高了有腹筋简支梁的极限抗剪承载力,对梁的初裂荷载也有提高。

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 矩形箍筋约束混凝土文献综述
• 1.2.2 矩形箍筋约束混凝土的约束机理
• 1.2.3 关于纵筋率对混凝土梁抗剪强度影响的研究
• 1.2.4 对纵筋抗剪机理的探讨
• 1.2.5 区域约束混凝土的概念
• 1.2.6 区域约束混凝土的受力机理
• 1.2.7 我国现行规范与解决实际问题的不足
• 1.3 本课题特点
• 1.4 研究的目的
• 1.5 研究的可行性
• 1.6 研究的主要内容
• 1.7 研究的意义
• 第二章 试件的设计依据
• 2.1 试件的初步设计
• 2.1.1 影响混凝土抗剪的因素
• 2.1.2 试件的设计思想
• 2.2 试件设计的理论依据
• 2.2.1 文献依据
• 2.2.2 王命平,王新堂《小剪跨比钢筋混凝土梁的抗剪强度计算》
• 2.2.3 《混凝土结构设计规范》计算值
• 2.2.4 计算值的比较
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于ANSYS的混凝土有限元分析
• 3.1 有限元方法在钢筋混凝土研究中的发展、应用
• 3.2 混凝土有限元分析的基本理论
• 3.3 混凝土试件有限元模型的建立
• 3.4 有限元软件Ansys分析结果
• 3.4.1 试件梁的挠度比较分析
• 3.4.2 钢筋应力图比较分析
• 3.4.3 试件梁应力云图比较分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 试验方案
• 4.1 试件的设计
• 4.1.1 试件的设计
• 4.1.2 材料的性能
• 4.2 试验加载方案
• 4.2.1 试验加载装置
• 4.2.2 试验加载制度
• 4.2.3 加载措施
• 4.2.4 试件的失效准则
• 4.3 试验的量测内容及方法
• 4.3.1 量测的主要内容
• 4.3.2 应变片测点的布置及裂缝观测
• 4.4 测点及试件制作
• 4.4.1 应变片的粘贴
• 4.4.2 钢筋绑扎
• 4.4.3 模板的制作
• 4.4.4 试件的浇注与养护
• 第五章 试验现象及结果分析
• 5.1 试验现象
• 5.1.1 试件梁一试验现象
• 5.1.2 试件梁二试验现象
• 5.1.3 试件梁三试验现象
• 5.2 试验结果分析
• 5.2.1 开裂荷载比较
• 5.2.2 极限荷载比较
• 5.2.3 挠度比较
• 5.2.4 各配筋形式的钢筋应变
• 第八章 主要结论、后续工作及展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录