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《合肥工业大学》 2015年
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高强钢筋高强混凝土简支梁抗剪性能试验研究及数值分析

张克伟  
【摘要】:钢筋混凝土构件受剪机理复杂,受剪承载力的影响因素较多,至今仍未形成统一的剪切破坏理论,高强混凝土和高强钢筋的应用使得这一问题更加突出。现行各国规范对构件的抗剪承载力计算多采用基于普通混凝土试验的半经验半理论公式,是否适用于高强钢筋高强混凝土梁的抗剪承载力计算,以及不同计算方法对于各影响因素的考虑是否合适均有待进一步验证。因此,开展高强钢筋高强混凝土构件的抗剪性能研究具有重要意义。对14根高强钢筋高强混凝土简支梁进行剪切破坏试验研究,分析了双高梁的受剪性能。收集408根无腹筋梁和196根有腹筋梁的抗剪试验数据,对受剪承载力进行统计分析。评估现行规范的抗剪承载力计算公式对设计参数的考虑是否适用于双高梁,并对比各规范的安全储备。采用ANSYS程序对双高梁受剪性能进行非线性有限元分析,考察剪力传递系数与剪跨比和配箍特征的关系。结果表明,双高梁受剪破坏形式与普通混凝土梁相似,但斜裂缝穿过粗骨料,裂缝表面光滑;剪跨比是决定破坏形式的主要参数,混凝土强度和配箍特征对承载力的贡献均受到剪跨比的制约;承载力随混凝土强度的增加先升后降,配筋率以幂函数的形式影响受剪承载力。对于高强混凝土无腹筋梁,美国规范和新西兰规范安全储备较高,欧洲规范较低,而我国规范计算值稍高于实测值;对于有腹筋梁,欧洲规范的安全储备高于美国规范。基于统计分析建立的受剪承载力公式的预测效果优于现行规范公式。采用ANSYS建立的有限元模型得到的荷载-挠度曲线、破坏形态等与试验结果相符,承载力误差在15%以内。剪力传递系数影响模型的承载力以及破坏模式,且剪跨比越小、配箍特征越大,剪力传递系数越大。研究内容可为高强钢筋高强混凝土梁的抗剪设计提供参考。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU375.1

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