纵筋配筋率对预应力混凝土简支梁受剪性能影响的研究

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钢筋混凝土梁斜截面抗剪的研究,至今已有上百年的历史,但剪切机理复杂,影响因素众多,尚未有一个公认、统一的抗剪强度理论能够对抗剪机理做出合理而全面的解释。国内外学者对剪切传递机理和抗剪强度影响因素展开了大量的研究,其中对混凝土强度、剪跨比、尺寸效应等主要影响因素的研究较多,而对纵筋配筋率的研究开展较少。在钢筋混凝土梁以往的受剪性能试验研究中,为了保证梁最终发生剪切破坏,常有意将纵筋配筋率配置较高(常常大于2.0%),这与实际工程中纵筋配筋率一般在1.0%~1.5%的情况相差较大,因此基于这些试验梁数据的抗剪设计公式可能偏于不安全。已有学者对配置合理纵筋配筋率的钢筋混凝土(RC)梁展开了受剪性能试验研究,但少有针对预应力混凝土(PC)梁。鉴于此,本文开展了相关试验研究和理论分析,主要工作如下:   1)以纵筋配筋率为研究参数,进行了四根集中荷载下大尺寸PC简支梁的受剪性能试验研究。试验中测量了各级荷载下裂缝的开展、钢筋的应变和梁的挠度等参数,并记录了主要斜裂缝宽度、开裂荷载和极限荷载等。此外,利用改进拉.压杆模型对试验梁承载力进行了预测,与试验结果的对比表明,改进拉.压杆模型具有较高的精确性。   2)运用ANSYS程序对试验梁进行了数值模拟,模拟结果与试验值的误差值在25%以内,建模中未取混凝土本构关系下降段是造成此误差的主要原因;同时,为弥补试验梁数量的不足,利用ANSYS对纵筋配筋率进行了参数分析,结果表明,纵筋配筋率在1.4%以内时,其对PC简支梁受剪性能的影响较大。   3)广泛收集国内外试验数据,建立剪切数据库,研究了纵筋配筋率和预应力对RC和PC梁受剪承载力的影响。结果表明,对于所有类型的梁,销栓作用均比较明显;对于腹筋梁,箍筋对纵筋销栓作用起到一定的增强作用。
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