基于集中荷载作用的高强钢筋高强混凝土梁抗剪性能研究

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高强混凝土具有强度高、变形小、耐久性好等特点。在房屋建筑中使用高强混凝土可以减少材料的使用,降低建筑中的碳排放量,符合国家对节能减排的要求;使用高强混凝土还能减小梁、柱等构件的尺寸,在减少结构自重的同时增加建筑的使用空间,提高房屋的利用率,因此值得推广。我国从上世纪70年代开始研究制备高强混凝土的技术,但直至80年代,高强混凝土的研究与应用才在全国大范围地进行。相比国外的一些国家,我国对高强混凝土结构的研究成果较少,同时将研究成果转化为工程应用的效果不理想。为促进高强混凝土在实际工程中的应用,需要对其进行研究,给设计规范提供参考。由于钢筋混凝土梁剪切破坏的复杂性,至今还未形成一个公认的剪切破坏理论体系,目前大多数国家(包括我国)的规范公式大多是在普通混凝土梁的试验数据基础上得到的,当采用高强钢筋和高强混凝土时,现行规范对于高强钢筋高强混凝土梁是否安全,有待于进一步研究。本文对5根高强钢筋高强混凝土梁进行剪切破坏的试验,通过集中荷载作用下来观测试件梁的裂缝发展过程,并根据试验现象和数据对梁的破坏形态、斜裂缝、挠度、钢筋受力情况等进行了分析,同时探讨了不同的混凝土强度和配箍率对极限承载力的影响,并将试验承载力和软化桁架模型理论值、中美规范的计算值分别进行了对比。结果表明,高强钢筋高强混凝土梁的破坏过程与普通混凝土梁相似,承载力随混凝土强度的提高呈一定比例的增加,配箍率的提高可以增加梁的承载力和延性;发生剪压破坏试件梁的承载力与软化桁架模型的理论值和我国规范计算值较为接近,发生弯剪破坏试件梁的承载力较高于各计算值,对于剪跨比为2.6高强钢筋高强混凝土(C100)梁对于我国规范总体上还是适用的,美国规范的安全储备均高于我国规范;通过本次试验的数据以及收集的相关试验数据,给出了一个高强钢筋高强混凝土梁剪切破坏承载力的建议公式。最后利用ANSYS软件对本次试验的5根试件梁进行非线性有限元分析,将模拟计算结果与试验值进行了对比,对比结果各项均符合较好。
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