偏载下钢筋混凝土板柱节点冲切破坏试验研究

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钢筋混凝土板柱结构体系是建筑结构中常用的一种结构形式,其形式简洁、能降低建筑物高度且方便施工,具有良好的综合经济效益,近年来在国内外得到广泛的应用。在竖向荷载和风荷载或水平地震等水平荷载作用下,板柱节点除了要传递竖向剪力外,还要传递水平荷载引起的不平衡弯矩,板柱节点往往会发生脆性的冲切破坏,而板柱结构的极限承载力又通常由板柱节点的冲切破坏所控制,然而,目前对于偏载即存在不平衡弯矩情况下冲切破坏机理的解释仍不够清楚,我国目前的混凝土结构设计规范和抗震规范等技术标准中只有板柱节点冲切破坏极限承载力的验算方法,没有节点在不平衡弯矩作用下的分析和设计方法,给工程设计工作带来了一定的困难。板柱节点在剪力和不平衡弯矩共同作用下的受力性能和破坏机理非常复杂,目前国内外学者对这一问题尚未达成统一的认识。为了更深入了解偏载下钢筋混凝土板柱节点冲切破坏的内在机理及其极限承载力,本文在考虑混凝土强度、冲跨比和纵向钢筋配筋率三种变量的基础上共设计了8块带柱头的钢筋混凝土板,进行了轴向荷载和偏心荷载共同作用下的冲切破坏试验。试验过程中记录采集了试验板在各级荷载作用下的相应测点挠度、钢筋及混凝土应变、极限承载力,概述了板底裂缝分布特征,并根据试验过程中观察到的试验现象和采集到的试验数据,给出了荷载-挠度曲线和钢筋及混凝土的荷载-应变曲线,阐述了不平衡弯矩的存在对板柱节点冲切破坏极限承载力和破坏形态的影响,对比分析了混凝土强度(C30、C50)、纵筋钢筋配筋率(0.86%、1.28%)、冲跨比(5、7)对板柱节点冲切破坏的影响,最后对偏载即存在不平衡弯矩情况下中柱节点冲切破坏承载力的计算进行了探讨,利用试验结果验证相关计算模型的准确性。
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