钢筋混凝土板柱结构节点区域板的抗冲切性能研究

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板柱结构最大的优点在于可以有效降低层高,并能充分利用净高空间,从而具有较高的经济效益。但此类结构在国内的应用并不广泛,原因在于板柱节点容易发生冲切破坏,且由于板柱连接处受力形式复杂,设计人员对于如何避免出现冲切破坏也缺乏经验,所以在一定程度上阻碍了板柱结构在国内的应用。同时各个国家规范所采用的计算方法并不相同,考虑的影响因素也各不相同,在冲切破坏机理方面也缺乏统一的认识。本文以板柱节点的冲切问题为研究的出发点,通过各国规范的对比和弹塑性有限元分析两个方面对混凝土板冲切破坏影响因素与破坏机理进行了研究。在进行研究前,结合前人的研究成果,分析了钢筋混凝土单向板与双向板在柱集中反力作用下分别发生剪切破坏与冲切破坏的破坏机理与特征,并将冲切破坏与剪切破坏进行对比分析,得出两者的关联与区别。然后,利用ANSYS有限元软件对文献[1]中的混凝土板冲切破坏过程进行弹塑性数值分析,从板表面的应力以及应力曲线变化说明板底面首先出现弯曲破坏,随后剖面应力云图中出现的斜向的最大主拉应力集中区说明最终破坏为斜拉破坏,截面腹部裂缝环绕柱端一周形成冲切破坏面。最后,对比中美欧规范中关于钢筋混凝土板受冲切承载力的规定,并通过假设算例和试验数据对比分析了混凝土强度、荷载面积形状与尺寸、纵筋配筋率、抗冲切钢筋布置对各国规范冲切承载力的影响。欧洲规范考虑纵筋配筋率对承载力的影响,计算结果较为合理且数值最高,中国则最低。
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