【摘 要】
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作为建筑结构体系中重要的承重构件,钢筋混凝土梁有着广泛的应用场景。然而,为满足建筑结构中管线安装的需要,梁中可能需要开设孔洞,这会降低其承载能力。此外,开洞钢筋混凝土梁在实际服役过程中往往受到循环荷载的作用,可能导致开洞梁的承载能力进一步削弱。因此,深入研究钢筋混凝土开洞梁在循环荷载作用后剩余承载力变化规律,对开洞梁的工程应用推广有着重要意义。本文基于本课题组进行的双开洞钢筋混凝土梁静载抗剪性能研
【基金项目】
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广西重点研发计划项目“长寿命空铁联运综合交通枢纽建造关键技术研究及应用”（桂科ZY21195010）
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作为建筑结构体系中重要的承重构件,钢筋混凝土梁有着广泛的应用场景。然而,为满足建筑结构中管线安装的需要,梁中可能需要开设孔洞,这会降低其承载能力。此外,开洞钢筋混凝土梁在实际服役过程中往往受到循环荷载的作用,可能导致开洞梁的承载能力进一步削弱。因此,深入研究钢筋混凝土开洞梁在循环荷载作用后剩余承载力变化规律,对开洞梁的工程应用推广有着重要意义。本文基于本课题组进行的双开洞钢筋混凝土梁静载抗剪性能研究,进一步对双开洞钢筋混凝土梁的疲劳后性能开展研究。本文共制作了3根腹部开设倒角洞口和1根开设直角洞口的双开洞钢筋混凝土梁试件。并通过试验研究了疲劳次数及孔洞形状对双开洞钢筋混凝土梁疲劳后的抗剪承载力的影响。随后,基于ABAQUS有限元模型建立精细化数值模型,在验证模型正确性后开展拓展分析。主要结论如下:（1）疲劳加载次数对矩形孔洞梁剩余承载力影响显著,疲劳过程中的损伤累计改变了混凝土及钢筋的工作性能,导致疲劳后梁的抗剪承载力降低,其中在进行41万次疲劳加载后,试件的受剪承载力最高下降了10.4%。（2）基于热力学原理分析开洞梁疲劳中能量耗散变化,通过耗散能密度描述疲劳循环消耗的能量,发现疲劳损伤呈现出明显的两阶段规律,疲劳损伤主要集中发生于疲劳初期阶段,疲劳中期耗散密度基本保持不变。（3）洞口角部不同形状对矩形孔洞梁的削弱程度不同,倒角洞口梁疲劳后性能优于直角洞口梁,这主要是因为洞口角部容易出现应力集中。（4）根据混凝土疲劳后强度退化规律,得到疲劳后矩形孔洞梁截面的抗剪承载力公式,为后续对开孔梁的研究与实际工程应用提供参考。（5）基于ABAQUS建立了精细化有限元模型,并通过与对试验结果对比验证了模型的正确性,随后进行拓展分析。结果表明:疲劳荷载作用200万次后开洞梁剩余承载力最大退化幅度达29.0%,疲劳简化计算方法可以有效预测开洞梁疲劳后剩余承载力。
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