混凝土連續(xù)梁抗剪性能

1、鋼筋混凝土連續(xù)梁的抗剪性能鋼筋混凝土連續(xù)梁的抗剪性能資料搜集 ：Word制作 ：PPT制作 ： 報(bào)告宣講 ： 概述： 本次報(bào)告首先引述了早期國(guó)外幾個(gè)經(jīng)典的試驗(yàn)對(duì)連續(xù)梁抗剪性能的研究；然后綜合了近期國(guó)內(nèi)的一些研究成果，分無(wú)腹筋和有腹筋連續(xù)梁，對(duì)其抗剪強(qiáng)度進(jìn)行研究，并引進(jìn)“等效簡(jiǎn)支梁”的概念,闡述了無(wú)腹筋鋼筋混凝土構(gòu)件抗剪性能的某些規(guī)律。 1 國(guó)外早期的經(jīng)典試驗(yàn) 2 國(guó)內(nèi)近期的實(shí)驗(yàn)研究 2.1無(wú)腹筋連續(xù)梁的抗剪性能 2.2有腹筋連續(xù)梁的抗剪性能第一個(gè)經(jīng)典試驗(yàn) ：Rodriguez的試驗(yàn)采用兩層分配梁將荷載分配到4個(gè)作用點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 試驗(yàn)結(jié)果歸納的計(jì)算公式?jīng)]有被ACI規(guī)范采用，試驗(yàn)揭示的破壞

2、特征對(duì)認(rèn)識(shí)鋼筋混凝土連續(xù)梁抗剪性能還是非常有價(jià)值的。圖（a）為無(wú)腹筋梁的斜壓破壞，因集中荷載作用點(diǎn)到支座的距離很短，形成荷載作用點(diǎn)到支座的直接傳力路徑；圖（b）顯示了無(wú)腹筋梁中中間支座兩側(cè)的壓力傳遞和黏結(jié)破壞，反彎點(diǎn)兩側(cè)的反號(hào)彎矩使得這個(gè)區(qū)域的受力非常復(fù)雜；圖（c）的無(wú)腹筋梁破壞形態(tài)更清楚地表明黏結(jié)破壞的特點(diǎn)；圖（d）所示的連續(xù)梁在兩個(gè)荷載作用點(diǎn)的中間區(qū)域發(fā)生梁斜拉破壞，這個(gè)區(qū)域的剪力較小，但集中荷載作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)之間的梁段配置了更多的箍筋，因此，圖（d）和圖（a）表現(xiàn)出完全不同的破壞形態(tài)；圖（e）和圖（h）均為撓曲破壞，雖然出現(xiàn)了很多斜裂縫以及黏結(jié)裂縫，但縱向鋼筋達(dá)到屈服，仍認(rèn)為屬于撓曲破壞

3、；圖（f）顯示了典型的剪壓破壞，反彎點(diǎn)兩側(cè)的斜裂縫各自在其區(qū)段內(nèi)發(fā)展，但集中荷載作用點(diǎn)到反彎點(diǎn)的距離較短，最后發(fā)生類似于小剪跨比簡(jiǎn)支梁的斜壓（剪壓）破壞；值得注意的是，圖（g）所示的連續(xù)梁，該梁的縱筋強(qiáng)度等級(jí)和配箍率高于圖（f）所示的連續(xù)梁，其他條件均相同，配箍率提高和縱筋強(qiáng)度提高使得梁的抗剪強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度均提高，但黏結(jié)破壞決定了最后的破壞形態(tài)第二個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)：Bryant的試驗(yàn)多點(diǎn)加載的鋼筋混凝土兩跨連續(xù)梁的試驗(yàn)。與第一個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)的裝置相比，為適應(yīng)多點(diǎn)加載，采用了反力剛架和12個(gè)千斤頂，利用分配梁和千斤頂直接加載，最大點(diǎn)荷載數(shù)為每跨11個(gè)（圖中未全部畫出），由此產(chǎn)生的彎矩和剪力非常接近均布荷載

4、產(chǎn)生的彎矩和剪力。 試驗(yàn)裝置如圖所示：均布荷載作用下，最大彎矩和最大剪力只同時(shí)出現(xiàn)在連續(xù)梁的支座截面，反彎點(diǎn)區(qū)域的受力條件發(fā)生變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，均布荷載作用的連續(xù)梁在反彎點(diǎn)區(qū)域沒有發(fā)生黏結(jié)破壞。理論解釋這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖所示，如將承受反號(hào)彎矩的構(gòu)件在反彎點(diǎn)處切開，得到兩個(gè)靜定的懸臂結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)力學(xué)概念，切口處的贅余力就是構(gòu)件中的剪力。但從另一個(gè)角度看，反彎點(diǎn)處的剪力也可看做一種內(nèi)在的拉力，這種拉力將兩個(gè)試圖分開的懸臂構(gòu)件結(jié)合在一起。因此，反彎點(diǎn)是連續(xù)梁的薄弱部位，應(yīng)該配置足夠的箍筋。第三個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)：Stuttgart試驗(yàn)Leonhardt在20世紀(jì)60年代初期完成一批非常有影響的鋼筋混凝土梁

5、的受剪性能試驗(yàn)，稱為Stuttgart試驗(yàn)。 Leonhardt從圖所示連續(xù)梁斜裂縫分布特征得出的結(jié)論是，連續(xù)梁內(nèi)支座兩側(cè)的斜裂縫直接向支座延伸，支座兩側(cè)的箍筋非常重要，反彎點(diǎn)區(qū)域的箍筋應(yīng)力很低，箍筋主要應(yīng)配置在支座兩側(cè)。 按下圖所示的配箍方案，在反彎點(diǎn)附近可以不配箍筋。 但在工程設(shè)計(jì)中，如果是集中荷載作用，從集中荷載作用點(diǎn)到支座截面的整個(gè)范圍內(nèi)，都必須配置箍筋，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員實(shí)際上不大可能準(zhǔn)確判斷連續(xù)梁會(huì)出現(xiàn)哪種破壞形態(tài)。國(guó)內(nèi)的研究：無(wú)腹筋連續(xù)梁抗剪強(qiáng)度試件：54根無(wú)腹筋鋼筋混土連續(xù)梁。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)影響抗剪強(qiáng)度的主要因素進(jìn)行了分析： 1.剪跨比的影響剪跨比m對(duì)無(wú)腹筋約束梁抗剪強(qiáng)度的影響與簡(jiǎn)

6、支梁相似，抗剪強(qiáng)度隨m增大而降低，當(dāng)3 時(shí)基本不再降低 (圖2.1)，約束梁的抗剪強(qiáng)度比簡(jiǎn)支粱要低，其差值隨m增大而減小，當(dāng) m 3 時(shí) ，二者的試驗(yàn)值趨于一致。關(guān)系圖tctcVhMfbhV02.跨高比的影響 約束粱承受均布荷載的抗剪強(qiáng)度與跨高比的關(guān)系如右圖所示，其抗剪強(qiáng)度隨跨高比的增大而減小，當(dāng)l/h0大于l4時(shí)，其抗剪強(qiáng)度不再降低，其變化規(guī)律與簡(jiǎn)支粱 類似。該圖還表明，承受均布荷載的約束梁的抗剪強(qiáng)度也與彎矩比有關(guān)，l/h0越小，彎矩比的影響就越大。 3.彎矩比的影響 右圖是均布荷載作用下約束粱抗剪強(qiáng)度與彎矩比的關(guān)系，n1時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨n的增加而降低;n=l時(shí)，粱的抗剪強(qiáng)度最大，但在0n2的

7、范圍內(nèi)，粱的抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)值都不低于跨高比相同的簡(jiǎn)支粱。關(guān)系圖00hlfbhVctc關(guān)系圖nfbhVctc04.縱筋配筋率的影響 從下圖可看出縱筋配筋率增大時(shí)能提高約束梁和連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度。剪跨比m小時(shí)，影響較大；剪跨比大時(shí)，影響不顯著，其規(guī)律與簡(jiǎn)支梁類似。關(guān)系圖mfbhVcc0依據(jù)這些試驗(yàn)，給出了幾個(gè)計(jì)算公式：集中荷載下連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度84. 260. 400VhMfbhVccccfbhV006. 0均布荷載下連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度04. 128. 100hlfbhVccccfbhV007. 0無(wú)腹筋連續(xù)梁抗剪強(qiáng)度（引入等效簡(jiǎn)支梁概念）試件：共6根簡(jiǎn)支梁和12根連續(xù)梁。配筋圖：荷載示意圖：等效簡(jiǎn)支

8、梁觀察連續(xù)梁的破壞過(guò)程，可以看到，連續(xù)梁的斜裂縫總是在反彎點(diǎn)附近形成，或者在反彎點(diǎn)的正彎矩區(qū)一側(cè)，或者在反彎點(diǎn)的負(fù)彎矩區(qū)一側(cè)，其形態(tài)分別類似于均布荷載下簡(jiǎn)支梁抗剪試驗(yàn)和集中荷載下簡(jiǎn)支梁抗剪試驗(yàn)中可以看到的情況，其最后的破壞形態(tài)也類似于相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的情況。下圖給出了一根連續(xù)梁和一根簡(jiǎn)支梁的裂縫和破壞形態(tài)圖，兩者十分相似,說(shuō)明它們的抗剪性能存在著某種內(nèi)在的聯(lián)系。 可以認(rèn)為，在試件的主筋沒有屈服的情況下，試件材料仍處于彈性階段，約束梁的理論反彎點(diǎn)可以近似視作一個(gè)假想的鉸支座，因此在分析約束梁的剪切破壞機(jī)理時(shí)，可以把約束梁分解為三個(gè)等效簡(jiǎn)支梁來(lái)考慮，跨中兩反彎點(diǎn)之間部分，等效為一個(gè)均布荷載下的簡(jiǎn)支梁，反

9、彎點(diǎn)和端支座之間部分與一個(gè)反置的集中荷載下的簡(jiǎn)支梁等效，如下圖所示。由于反彎點(diǎn)處的約束條件和實(shí)際簡(jiǎn)支梁的支承約束有所不同。所以等效簡(jiǎn)支梁的假想支座并非在約束梁理論反彎點(diǎn)的位置上，在分析時(shí)，須對(duì)等效簡(jiǎn)支梁的跨度進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。通過(guò)試驗(yàn)也給出了幾個(gè)計(jì)算公式計(jì)算公式一：這里以構(gòu)件控制截面的名義剪應(yīng)力作為標(biāo)志抗剪強(qiáng)度的參數(shù)。右圖收集了150個(gè)均布荷載下無(wú)腹筋鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁、約束梁、連續(xù)梁和框架的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由圖可知，上式提供的曲線是所有這些試驗(yàn)值的下包線。ahRhLKKbhQ)2/(4 . 236. 0/ 00 均布荷載作用下，無(wú)腹筋鋼筋混凝土連續(xù)構(gòu)件的抗剪性能，可以通過(guò)引進(jìn)“等效簡(jiǎn)支梁” 的概念來(lái)分

10、析，其中最弱 的一個(gè)等效簡(jiǎn)支梁的抗剪強(qiáng)度控制了連續(xù)構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度。計(jì)算公式二：auRhlhlnbhQ4/148 . 0)13 . 03 . 1 (/000由于上式中用了連續(xù)構(gòu)件的實(shí)際跨高比，而不必計(jì)算等效簡(jiǎn)支梁的名義跨高比，使設(shè)計(jì)計(jì)算大為簡(jiǎn)化。有腹筋連續(xù)梁抗剪強(qiáng)度試件： 共109根有腹筋鋼筋混凝土連續(xù)梁和17根僅配彎筋的連續(xù)粱。 依據(jù)試驗(yàn)，集中荷載和均布荷載作用下的配箍筋連續(xù)梁和約束粱的破壞形態(tài)，基本上與無(wú)腹筋的連續(xù)粱和約束粱相同。但在某些有腹筋連續(xù)梁的試件中，為了探討塑性鉸出現(xiàn)對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響，在中支座處進(jìn)行彎矩調(diào)幅達(dá)30%左右，在上述試件中曾出現(xiàn)彎剪破壞形態(tài)。集中荷載下連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度第一

11、個(gè)公式90個(gè)集中荷載作用下連續(xù)梁的試驗(yàn)數(shù)據(jù)ysvcsccsfbhhlfbhVVV00094. 084. 260. 4式中系數(shù)0.94是利用國(guó)內(nèi)90個(gè)和國(guó)外99個(gè)，共189個(gè)有腹筋連續(xù)梁和約束梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,如圖2.20。 第二個(gè)公式y(tǒng)svcsccsfbhfbhVVV0094. 006. 0均布荷載下連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度第一個(gè)計(jì)算公式y(tǒng)svcsccsfbhhlfbhVVV00020. 104. 128. 1式中系數(shù)1.20是利用國(guó)內(nèi)外共20個(gè)有腹筋連續(xù)梁和約束梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出。第二個(gè)計(jì)算公式y(tǒng)svcsccsfbhfbhVVV0020. 107. 0有腹筋連續(xù)梁試驗(yàn)結(jié)論 試驗(yàn)表明彎矩比n是影響抗剪強(qiáng)度的重要因素之一，隨著彎矩比的變化，不僅會(huì)影響裂縫的出現(xiàn)順序和分布，而且會(huì)改變梁的截面的破壞位置、破壞形態(tài)和抗剪強(qiáng)度。當(dāng)彎矩比n=1.0 時(shí)其影響最大。 均布荷載下有腹筋和無(wú)腹筋連續(xù)粱的抗剪強(qiáng)度隨跨高比l/h0的增大而降低，當(dāng)l/h01011時(shí)， 其抗剪強(qiáng)度總是高于跨度相同條件下的簡(jiǎn)支梁。當(dāng)l/h011 時(shí)，其抗