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 ： 報告宣講 ： 概述： 本次報告首先引述了早期國外幾個經(jīng)典的試驗對連續(xù)梁抗剪性能的研究；然后綜合了近期國內(nèi)的一些研究成果，分無腹筋和有腹筋連續(xù)梁，對其抗剪強(qiáng)度進(jìn)行研究，并引進(jìn)“等效簡支梁”的概念,闡述了無腹筋鋼筋混凝土構(gòu)件抗剪性能的某些規(guī)律。 1 國外早期的經(jīng)典試驗 2 國內(nèi)近期的實驗研究 2.1無腹筋連續(xù)梁的抗剪性能 2.2有腹筋連續(xù)梁的抗剪性能第一個經(jīng)典試驗 ：Rodriguez的試驗采用兩層分配梁將荷載分配到4個作用點(diǎn)，實驗裝置如圖所示 試驗結(jié)果歸納的計算公式?jīng)]有被ACI規(guī)范采用，試驗揭示的破壞

2、特征對認(rèn)識鋼筋混凝土連續(xù)梁抗剪性能還是非常有價值的。圖（a）為無腹筋梁的斜壓破壞，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)的反號彎矩使得這個區(qū)域的受力非常復(fù)雜；圖（c）的無腹筋梁破壞形態(tài)更清楚地表明黏結(jié)破壞的特點(diǎn)；圖（d）所示的連續(xù)梁在兩個荷載作用點(diǎn)的中間區(qū)域發(fā)生梁斜拉破壞，這個區(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)第二個經(jīng)典試驗：Bryant的試驗多點(diǎn)加載的鋼筋混凝土兩跨連續(xù)梁的試驗。與第一個經(jīng)典試驗的裝置相比，為適應(yīng)多點(diǎn)加載，采用了反力剛架和12個千斤頂，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（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。理論解釋這一實驗現(xiàn)象：如圖所示，如將承受反號彎矩的構(gòu)件在反彎點(diǎn)處切開，得到兩個靜定的懸臂結(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。第三個經(jīng)典試驗：Stuttgart試驗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，稱為Stuttgart試驗。 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)到支座截面的整個范圍內(nèi)，都必須配置箍筋，因為設(shè)計人員實際上不大可能準(zhǔn)確判斷連續(xù)梁會出現(xiàn)哪種破壞形態(tài)。國內(nèi)的研究：無腹筋連續(xù)梁抗剪強(qiáng)度試件：54根無腹筋鋼筋混土連續(xù)梁。通過試驗數(shù)據(jù)，對影響抗剪強(qiáng)度的主要因素進(jìn)行了分析： 1.剪跨比的影響剪跨比m對無腹筋約束梁抗剪強(qiáng)度的影響與簡

6、支梁相似，抗剪強(qiáng)度隨m增大而降低，當(dāng)3 時基本不再降低 (圖2.1)，約束梁的抗剪強(qiáng)度比簡支粱要低，其差值隨m增大而減小，當(dāng) m 3 時 ，二者的試驗值趨于一致。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，其抗剪強(qiáng)度不再降低，其變化規(guī)律與簡支粱 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，抗剪強(qiáng)度隨n的增加而降低;n=l時，粱的抗剪強(qiáng)度最大，但在0n2的

7、范圍內(nèi)，粱的抗剪強(qiáng)度的試驗值都不低于跨高比相同的簡支粱。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能提高約束梁和連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度。剪跨比m小時，影響較大；剪跨比大時，影響不顯著，其規(guī)律與簡支梁類似。關(guān)系圖mfbhVcc0依據(jù)這些試驗，給出了幾個計算公式：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無腹筋連續(xù)梁抗剪強(qiáng)度（引入等效簡支梁概念）試件：共6根簡支梁和12根連續(xù)梁。配筋圖：荷載示意圖：等效簡支

8、梁觀察連續(xù)梁的破壞過程，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支梁抗剪試驗和集中荷載下簡支梁抗剪試驗中可以看到的情況，其最后的破壞形態(tài)也類似于相應(yīng)簡支梁的情況。下圖給出了一根連續(xù)梁和一根簡支梁的裂縫和破壞形態(tài)圖，兩者十分相似,說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)可以近似視作一個假想的鉸支座，因此在分析約束梁的剪切破壞機(jī)理時，可以把約束梁分解為三個等效簡支梁來考慮，跨中兩反彎點(diǎn)之間部分，等效為一個均布荷載下的簡支梁，反

9、彎點(diǎn)和端支座之間部分與一個反置的集中荷載下的簡支梁等效，如下圖所示。由于反彎點(diǎn)處的約束條件和實際簡支梁的支承約束有所不同。所以等效簡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，須對等效簡支梁的跨度進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。通過試驗也給出了幾個計算公式計算公式一：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個均布荷載下無腹筋鋼筋混凝土簡支梁、約束梁、連續(xù)梁和框架的試驗數(shù)據(jù)，由圖可知，上式提供的曲線是所有這些試驗值的下包線。ahRhLKKbhQ)2/(4 . 236. 0/ 00 均布荷載作用下，無腹筋鋼筋混凝土連續(xù)構(gòu)件的抗剪性能，可以通過引進(jìn)“等效簡支梁” 的概念來分

10、析，其中最弱 的一個等效簡支梁的抗剪強(qiáng)度控制了連續(xù)構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度。計算公式二：auRhlhlnbhQ4/148 . 0)13 . 03 . 1 (/000由于上式中用了連續(xù)構(gòu)件的實際跨高比，而不必計算等效簡支梁的名義跨高比，使設(shè)計計算大為簡化。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，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、個公式90個集中荷載作用下連續(xù)梁的試驗數(shù)據(jù)ysvcsccsfbhhlfbhVVV00094. 084. 260. 4式中系數(shù)0.94是利用國內(nèi)90個和國外99個，共189個有腹筋連續(xù)梁和約束梁試驗數(shù)據(jù)得出,如圖2.20。 第二個公式y(tǒng)svcsccsfbhfbhVVV0094. 006. 0均布荷載下連續(xù)梁的抗剪強(qiáng)度第一個計算公式y(tǒng)svcsccsfbhhlfbhVVV00020. 104. 128. 1式中系數(shù)1.20是利用國內(nèi)外共20個有腹筋連續(xù)梁和約束梁試驗數(shù)據(jù)得出。第二個計算公式y(tǒng)svcsccsfbhfbhVVV0020. 107. 0有腹筋連續(xù)梁試驗結(jié)論 試驗表明彎矩比n是影響抗剪強(qiáng)度的重要因素之一，隨著彎矩比的變化，不僅會影響裂縫的出現(xiàn)順序和分布，而且會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 時其影響最大。 均布荷載下有腹筋和無腹筋連續(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， 其抗剪強(qiáng)度總是高于跨度相同條件下的簡支梁。當(dāng)l/h011 時，其抗