纵筋配筋率对无腹筋钢筋混凝土梁受剪性能的影响研究

为研究纵筋配筋率在集中荷载作用下对无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪性能的影响,收集整理了719根发生剪切破坏的无腹筋钢筋混凝土细长梁的试验数据来进行分析,并探讨了我国规范GB50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)中的计算公式在反映纵筋配筋率对受剪承载力的影响方面的效果。分析结果表明,纵筋配筋率对无腹筋混凝土简支梁受剪承载力影响显著,尤其在纵筋配筋率较小时,但不同剪跨比下影响有较大差异。《混凝土结构设计规范》在预测较小纵筋配筋率下无腹筋混凝土构件受剪承载力时,偏于不安全。     

纵筋率对无腹筋约束梁抗剪性能影响的研究

各国规范在以往的对钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力性能的试验研究中,研究都是按较高纵筋率来进行,建立在这种纵筋率较高的梁的受剪性能试验数据基础上的规范抗剪设计方法可能偏差较大。而本文按较低纵筋率来研究梁的抗剪性能。试验表明,不同纵筋率对梁的抗剪性能和裂缝发展状况有重要影响,规范公式用于小纵筋率无腹筋约束梁受剪设计时可能偏不安全。     

钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的回归分析

通过对大量试验结果的回归分析 ,总结了剪跨比、混凝土强度、钢纤维含量和纵筋配筋率对钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的影响 ,并指出这些因素在影响程度上的不同 .分析结果表明 ,剪跨比对钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的影响最大 .提出了预测钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的回归计算公式 .     

配筋率和纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响

为研究配筋率及纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响,制作了4根仅纵筋配置不同的试验梁,进行四分点加载试验。通过观察整个试验过程,以及对加载过程中挠度、纵筋应变等数据进行分析,得出纵筋配置对该试验梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:在某一固定剪跨比下,RPC钢筋混凝土梁抗剪承载力随着配筋率的增加而增加,随着纵筋强度的降低略有降低。配筋率的提高不仅能提高纵筋与RPC的销栓作用,同时也能提高斜裂缝顶部混凝土受压区高度,而提高纵筋强度只能提高混凝土受压区高度,故提高配筋率比提高纵筋强度更能有效提高构件抗剪承载力。     

腹筋对轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应影响的试验研究

完成对称集中荷载作用下的8根轻骨料混凝土深受弯构件及2根普通混凝土深受弯构件受剪性能试验,分析了腹筋配筋率及截面高度对破坏过程及形态、荷载 跨中挠度曲线、特征荷载、斜裂缝发展趋势、纵筋及腹筋应变等的影响机制与规律,重点明确了腹筋对深受弯构件抗剪承载力及尺寸效应影响的作用机理。为合理量化腹筋在传力机制中的贡献,建立以腹筋作为竖向拉杆的改进拉-压杆模型(STM),结合对典型压杆有效系数模型的分析和评价,验证了改进STM的有效性。试验结果表明：试件主要发生剪压破坏,其破坏形态与截面高度无关,腹筋可有效约束混凝土剥落;随腹筋配筋率增大,名义开裂/极限强度呈增大趋势,而最大斜裂缝宽度随之降低;腹筋可在抵抗斜截面内部分拉应力的同时对压杆形成有效侧向约束,削弱尺寸效应影响。计算结果表明：与简化STM相比,改进STM能够合理反映腹筋配筋率对受剪承载力的影响,基于ACI 318.19压杆有效系数的改进STM的预测值与试验值吻合良好。     

不同剪跨比的无腹筋UHPC梁抗剪承载力有限元分析

为探讨剪跨比对无腹筋UHPC梁抗剪承载力的影响，文中采用ABAQUS有限元软件，以剪跨比为主要参数，对3种不同剪跨比的无腹筋UHPC简支梁的抗剪承载力进行数值分析，与试验结果相比较，吻合较好。在此基础上，考虑不同的剪跨比进行参数分析，结果表明：随着剪跨比的增大，无腹筋UHPC梁的抗剪承载力降低，且降低速率逐渐减小；剪跨比越大，纵筋配筋率对抗剪承载力的提高幅度越小。文中采用的有限元分析方法为无腹筋UHPC梁的抗剪承载力设计和计算提供参考。     

曲线筋PC梁受剪性能试验研究——基于纵筋配筋率(A_s组)

对3根曲线筋PC梁和1根RC对比梁的受剪性能进行试验研究,剪跨比均为1.8,主要以纵筋配筋率为研究变量。研究表明:正常配筋率的小剪跨比梁更倾向于发生弯剪破坏;纵筋配筋率越低,梁刚度丧失越快;对于曲线筋PC梁,存在某一临界配筋率ρcrit,小于此值时,梁拱效应减弱,不宜考虑曲线筋的竖向预剪作用,而大于此值时,可充分考虑竖向抗剪作用。此外,采用基于截面的抗剪设计方法和拉压杆模型(MSTM)对试验梁受剪承载力进行了预测,与试验结果对比表明:基于截面的抗剪设计公式不适用,而MSTM预测结果最为精确,且其较好地反映了纵筋的影响。     

钢-纤维复合纵筋和玄武岩纤维复合纵筋混凝土梁受剪承载力试验研究

为了研究纵筋分别采用钢-纤维复合筋(SFCB)和玄武岩纤维复合筋(BFRP筋)的混凝土梁受剪性能,以普通钢筋混凝土梁作为对比,设计并开展了46根梁的受剪承载力试验,变化参数为剪跨比、纵筋配筋率和有无箍筋。试验结果表明：三种纵筋梁的受剪承载力均随着剪跨比的减小而增大;SFCB梁的受剪承载力随着纵筋配筋率的增大也增大。此外,提出广义销栓作用影响系数的概念,推导其计算式,用于评价复合纵筋和玄武岩纵筋对混凝土梁受剪承载力的贡献,并据此建立受剪承载力计算式。经与国内外共223组混凝土梁(纵筋为钢筋、BFRP筋和SFCB等)受剪试验数据对比,验证所提广义销栓作用受剪承载力计算式的正确性。在此基础上,采用与钢筋混凝土梁受剪承载力规范公式相近的安全度,建议了适用于纵筋为复合筋和玄武岩筋的混凝土梁受剪承载力设计公式。     

高强箍筋高强混凝土梁受剪试验研究

设计了一套使钢筋混凝土梁剪切破坏稳定可控的刚性试验系统,利用该试验系统,完成了19根剪跨比为3的钢筋混凝土简支梁的剪切破坏试验,得到了荷载-挠度曲线。根据试验结果,分析了混凝土强度等级、箍筋的强度和倾角、纵筋配筋率和纵向分布钢筋等因素对试验梁破坏形态、剪切延性系数和受剪承载力的影响,并将受剪承载力试验值与我国混凝土结构设计规范和美国ACI规范计算值进行了对比。结果表明:对于剪跨比等于3的梁,适当配置腹筋,可以改善其延性性能;在高强混凝土梁中应用高强箍筋,可使两种材料的强度充分发挥,不仅增加了梁的剪切延性,而且提高了梁的受剪承载力;高强箍筋高强混凝土梁的受剪承载力仍可采用我国现行混凝土结构设计规范公式进行计算,但是对于高强混凝土无腹筋梁、纵筋配筋率低的梁和配有高强箍筋的普通强度混凝土梁安全度偏低。     

FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力计算修正方法

针对FRP筋混凝土深受弯构件,为了建立可以考虑多因素影响及尺寸效应的受剪承载力计算方法,搜集国内外相关文献,整理得到316组FRP筋混凝土深受弯构件的受剪承载力试验数据。采用灰色关联度分析法分析相关因素(梁截面高度、剪跨比、跨高比、配筋率等)对FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力影响的重要程度,定量揭示各因素对受剪承载力的影响规律。研究结果表明：梁截面高度、纵筋率、剪跨比、跨高比及腹筋率等是影响FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的重要因素。通过对试验数据的回归分析,提出了尺寸效应、纵筋率、剪跨比和跨高比修正系数及腹筋安全系数,建立了可以考虑多因素影响的FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的计算方法。通过受剪承载力计算值与试验值的对比,验证了计算公式的合理性及准确性。     

集中荷载作用下纵筋率对钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能的影响

通过对已有试验数据的分析，探讨了集中荷载作用下纵筋率对钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能的影响，着重在极限承载力和破坏形态方面。在研究了纵筋率影响一般规律的基础上，对不同规范的抗剪承载力确定方法进行了评价。     

钢筋混凝土构件纵向钢筋最小配筋率的功能与取值——《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)修订背景介绍

介绍了此次《混凝土结构设计规范》修订中纵向钢筋最小配筋率有关条文的修订背景。其中着重说明了构件中受拉和受压纵向钢筋最小配筋率在非抗震结构及抗震结构中所起的作用及其取值思路 ;在对国外规范相应规定进行对比分析的基础上 ,对我国修订后规范最小配筋率取值水平作了判断 ;并对一些遗留问题进行了讨论 ,给出了相应的建议     

剪力墙连梁纵向钢筋构造配筋率探讨

我国新的结构设计规范对连梁的纵向钢筋构造配筋没有明确规定 ,从连梁受剪截面控制条件出发 ,对这一问题进行了讨论 ,提出了设计建议 ,可供工程设计参考     

纵筋率对钢筋混凝土梁剪切强度的影响

无腹筋梁剪切强度试验数据虽然不少,但影响梁的剪切强度因素众多,单独研究纵筋率对钢筋混凝土梁剪切强度影响的试验数据不但不足且存在偏差。所以使用数据过滤的方法对最新文献全面收集的无腹筋矩形梁在集中荷载下的剪切试验数据进行过滤,从而减小数据缺失或偏差和其他因素对分析结果的影响,进而得到纵向配筋率对梁的剪切强度影响规律,提出考虑纵筋率影响的钢筋混凝土无腹筋梁剪切强度计算公式。     

2002版与2010版《混凝土结构设计规范》钢筋用量比较分析

通过2002版与2010版《混凝土结构设计规范》的对比,从混凝土保护层厚度、受拉钢筋的锚固长度、纵向受力钢筋的最小配筋率、受剪承载力、考虑重力二阶效应的偏心受压构件公式等5方面介绍了规范涉及对钢筋用量的变化,并说明两版规范的异同为工程设计带来的影响。     

钢筋混凝土无腹筋简支梁的抗剪承载力研究

通过对收集到的集中荷载作用下无腹筋简支梁试验数据的分析,研究了集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能的主要影响因素及其规律。在此基础上,通过对比分析研究,定量评价了我国混凝土结构设计规范公式、美国ACI规范公式、以及其它两种无腹筋粱受剪承栽力公式对无腹筋梁抗剪内在机制反映的准确性。     

低轴压比单排双向配筋混凝土剪力墙结构性能试验研究

为了研究低、多层混凝土剪力墙结构的最小配筋率问题,本文对8片足尺的剪跨比0.8、轴压比0.08的混凝土剪力墙结构进行了低周反复荷载试验研究。试件采用双向单排配筋方式配筋,通过改变配筋间距,研究低轴压比下分布钢筋配筋率对剪力墙承载力、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征的影响。     

混合配箍混凝土梁最小配箍率分析

为研究基于等耐久性原理的混合配筋梁最小配箍率,对混合配筋构件最小配箍率的影响因素进行了分析,对各国规范最小配箍率的计算公式进行了介绍。进行了9根混合配箍混凝土梁的抗剪试验,验证了破坏模式以及最小配箍率下纤维增强复合材料（FRP）箍筋的应变范围。在美国ACI规范中混合配筋梁抗剪承载力公式及中国规范最小配箍率公式的基础上,对混合配筋梁的最小配箍率进行了理论分析,提出了混合配筋构件的最小配箍率计算公式。结果表明:该公式考虑了纵筋刚度对梁抗剪承载力的影响,简化后的公式形式简单明确,可以用于所有配箍梁,适合工程应用。     

预应力框架梁端延性分析及配筋限值探讨

预应力混凝土框架抗震设计中,经常需通过增大梁断面来满足规范中梁端受拉纵筋配筋率的限值,从而制约了预应力梁在抗震结构中的应用。通过对部分预应力混凝土梁在抗震设计中的延性分析,深入探讨各种因素特别是梁端纵筋配筋率对延性的影响。分析结果表明当配筋率超过规范限值时延性变化并不显著,建议以实际配筋率作为限值以利于预应力结构的推广使用。