集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力分析

根据对国内外343根钢筋混凝土无腹筋梁在集中荷载作用下的试验数据,分别用混凝土轴心抗压强度fc、混凝土抗拉强度ft和fc建立了无腹筋梁受剪承载力平均值的计算公式;并对现行规范无腹筋梁受剪承载力的可靠度进行了分析;最后提出了用fc表达的钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算公式。     

钢筋混凝土有腹筋梁受剪机理试验研究

为研究钢筋混凝土有腹筋梁的受剪机理,以剪跨比、混凝土强度等级、配箍率为变量,完成了集中荷载作用下16根钢筋混凝土简支梁受剪性能试验。为了避免过高的纵筋配筋率,采用HRB600级钢筋作为纵向受拉钢筋。通过在箍筋内部开槽预埋电阻应变片测量箍筋的应变,分别得到钢筋混凝土有腹筋梁中混凝土和箍筋承担的剪力。试验结果表明：剪跨比和混凝土强度等级对混凝土和箍筋分担的剪力在总剪力中所占比例有显著影响,且二者呈相反的变化趋势;当剪跨比较小时,配箍能提升混凝土的受剪承载力,但箍筋本身承担的剪力较小,箍筋甚至不能屈服;当剪跨比较大时,斜裂缝倾角小于45°,实际与裂缝相交的箍筋数量多于按45°计算的数量,箍筋承担的剪力增大。与无腹筋梁相比,大剪跨比（剪跨比为3）有腹筋梁中混凝土承担的剪力减小。在试验研究的基础上,收集了国内外369根有腹筋梁受剪承载力的试验数据,采用统计分析方法得到了有腹筋梁受剪承载力计算公式,其较GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算公式更加合理,计算结果也偏于安全。     

钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理模型研究综述

根据现有关于钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理问题的研究成果,介绍了基于修正压力场理论的抗剪模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、压力路径理论、劈裂破坏理论和基于截面应变分析的抗剪模型的基本假设、核心观点及受剪承载力计算方法,并给出总结、归纳及评析;另一方面,利用相关试验数据和ACI-DAfStb无腹筋细长梁剪切破坏数据库,分别对不同理论模型的受剪承载力计算公式进行了设计参数的影响评估和统计评估;并展望了无腹筋细长梁剪切破坏机理研究的发展方向。研究结果表明:不同理论模型的部分假设缺少直接的试验依据支持,梁腹混凝土的受拉(劈裂)或受剪(骨料咬合)以及受压区混凝土对抵抗剪力的贡献成为抗剪机制的主要分歧;不同受剪承载力计算公式对不同影响因素的考虑方式的合理性和计算结果的准确度均有待进一步提高。后续深入研究应综合考虑剪切破坏问题的随机性和物理属性,利用先进测试技术、应力演化分析方法,进一步揭示剪切破坏机理。     

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。     

高强混凝土无腹筋梁不同破坏形态受剪性能试验研究

为研究不同剪切破坏形态高强混凝土无腹筋梁的受剪性能,以剪跨比和截面有效高度为主要参数,开展了9根混凝土强度等级为C90的高强混凝土无腹筋梁试件在集中荷载作用下的受剪性能试验,分析了试件的剪切破坏形态、剪切性能状态以及对应的名义剪切强度。根据试验现象和试件受力特点,发现斜拉破坏试件以主斜裂缝的出现为主要破坏标志,剪压和斜压破坏试件以受压区混凝土的压碎为主要破坏标志。对名义剪切强度的分析表明：名义剪切开裂强度受剪跨比和截面有效高度的共同影响,而名义剪切破坏强度则主要受剪跨比影响;名义剪切开裂强度和名义剪切破坏强度可分别采用混凝土的抗拉强度和抗压强度进行表征。通过对国内外相关规范中的受剪承载力计算公式进行适用性分析,建议在确定高强混凝土无腹筋梁的受剪承载力时应以剪切开裂作为控制状态,同时应考虑构件尺寸效应的影响以提高计算的准确性。     

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。     

无腹筋环形截面钢筋混凝土梁受剪承载力的解析解

提出了环形截面梁在剪压破坏条件下的力学模式,根据平衡条件和混凝土复合应力条件下的强度准则,建立了无腹筋梁的受剪承载力计算公式,并将计算结果与试验结果作了比较.     

钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算模型误差分析

为提高钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算的准确性,收集国内外743根矩形截面无腹筋简支梁的剪切试验数据,对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》、美国规范ACI 318-11、欧洲规范EN 1992-1-1:2004和Zsutty拟合式的受剪承载力计算式进行误差分析。结果表明:对于集中荷载作用下无腹筋梁的受剪承载力,Zsutty拟合式预测结果的误差较小;纵筋配筋率较低时,GB 50010—2010和ACI 318-11公式的计算结果偏于不安全;EN 1992-1-1:2004公式较好地考虑了尺寸效应的影响。对于均布荷载作用下无腹筋梁的受剪承载力,ACI 318-11精确公式的预测效果较理想,而GB 50010—2010中的公式误差较大。基于计算模型误差分析结果,进一步探讨了我国规范公式的合理性,并通过试验数据的非线性拟合得到无腹筋梁受剪承载力的建议计算式。建议计算式采用统一表达式,能较好地预测集中荷载和均布荷载作用下无腹筋梁的受剪承载力。     

设计规范中钢混无腹筋梁受剪承载力计算公式对比分析

为了比较《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）中受剪承载力计算公式的异同,分析了国内外528根跨高比不小于5的无腹筋梁剪切试验数据,得出当梁的有效高度大于600mm或纵筋率小于1．5％时,《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测结果偏于不安全。《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测结果离散型大,而《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）预测结果相对保守。     

钢筋混凝土圆形截面无腹筋梁抗剪承载力的试验研究

通过对一组 11根钢筋混凝土圆形截面无腹筋梁抗剪性能的试验研究 ,探讨了此类构件在剪跨区内斜裂缝的开展及其破坏的过程和形态特征 ,在此基础上 ,建立了圆形截面无腹筋梁抗剪承载力的计算公式 ,为进一步研究此类构件的抗剪性能提供一定的参考意见。     

超高性能混凝土无腹筋梁剪切失效有限元模拟

为了研究超高性能混凝土(UHPC)无腹筋梁的剪切失效机理,采用有限元软件ABAQUS对UHPC无腹筋梁的受剪性能进行了三维精细有限元模拟。模型中考虑了材料非线性和几何非线性,对于UHPC材料受拉性能的模拟考虑其应变硬化的性能。结果表明：由模拟得到的UHPC无腹筋梁的荷载-跨中挠度曲线和破坏模态等均与试验结果吻合良好,UHPC无腹筋梁的剪切破坏可分为线弹性阶段、微裂缝开展阶段、宏观多裂缝开展阶段、破坏阶段和残余强度阶段等五个阶段;UHPC无腹筋梁的受剪承载力受UHPC抗拉强度的影响最大,其随着UHPC抗拉强度的提升呈线性增长;UHPC的断裂能大小和受拉应变硬化长度主要影响梁的延性,对梁的受剪承载力影响不大;UHPC的抗压强度则对梁的受剪承载力和延性均影响较小;随着预应力的提高,梁的延性不断降低,受剪承载力则先上升后下降;随着剪跨比的增大,梁的刚度和受剪承载力均逐渐减小。     

轻骨料混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究

为研究骨料种类对无腹筋梁受剪性能的影响,以剪跨比和纵筋配筋率为变量,进行了16根集中荷载作用下的无腹筋混凝土简支梁受剪性能试验,其中8根采用普通碎石混凝土,8根梁采用页岩陶粒（轻骨料）混凝土,对轻骨料和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态、斜向开裂荷载、受剪承载力、跨中挠度、裂缝面相对位移等进行了观察和测量。对比分析表明：轻骨料混凝土梁的斜向开裂荷载和受剪承载力均低于普通混凝土梁,其裂缝面较普通混凝土的更加光滑;将轻骨料混凝土梁受剪承载力试验值与采用我国JGJ 12-2006《轻骨料混凝土结构技术规程》和美国规范ACI 318-11、加拿大规范CSA 23.3-04、欧洲规范EC 2方法的计算值进行对比分析,结合此次试验结果和从国内外文献中搜集的126组已有试验数据,对我国JGJ 12-2006的受剪承载力公式的准确性和安全性进行探讨,提出了无腹筋轻骨料混凝土梁受剪承载力计算的建议公式。     

集中荷载下超高强度梁剪压破坏研究

通过4组超高强度混凝土梁剪切试验,考察各主要因子对剪压破坏梁抗剪强度的影响。结果表明,在超高强度区域,目前的规范式对混凝土强度及剪跨比影响的评价是合理的,然而,梁有效高度及受拉钢筋配筋率对抗剪强度有很明显的影响,不考虑这些因素会使计算结果偏于不安全且计算结果有较大的变异系数。     

配置碳纤维预应力筋的钢纤维活性粉末混凝土无腹筋梁疲劳性能试验研究

对6根仅配置纵向CFRP预应力筋的钢纤维活性粉末混凝土（RPC）无腹筋梁试件进行了静力和疲劳试验,研究了RPC钢纤维含量、疲劳荷载水平、加载方式等参数对其疲劳性能的影响。结果表明：疲劳荷载作用下梁试件发生剪切破坏;无论是承受静力荷载还是疲劳荷载的梁试件,都不宜过高估计钢纤维的作用而取消抗剪腹筋;提高钢纤维含量可以显著改善梁试件的疲劳性能,钢纤维含量为3%的CFRP预应力筋RPC无腹筋梁,若RPC的主拉应力小于其抗拉强度的50%,可免于疲劳破坏;经回归分析,给出了试验梁的刚度退化方程及RPC主拉应力与疲劳寿命关系方程。     

Experimental study on shear mechanism of reinforced concrete beams with stirrups

为研究钢筋混凝土有腹筋梁的受剪机理，以剪跨比、混凝土强度等级、配箍率为变量，完成了集中荷载作用下16根钢筋混凝土简支梁受剪性能试验。为了避免过高的纵筋配筋率，采用HRB600级钢筋作为纵向受拉钢筋。通过在箍筋内部开槽预埋电阻应变片测量箍筋的应变，分别得到钢筋混凝土有腹筋梁中混凝土和箍筋承担的剪力。试验结果表明：剪跨比和混凝土强度等级对混凝土和箍筋分担的剪力在总剪力中所占比例有显著影响，且二者呈相反的变化趋势；当剪跨比较小时，配箍能提升混凝土的受剪承载力，但箍筋本身承担的剪力较小，箍筋甚至不能屈服;当剪跨比较大时，斜裂缝倾角小于45°，实际与裂缝相交的箍筋数量多于按45°计算的数量，箍筋承担的剪力增大。与无腹筋梁相比，大剪跨比（剪跨比为3）有腹筋梁中混凝土承担的剪力减小。在试验研究的基础上，收集了国内外369根有腹筋梁受剪承载力的试验数据，采用统计分析方法得到了有腹筋梁受剪承载力计算公式，其较GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算公式更加合理，计算结果也偏于安全。     

无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探

采用人工神经网络方法，分别探讨了均布荷载及两点加载下无腹筋钢筋混凝土简支梁的斜截面抗剪特性，建立了相应的模型，寻找到两种加载形式下钢筋混凝土简支梁的各种输人参数与实际抗剪承载力之间的关系。通过原始实验结果和理论模型分析结果的对比，表明了该模型的可行性及适用性。该模型的建立，可为我国的抗剪理论提供参考。     

基于扩展有限元法的RC剪力墙抗震性能模拟

采用基于ABAQUS的扩展有限元方法对RC剪力墙的拟静力试验进行模拟,将模拟所得的开裂破坏过程、滞回曲线、滞回环和骨架曲线与试验结果进行对比,并分析开裂混凝土单元的力学反应,结果表明模拟所得的构件开裂过程和破坏形式,以及试件承载能力、刚度退化、位移延性等性能与试验结果吻合较好,证明了模拟方法的可行性。借助这种方法,进一步探究了轴压比和剪跨比等影响因素对剪力墙抗震性能的影响,结果表明:随轴压比增大,剪力墙承载力增大,极限位移减小;剪跨比减小时,剪力墙承载力有所增加,而极限位移减小。以上模拟结果均与试验结论一致。     

RC剪力墙的非线性有限元模拟分析

选取课题组已做过的2片悬臂RC剪力墙试件以及其他文献中的4片不同剪跨比的RC悬臂剪力墙试件,利用非线性有限元方法进行模拟分析,通过对有限元模型和试验得到的剪力墙试件荷载-位移曲线、破坏形态及对应位置钢筋应变值的比较,验证了模型及其参数设置的合理性和可靠性,为RC剪力墙变形性能的研究提供一种可靠的分析方法和手段。