基于压力路径法的大尺寸钢筋混凝土梁斜截面抗剪性能研究

• 作 者: 阎昭琦
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 抗剪承载力 压力路径法 大尺寸构件 剪跨比 箍筋

在混凝土结构基本理论中,钢筋混凝土梁的抗剪承载力一直是备受关注的重点研究问题,对此各国学者已经做了广泛且较为深入的研究。但是,大多数国家的现行混凝土结构设计规范(包括我国规范)所采用的抗剪承载力设计计算公式,仍然是在试验结果统计分析的基础上得出的具有一定保证率的半理论半经验公式,并且由于抗剪承载力研究的影响因素多,相互作用复杂,对于剪切破坏机理学术界目前未有统一的计算模型及抗剪理论。随着该方面理论研究的不断深入和试验研究水平的不断提高,虽然我国规范抗剪计算公式的可靠性有了一定程度的提高,但在箍筋的使用量方面却比原规范有所增加,而且对于大尺寸构件的研究也并不充分。因此,研究大尺寸钢筋混凝土梁的抗剪承载力和合理的抗剪承载力计算模型,具有重要的理论意义和工程经济价值。基于上述研究背景,本文研究了希腊学者Kotsovos提出的“压力路径理论”。该理论的主要观点是,对处于极限状态的混凝土梁构件,其剪力主要由压力路径区域承担,故压力路径截面将成为梁破坏的危险截面,若能够在这些位置加强箍筋的配置,就可以提高钢筋混凝土梁的抗剪承载能力。本文根据我国规范和压力路径基本理论,设计了3组不同剪跨比的大尺寸钢筋混凝土梁构件,每组3个,分别采用压力路径方法和我国国标方法进行配筋,还设置了一组采用我国规范构造配筋的压力路径法配筋梁,三者进行对比研究。试验得到了梁的开裂过程、破坏现象、峰值荷载、荷载-挠度曲线以及荷载-钢筋应变曲线等力学性能。通过试验对采用压力路径方法配筋的大尺寸钢筋混凝土梁的受剪机理进行了深入研究,验证了该理论应用在大尺寸构件中的可行性,并研究了不同剪跨比对压力路径方法配筋的影响规律。结果表明:钢筋混凝土梁构件的抗剪能力主要受压力路径上应力的影响,依据压力路径法进行配筋既不会降低梁的抗剪承载力,还能够减少箍筋的用量。在综合分析了我国规范方法的不足之处以及压力路径法理论的适用性之后,提出了一个较为合理的受剪破坏机理和构件配筋设计方法,为我国相关规范的编制提供了参考。