钢筋混凝土牛腿受剪承载力研究

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牛腿用于构件铰接连接其施工非常便捷,但是在荷载作用下,牛腿的受力状态较为复杂。各国公式的表现形式和所考虑的参数影响有很大的区别。因此,需要对规范公式的适用性进行评估和深入研究,为工程设计提供理论指导。为了研究钢筋混凝土牛腿的抗剪承载力,对比中美规范牛腿设计方法,并评估国外规范拉压杆模型以及国外主要的牛腿承载力理论模型的准确性和安全性,本文开展了以下研究:(1)收集了209组牛腿竖向受剪破坏试验数据对国外主要的牛腿抗剪承载力计算方法进行评估。参与评估的计算模型有国外规范ACI 318-19、EC2、CSA A23.3-04拉压杆模型以及国外主要的牛腿承载力理论模型软化拉压杆模型和2006 Russo。数据库评估结果显示,软化拉压杆模型最准确。(2)试验探究我国规范牛腿设计方法。控制相同设计荷载,单一变化设计参数混凝土强度和剪切跨度,按我国规范设计出不同的牛腿。结果显示,相同设计荷载下按我国规范设计的牛腿实际承载力随着剪跨比的增大而增大,随着混凝土强度增大而增大。(3)试验探究美国规范ACI 318-19拉压杆模型牛腿设计方法。控制相同设计荷载,单一变化设计参数混凝土强度和剪切跨度,按美国规范设计出不同的牛腿。结果显示,相同设计荷载下按美国规范设计的牛腿实际承载力随着剪跨比的增大而减小,随着混凝土强度增大而增大。(4)提出牛腿抗剪承载力简化公式。设计一系列满足我国规范要求的钢筋混凝土牛腿,通过将牛腿的设计承载力与软化拉压杆模型计算得到的承载力进行对比,分析了不同设计参数下我国规范方法的准确性和安全性。并根据参数分析结果拟合了牛腿承载力调整系数的简化公式。最后通过试验数据验证了简化公式的准确性和合理性,可供钢筋混凝土牛腿抗剪设计参考。
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