高强混凝土有腹筋梁抗剪性能研究

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在可持续发展战略背景下,国家对于建筑工程材料提出了更高的要求。与此同时随着材料技术的发展,高强材料诸如高强混凝土应运而生并得到越来越多的应用。然而传统的普通混凝土抗剪设计方法依赖于实验室得来的经验公式,缺少类似抗弯设计中充分的理论基础。当采用高强钢筋高强混凝土时,其抗剪强度的安全性有待进一步研究。  本文根据修正压力场理论的基本原理,针对高强混凝土材料的力学性能,对修正压力场理论模型(MCFT)本构关系、开裂强度及裂缝宽度进行了修正,并给出了高强混凝土梁受剪分析计算过程。  收集了45根高强混凝土有腹筋梁的试验数据,根据MCFT理论进行了抗剪承载力计算,由计算结果可以看出该方法能较好地预测高强混凝土梁的剪切破坏,同时结合MCFT理论对影响梁抗剪承载力的因素,如剪跨比、混凝土强度、配箍特征值、截面高度等进行了分析,并总结了其中的变化规律。同时基于高强混凝土梁抗剪性能试验研究结果基础上,应用数理统计方法,建立集中荷载下高强混凝土梁抗剪承载力计算公式。回归后的公式及《混凝土结构设计规范》GB50010-2010计算值分别与试验值比较,对比结果发现,利用理论回归的极限荷载与试验值符合较好,采用GB50010-2010的计算结果偏于不安全。  用ANSYS对试验梁抗剪受力过程进行了模拟分析,最后用有限元计算结果同梁破坏过程中的试验值进行对比,结果表明在选取的合理材料模型和本构关系后,ANSYS较好的模拟高强钢筋混凝土梁斜截面破坏的过程。
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