新梁旧板叠合构件受弯性能研究

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旧城改造是我国各地政府普遍关注的热点问题。鉴于对旧建筑的保护,规划部门往往要求“修旧如旧”,不改变建筑原有的风貌,但内部的使用功能则要随着经济发展的需要加以改变,这就要求结构工程师对原有的结构进行合理的托换和加固改造。宽柱双梁框架结构体系是体系转换的一个新理念,近些年在房屋改造中应用广泛,它可广泛应用于砌体结构或混凝土结构的住宅、旅馆、医院等改造中,尤其适用于小空间改造成大空间的旧建筑改造。砌体房屋托换过程中,新浇筑的梁能够与旧楼面板很好的协调工作是保证整个结构能否共同工作的很重要的一点,合理地在两者之间设计连接,可保证新浇筑的梁与旧楼面板两者协调共同工作。尽管很多学者对叠合梁受力性能进行了研究,并提出相关的设计建议,但新梁旧板叠合构件的受力特点,国内外学者还没有关注到。合理考虑新梁旧板叠合构件连接的整体性的好坏对承载力的贡献将直接影响延性设计中“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的计算方法。因此,有必要对新梁旧板叠合构件的承载力进行系统的理论研究。本文结合国家自然科学基金项目《钢筋混凝土宽柱双梁框架结构体系应用于旧房托换改造中的设计理论研究》(项目编号:51278445),设计制作了7个试验构件,其中6个构件是相同叠合形式但剪切件布置的间距和形式有差异的新梁旧板的叠合构件,另外1个是对比梁,采用钢筋混凝土整浇T形梁的形式;6个钢筋混凝土叠合构件用于观测不同剪切件布置的间距和不同的剪切件连接形式对裂缝的开展形式和受弯性能的影响。本文围绕不同剪切件布置的间距和不同剪切件连接形式对新梁旧板叠合构件受弯性能的影响,主要工作如下:1.新梁旧板叠合构件受弯性能的研究,包括:破坏模式,开裂弯矩,两侧裂缝的形态及发展规律,刚度特征,极限弯矩等,并与钢筋混凝土整浇T形梁理论计算进行对比;2.新梁旧板叠合构件的荷载—挠度曲线的研究,并与钢筋混凝土整浇T形梁进行对比,对叠合构件的延性性能进行分析;3.对静载试验结果进行分析,研究不同剪切件布置的间距和不同的剪切件连接形式对新梁旧板叠合构件受弯承载力的影响,建立新梁旧板叠合构件的承载力计算公式。研究结果表明,新梁旧板叠合构件的破坏模式,挠度曲线,裂缝的发展规律与钢筋混凝土整浇T形梁相似;混凝土剪切件和混凝土剪切件中加入钢筋的两种形式的剪切件的主要作用是使新浇筑的梁和原先的旧板能够变形协调共同工作:新梁和旧板叠合之后形成了一个新的组合构件,原先的旧板可以作为新的组合构件的一部分与新浇筑的梁形成整体共同受力,本文所提出的设计方法可以应用于实际的加固改造工程;叠合构件的延性性能能够满足抗震基本要求;本文提出的叠合构件极限承载力的计算方法与试验结果吻合较好。
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