高强箍筋约束混凝土构件受剪承载力和变形性能研究

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发展高强混凝土结构,用高强箍筋来约束混凝土来提高构件承载力和变形性能是十分有效的。本文主要通过国外试验资料和理论分析,研究高强箍筋约束混凝土构件在反复荷载下的受剪承载力及变形性能。本文介绍了截面分析理论的基本假定和混凝土材料破坏准则,给出了抗剪理论模型推导过程,并提出了基于截面分析抗剪承载力理论的计算公式。该理论模型假定混凝土梁的抗剪承载力主要由梁临界截面受压区混凝土提供,压区混凝土的抗剪承载力由截面弯矩引起的正应力和剪应力共同确定。本文利用收集到的211根无腹筋梁和107根高强箍筋约束混凝土梁、柱的试验数据,对其斜截面抗剪承载力的影响因素进行了分析,平均约束应力、剪跨比、轴压比、配箍率、配筋率、混凝土强度等都是影响高强箍筋约束混凝土构件受剪承载能力的重要因素;建立了适应高强箍筋约束混凝土的受剪承载力公式。利用所搜集高强箍筋混凝土梁、柱的试验数据,回归了梁、柱的实用公式。利用本文回归公式、GB50010-2002及日本高强箍筋钢筋混凝土设计施工指南公式计算构件的受剪承载力,对比发现现行《混凝土结构设计规范GB50010-2002》公式比值的各项指标均为最大,计算值过大,偏于不安全。日本指南公式标准差和变异系数较小,数值离小,但均值偏小,过于保守。本文建议公式的均值最接近1,标准差和变异系数也较小,最符合试验结果。对高强箍筋约束混凝土柱的变形性能等进行了分析,研究表明高强混凝土短柱用高强箍筋有效约束后,弹塑性位移角能够满足1/50rad的要求。考虑高强箍筋约束混凝土柱极限转角的影响因素,得到极限转角多元线性回归公式,回归公式计算值和试验值符合较好。
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