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1、試驗研究文章編號:1009-9441(2014)03-0021-03箍筋布置方式對斜次梁抗剪性能的影響123□□王耀峰,馮燁,劉武華(1.山西省交通科學研究院,山西太原030006;2.山西職業(yè)技術(shù)學院,山西太原030006;3.北京交通大學土木建筑工程學院,北京100044)摘要:運用空間桁架模型建立主次梁斜交時(次梁為斜1斜次梁受剪構(gòu)件受力機理分析梁)次梁受力模型,引用混凝土雙向受力狀態(tài)下強度理論和破壞準則,推導出斜次梁受剪構(gòu)件極限承載力公式。并通過1.1受力模型模型梁試驗、有限元數(shù)值模擬兩種方法,分別分
2、析了斜次梁采用目前較為流行的變角度空間桁架模型,對箍筋布置方式對其抗剪承載力的影響。試驗結(jié)果及有限元梁斜截面的受力情況進行分析。假定混凝土只受壓分析表明,當箍筋與縱筋取不同夾角時,各模型破壞模式、撓曲線變化與極限承載力相近,說明其夾角對斜次梁的抗剪承力,縱筋和箍筋只受拉力,將混凝土實心截面等效為[4]載力影響很小??招慕孛妫ㄒ妶D1),采用空間桁架模型進行分析關(guān)鍵詞:斜次梁;箍筋布置;受力模型;模型試驗;有限元(見圖2)。中圖分類號:U441;TU755.3文獻標識碼:A引言在梁中箍筋主要起構(gòu)造作用,目的是抑制
3、裂縫發(fā)展以及提高斜截面抗剪承載力。以往的研究認[1-2]為:箍筋成45°角布置時的抗剪性能優(yōu)于成直角布置,并且斜向布置箍筋在限制裂縫方面的效果也優(yōu)于直角布置。但在實際工程施工中,考慮到便圖1等效空心截面示意圖捷施工,梁中箍筋往往成直角布置方式。然而隨著房屋建筑領域的發(fā)展,人們對房屋建筑的美觀要求大大提高,結(jié)構(gòu)中的主次梁斜角相交的現(xiàn)象屢見不[3]鮮。當主次梁斜交時,次梁箍筋無法平行于主梁布置。因此,探尋最佳斜次梁箍筋布置方式具有重要的意義。本文通過理論分析、模型試驗、有限元模擬等方法,研究了箍筋布置方式對斜次梁
4、箍筋抗剪圖2空間桁架模型示意圖性能的影響。櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘櫘themixtureis:RuttingtestdynamicstabilityDS≥temperaturestability25,000times/mm(60℃)orDS≥15,000times/mm(70℃);Marshallimmersionresidualstability≥85%;作者簡介:李永琴(1977-),男,山西長治人,講師,一級注Freeze-thawspl
5、ittingresidualstrengthratioTSR≥冊結(jié)構(gòu)工程師,工程碩士,2003年7月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大85%;-10℃LowtemperaturebendingstrainεB≥學土木工程專業(yè)(橋梁工程方向),2010年4月獲沈陽建筑大學建筑與土木工程專業(yè)工程碩士學位,現(xiàn)從事教學工作。-33.0×10.收稿日期:2014-04-27Keywords:epoxyasphaltmixture;concretebridge(編輯盛晉生)deckpavement;waterstabilityprope
6、rties;high建材技術(shù)與應用3/2014·21·1.2公式推導假設扭矩T產(chǎn)生的剪應力流τ在其空心截面TT四壁內(nèi)均勻分布,則:τ=。由剪力V產(chǎn)生的TA2ccorV剪應力流在截面上均勻分布,則:τ=,于是有:Vbh0TVτ1+τT+τV=+(1)A2cbhcor0由此推得箍筋抗剪承載力公式為:圖4試驗梁破壞結(jié)果(梁1)Af表2試驗梁試驗結(jié)果st1yvV=kfbh+(1-2k)bh(2)c004cs類別開裂荷載/kN極限荷載/kN跨中撓度/mm梁1501352.92試驗梁設計和試驗結(jié)果第1組梁2601353.
7、02.1試驗設計梁3701954.0第2組本試驗設計共分2組,通過改變梁中箍筋夾角梁4601954.0與間距,分別對比研究二者對梁斜截面抗剪承載力[5]梁抗剪性能的影響甚微。而隨著箍筋間距的減小,的影響。各組試驗梁信息見表1,配筋信息見圖3。梁的抗剪承載力顯著提高。由此可知,在其他條件試驗采用跨中逐級加載的方式,測量不同箍筋布置相同的情況下,箍筋的布置方式對梁斜截面抗剪承方式下各梁的擾度變化及破壞情況。載力的影響較小,而箍筋布置間距是其抗剪承載力表1試驗梁信息表的主導因素。類別箍筋與縱筋夾角β(/°)箍筋間距
8、/mm梁1901203有限元數(shù)值模擬第1組梁245120為了驗證試驗結(jié)果的準確性和進行更深入的研梁39070第2組究,本文采用有限元數(shù)值模擬的方法,對不同箍筋布梁44570置方式下的斜次梁抗剪承載力進行分析。3.1單元類型在有限元分析中,采用雙線型隨動強化BKIN模型模擬,服從VonMises屈服準則。單元選取時,本文采用ANSYS軟件單元庫中的空間有限元單元solid65及l(fā)ink8來分別模擬混凝