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《基于桁架-拱模型的鋼筋混凝土柱抗剪承載力計算》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、基于桁架-拱模型的鋼筋混凝土柱抗剪承載力計算仇建磊張勤大連理工大學土木工程學院河海大學土木與交通學摘要:基于桁架-拱模型對鋼筋混凝土柱受剪機理進行研宄,分析了壓彎荷載作用下鋼筋混凝土柱抗剪承載力組成及其計算方法。分別計算混凝土裂縫間骨料咬合作用、箍筋及拱作用的抗剪承載力貢獻,冋吋考慮柱抗剪承載力隨延性增長而降低的特性,建立基于延性的鋼筋混凝土柱抗剪承載力計算公式。通過與收集的68根柱剪切破壞試驗數(shù)據(jù)以及其他抗剪承載力計算模型的比較,驗證了本文模型的可靠性和適用性。關鍵詞:鋼筋混凝土柱;抗剪承載力;桁架-拱模型;延性;作者簡介:仇建磊(1992-),男,博士生,主要從事
2、鋼筋混凝土結構抗震研究,(E-mail)qiu_jianlei@qq.com。作者簡介:張勤,男,博士,主要從事混凝土結構抗震和新材料應用研究,講師,(E-mail)zhangqin8190@163.com。收稿日期:2016-11-03基金:國家Fl然科學基金資助項FI(51508154)CalculationmethodsforShearstrengthofreinforcedconcretecolumnsbasedontruss-archmodelQiuTianleiZhangQinSchoolofCivilEngineering,DalianUniversit
3、yofTechnology;CollegeofCivilandTransportationEngineering,HohaiUniversity;Abstract:Theshearmechanismofreinforcedconcretecolumnwasresearchedbasedontruss-archmodel,andthecalculationmethodsandcomponentsofshearstrengthofreinforcedconcretecolumnssubjectedtoshear,flexureandaxialloadswereanalyz
4、edTheeffectsofaggregateinterlockbehaviorbetweencracks,transveresereinforcingbarsandthearchingactionontheshearbearingcapacitywereanalyzed.Duetotheshearbearingcapacitydecreasedwiththeincreaseofductility,ashearbearingcapacityformulabasedonductilitywasestablished,F(xiàn)inally,theproposedmethodwa
5、scomparedwithothermethodsusingtheavailablecolumnquasi-statictestdataconsistof68reinforcedconcretecolumns,thereliabilityandfeasibilityoftheproposedmodelwereverified.Keyword:reinforcedconcretecolumn;shearstrength;truss-archmodel;ductility;Received:2016-11-03引言鋼筋混凝土柱在地震作用下的受剪破壞具有明顯的脆性破壞特征,
6、不僅限制結構延性發(fā)展,降低結構在地震屮的耗能能力,其至會使結構迅速喪失軸向承載力而發(fā)生整體倒塌,因此在設計中應予以避免。根據(jù)鋼筋混凝土柱在地震作用下的破壞特征,其破壞模式可分為彎曲破壞和剪切破壞M類,其中彎曲破壞在地震中的危害相對較小,主要是由于其延性發(fā)展充分,具備良好的耗能機制,可以滿足結構抗震設計延性需求。為了實現(xiàn)柱延性設計,需要保證艽抗剪承載力不發(fā)生下降情況下,塑性鉸區(qū)變形能充分發(fā)展;但實際情況是柱的抗剪強度會隨著位移延性的增加而下降,當抗剪強度低于塑性鉸區(qū)剪力需求(構件抗彎承載力對應的剪力值)時會發(fā)生剪切破壞U1。因此,柱抗剪強度計算對于其破壞模式的評估至關重
7、要,是結構延性設計中的關鍵性環(huán)節(jié)。實際分析中,可首先給定位移延性值,計算相應位移延性下構件的抗剪承載力及其剪力需求,對比二者大小,即可判斷該位移延性值下構件是否滿足抗剪要求。關于鋼筋混凝土構件的受剪分析及計算,目前己經(jīng)發(fā)展出軟化桁架模型理論、修正壓力場理論等[5],這些理論在梁構件中的應用和對成熟。對于柱構件而言,由于存在軸力的原因,其受剪機理更為復雜,目前尚未形成統(tǒng)一的計算方法[6-9]o針對柱構件的抗剪承載力計算,一方面需要對軸力影響機制進行研宄,另一方面則需要考慮延性發(fā)展的不利影響。事實上,對于軸力的影響,0前已經(jīng)有學者對其進行了研究[8,9]