網(wǎng)格配筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪機(jī)理研究

本項(xiàng)目通過對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)有抗剪配筋理論及各國規(guī)范抗剪配筋設(shè)計(jì)方法的深入研究及分析對(duì)比，認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有抗剪模型對(duì)相應(yīng)配筋體系中箍筋和混凝土的抗剪機(jī)制在理論上并沒有完整解釋清楚、部分甚至采用試驗(yàn)現(xiàn)象解釋等不足之處，從而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)抗剪配筋基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究，以建立完整的抗剪配筋設(shè)計(jì)方法，最終實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)（梁單元、板單元等）抗剪配筋設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)一。 本項(xiàng)目在已有的研究成果（水平鋼筋抗剪初步試驗(yàn)研究及腹部適配筋概念）的基礎(chǔ)上，首次提出了混凝土結(jié)構(gòu)“拉應(yīng)力域”抗剪配筋理論，深入到應(yīng)力層面，對(duì)鋼筋混凝土梁的抗剪機(jī)理進(jìn)行了解釋；以截面上的應(yīng)力分析為基礎(chǔ)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的剪切鋼筋設(shè)計(jì)及抗剪強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行了研究：從兩維主應(yīng)力下混凝土的破壞形態(tài)入手，結(jié)合混凝土破壞準(zhǔn)則，研究不同承剪構(gòu)件（梁、板等）、不同受力區(qū)域（簡支梁、連續(xù)梁反彎點(diǎn)等）混凝土的抗剪機(jī)理；從抗剪鋼筋平衡主拉應(yīng)力的角度，提出了一種新的剪切鋼筋布置形式——正交網(wǎng)格剪切鋼筋（由豎直箍筋及腹板水平鋼筋組成），它可以承擔(dān)各種荷載（軸力、彎矩、剪切及扭轉(zhuǎn)）產(chǎn)生的正應(yīng)力和剪應(yīng)力（即任意角度的主拉應(yīng)力分布）。 本項(xiàng)目也進(jìn)行了一系列考慮縱向腹板水平鋼筋參與受力的橋梁抗剪承載能力的模型試驗(yàn)研究（鋼筋混凝土工字型截面薄腹梁），其中包括4片簡支梁和4片簡支帶懸臂梁。通過試驗(yàn)深入認(rèn)識(shí)了鋼筋混凝土梁（是否配置腹板水平鋼筋）的剪切性能及其隨試驗(yàn)參數(shù)的變化規(guī)律，重點(diǎn)揭示了腹板混凝土次生裂縫發(fā)展過程中主壓應(yīng)力傾角及斜裂縫間混凝土主壓應(yīng)力的變化規(guī)律，以及連續(xù)梁反彎點(diǎn)（是否配置腹板水平鋼筋）的抗剪性能規(guī)律，充分認(rèn)識(shí)縱向腹板水平鋼筋在鋼筋混凝土梁中所發(fā)揮的抗剪作用；通過對(duì)兩個(gè)系列試驗(yàn)梁的抗剪承載能力、裂縫寬度、梁體位移的分析比較，并對(duì)同一系列中不同剪切配筋形式的試驗(yàn)梁進(jìn)行鋼筋受力及腹板混凝土受力的分析比較，驗(yàn)證了理論模型的正確性和合理性；采用本項(xiàng)目提出的“拉應(yīng)力域”抗剪配筋設(shè)計(jì)方法對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行抗剪承載力的研究分析，并與國內(nèi)外規(guī)范的抗剪計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，充分體現(xiàn)了本項(xiàng)目所提出方法的普遍適用性；上述這些工作為最終建立完整的“拉應(yīng)力域”抗剪配筋理論體系提供了依據(jù)，也豐富了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪試驗(yàn)的研究成果，為橋梁的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了有意義的參考。 最后，對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中斜截面抗剪配筋設(shè)計(jì)計(jì)算方法提出了建議，并對(duì)進(jìn)一步工作的方向進(jìn)行了簡要的討論。

混凝土結(jié)構(gòu)抗剪配筋是目前國內(nèi)外規(guī)范尚不完善的核心問題，至今沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果相差較大。配筋的基礎(chǔ)在于對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪機(jī)理的清晰認(rèn)識(shí)，現(xiàn)有抗剪模型對(duì)相應(yīng)配筋體系中箍筋和混凝土的抗剪機(jī)制在理論上并沒有完整解釋清楚，部分甚至采用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋；而腹板縱向鋼筋通常作為構(gòu)造鋼筋布置在混凝土結(jié)構(gòu)中，對(duì)它和箍筋共同抗剪的理論研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在混凝土結(jié)構(gòu)抗剪研究領(lǐng)域尚屬空白。本課題將深入到應(yīng)力層面，研究由箍筋和腹板縱向鋼筋組成的網(wǎng)格配筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪機(jī)理：從兩維主應(yīng)力下混凝土的破壞形態(tài)入手，結(jié)合混凝土破壞準(zhǔn)則，研究不同承剪構(gòu)件、不同受力區(qū)域混凝土的抗剪機(jī)理；從網(wǎng)格鋼筋平衡主拉應(yīng)力的角度，針對(duì)混凝土梁中任意角度的主拉應(yīng)力分布，研究網(wǎng)格鋼筋的抗剪機(jī)理、網(wǎng)格鋼筋的布置區(qū)域、配置形式等；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，建立網(wǎng)格配筋混凝土結(jié)構(gòu)抗剪計(jì)算模型，探索并找出一種具有普遍適用性的混凝土結(jié)構(gòu)抗剪配筋方法。

《三維網(wǎng)格配纖及配筋高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度與韌性研究》作者是丁星，由蒲心誠教授指導(dǎo)。

副題名

外文題名

論文作者

丁星著

導(dǎo)師

蒲心誠教授指導(dǎo)

學(xué)科專業(yè)

材料學(xué)

學(xué)位級(jí)別

d 2000n

學(xué)位授予單位

重慶建筑大學(xué)

學(xué)位授予時(shí)間

2000

關(guān)鍵詞

鋼絲網(wǎng)混凝土 混凝土 高強(qiáng)混凝土

館藏號(hào)

TU528

唯一標(biāo)識(shí)符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002662069

館藏目錄

2001\TU528\39 2100433B

一種更新的估計(jì)網(wǎng)格密度的方法是比較用 PowerGraphics 得到的結(jié)果和用 FullGraphics 得到的結(jié)果，這種技術(shù)僅限于實(shí)體模型采用四面體單元的情況，但它十分有效和精確。