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根据区域约束混凝土的概念,区域约束是指纵向钢筋及横向箍筋所形成的钢筋笼共同对混凝土提供约束,而钢筋笼又和内部混凝土紧密结合,形成了一个有机整体。约束后不仅能限制混凝土的横向变形,同时可以限制钢筋笼内部的核心混凝土的剪切变形及扭转变形,使得约束混凝土应用范围得到大幅拓展。 通过对简支梁跨中混凝土受压区部分配置约束箍筋,对该区域混凝土形成约束,在提高约束区混凝土强度及延性的同时,增加受拉区钢筋的配筋率,进而使得梁的极限承载力以及截面延性得到改善。在荷载的作用下梁的截面高度将会减小,进而使得梁的截面尺寸以及结构的自重都会得到大幅度的下降,最终达到节约建筑成本的目的。 基于理论分析,本文对四根不同形式的区域约束混凝土梁和一根普通梁进行静力加载试验研究,测定结构在静力荷载作用下的工作状态,分析其截面应力、受力机理、荷载-变形关系、破坏过程等力学性能。进而分析、判定结构的受力情况和工作状态,探讨区域约束箍筋形式以及受拉筋面积对区域约束混凝土梁抗弯性能的影响。 试验研究表明:配置了“日”字形箍筋形式的区域约束混凝土梁具有良好的抗弯性能,混凝土和钢材的力学性能都得到了充分的发挥,构件的破坏形态为延性破坏。与配置了小方箍的区域约束混凝土梁相比,配置了“日”字箍的区域约束混凝土梁发生的是正截面破坏,而不会出现配置了小方箍的区域约束混凝土梁所发生的的斜截面破坏;与普通混凝土梁相比,配置了“日”字箍的区域约束混凝土梁的承载力以及延性要明显优于普通混凝土梁。综合各项力学性能指标,发现“日”字形箍筋形式的区域约束混凝土梁的抗弯性能最为出色。 试验完成之后利用abaqus软件对区域约束混凝土梁试验构件进行有限元模拟分析,研究试验构件在单调静力荷载作用下的力学性能以及破坏过程。利用RCCB1、RCCB3和 NCB的试验现象与模拟结果进行对比,找出适用于区域约束混凝土抗弯梁的膨胀角、粘性系数等有限元模型参数。并在试验的基础上对配置了小方箍的区域约束混凝土梁进行配筋优化,将优化后的构件与试验构件进行对比分析,得出区域约束混凝土梁抗弯性能较好的配筋方式。