钢筋混凝土板冲切破坏与剪切破坏对比研究

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混凝土板柱结构体系由于具有空间布置灵活、传力路径简捷、增加楼层净高等突出优点,在实际工程中得到了越来越广泛的应用。同时其自身的受力特点也得到了人们的关注。研究发现,该类结构受力过程中的薄弱环节就是板柱节点处容易发生冲切破坏。冲切破坏是无征兆的脆性破坏,有时还会由于连锁反应引起结构的整体倒塌,因此如何通过提高抗冲切性能来避免冲切破坏的发生对推广应用板柱结构体系至关重要。本文在总结前人工作的基础上,对钢筋混凝土板的抗冲切性能进行了系统的研究,主要工作如下:首先,基于大量板柱节点试件的试验研究,介绍了钢筋混凝土板剪切破坏和冲切破坏的基本概念以及极限承载力的计算方法,并对冲切破坏与剪切破坏从破坏形态和破坏机理等方面进行了对比研究。其次,根据大量的试验资料归纳出了钢筋混凝土板冲剪强度的各种影响因素。主要包括:混凝土强度和组成、纵向抗弯钢筋、板柱几何尺寸、边界约束条件等。根据大量板柱节点破坏试验数据,综合回归提出了与试验结果吻合良好的钢筋混凝土板冲剪强度建议计算公式。该公式可在试验研究时提前对试件的极限荷载作出预测,也可用于对实际工程进行计算与设计。最后,采用ANSYS有限元软件对一组板柱节点试件进行了抗冲切性能的非线性有限元模拟,分别得出了钢筋混凝土板的冲切极限承载力、裂缝形式、开裂位置和开展情况,与试验结果较为吻合,说明运用有限元方法模拟钢筋混凝土板的抗冲切性能是可行的,其结果能够用于指导工程实践。图[24]表[9]参[80]
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