外贴带肋钢板加固腹板开大洞口RC梁的抗剪研究

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粘贴钢板是体外加固技术一种常见方法。为推动粘贴钢板加固方法在钢筋混凝土梁腹板开洞领域的应用,必须对外贴钢板加固方法的可行性进行研究,了解加固系统的作用机理,并找到合理高效的开洞加固形式。采用粘贴钢板和带肋钢板两种方法,对腹板开大洞口钢筋混凝土梁试件进行加固,并进行四点弯曲加载。通过试验对比,研究两种方法对腹板开洞钢筋混凝土梁的加固效果,并对外贴带肋钢板以加强体外传力途径、防止底板屈曲变形的新加固方法进行初步的探索和检验。试验结果表明,钢筋混凝土梁腹板开大洞口会使其桁架抗剪机制受到破坏,承载力与刚度大幅降低,发生脆性剪切破坏。两种加固方法都能够一定程度上恢复开洞造成的抗剪承载力削弱。粘贴钢板加固梁破坏前变形不大,接近破坏时钢板局部剥离后易发生失稳,表现出明显的脆性破坏形式。加劲肋有效避免了钢板局部失稳向外膨出,使开洞造成的刚度削弱基本得到恢复,抗剪承载力比钢板加固进一步提高,试件由脆性破坏转变为更为延性的破坏模式。在试验基础上,采用ABAQUS软件建立有限元模型对腹板开洞钢筋混凝土梁进行研究,目的在于深入研究不同开洞方式对开洞梁的影响,探索外贴带肋钢板加固开洞梁的受力性能。结果表明,开洞长度在0.8倍梁高、开洞高度在0.4倍梁高以内时,带肋钢板能够使开洞造成的刚度削弱基本得到恢复,梁的整体抗剪作用占据主导,模型梁挠屈变形沿跨中大致对称,构件发生弯曲破坏。当洞口尺寸超过这一界限后,试件梁的各指标将发生明显变化。开洞位置在梁跨度方向的偏移对受力影响不大。最后,基于上述试验及有限元结果,讨论了外贴带肋钢板加固腹板开大洞口RC梁抗剪承载力的计算公式及适用范围,供实际工程设计参考。
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