带整浇板楼盖边梁-楼面梁协调扭转试验及研究

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在钢筋混凝土楼盖体系边梁—楼面梁结构中,边梁因对楼面梁的约束作用而产生协调扭矩,其值的大小取决于楼面梁弯曲线刚度和边梁的扭转线刚度的比值以及整浇板对边梁的“阻扭”作用。因混凝土材料的非线性性质,杆件裂后其弯曲刚度、扭转刚度等相关刚度的变化,难以准确计算边梁的协调扭转值。至今,在GB50010-2010规范中仍未给出关于边梁协调扭转问题的计算方法。在重庆大学已经完成的4个大型大跨度预应力次梁楼盖试件和两个无整浇板钢筋混凝土楼盖试件边梁协调扭转试验及分析研究的基础上,完成一个带整浇板钢筋混凝土楼盖试件边梁协调扭转试验,并通过非线性有限元分析,得出以下主要结论:①带整浇板钢筋混凝土楼盖中,边梁始终处于弯剪扭复合受力状态,且其协调扭矩不能忽略。②边梁开裂以后,边梁协调扭矩随荷载的增加而继续增大,这不同于美国ACI318-08规范中关于边梁的协调扭矩设计值保持不变的基本假定。同时,ACI318-08规范中其取值相对偏低,可能会使边梁设计偏不安全。③有整浇板的情况下,在边梁开裂前,整浇板对边梁存在“阻扭”作用,使得边梁的扭转角较小。但在边梁开裂后,随着裂缝的发展,“阻扭”作用逐渐减弱,在极限状态下可以忽略。④“弹性法”、“零刚度法”与“塑性设计法”三种方法均存在一定缺陷,建议采用扭转刚度折减法来解决与本文试验类似的带整浇板钢筋混凝土楼盖边梁协调扭转问题;⑤利用空间刚架杆系结构非线性有限元程序对试验试件进行模拟分析,并对“边梁单位长度扭转角-荷载”等关系曲线的电算结果与实测值进行比较分析,建议边梁开裂后其扭转刚度取为开裂前的0.2~0.4。
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