集中荷载下宽跨比对钢筋混凝土板受剪承载力的影响研究.pdf
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1、2 0 1 2年第 4期 4月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 2 No 4 Apr i l 集中荷载下宽跨比对钢筋混凝土板 受剪承载力的影响研究 鲁正 刚, 辛立 民, 马 雪晴 ( 安徽理工大学土木建筑学院, 淮南 2 3 2 0 0 1 ) 摘要 : 通过对钢筋混凝土板 受剪试验结果的研 究, 分析 了宽跨 比对集中荷 栽下无腹 筋板破 坏形态和受剪承载 力的影响。研 究表明 , 随着宽跨 比的增加 , 板的破坏形 态由梁剪 、 冲剪变化到冲切 , 并建议 了相应的受剪承载力计算 方 法, 该方 法计 算值
2、 与试验结果 能较好地符 合。研 究成果 可供 工程设计及修 订规 范参考。 关键词 : 钢筋混凝土板 ; 宽跨 比 ; 计算 宽度 ; 受剪承载力 Ab s t r a c t :Ac c o r d i n g t o t h e e x p e ri me n t a l r e s u l t s o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e s l a b s u n d e r s h e a r i n g c a p a c i t y , t h e i n fl u e n c e s o f b r e a d t h s p a n r
3、 a t i o o n t h e f a i l u r e mo d e a n d s h e a ri n g c a p a c i t y o f s l a b s w i t h o u t we b r e i n f o r c e me n t u n d e r c o n c e n t r a t e d l o a d i n g a r e a n a l y z e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t wi t h t h e i n c r e me n t s o f b r e a d t h s p a n r
4、 a t i o t h e f a i l u r e mo d e o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e s l a b s t r a n s l a t e s f r o m b e a m s h e a rin g t o p u n c h i n g s h e a fin g F u r t h e r mo r e , t h e f o r mu l a s f o r c a l c u l a t i n g t h e s h e a r i n g c a p a c i t y o f r e i n f o r c
5、e d c o n c r e t e s l a b s a r e p u t f o r wa r d T h e c a l c u l a t e d r e s u l t s a r e i n g o o d a g r e e me n t wi t h t h e e x p e rime n t a l o n e s T h e s u g g e s t e d f o r mu l a s h a v e f a i r l y g o o d p r a c t i c a l v a l u e a n d c a n b e u s e d a s t h e
6、 r e f e r e n c e t o t h e r e v i s i o n o f t h e c o n c r e t e s pe c i f i c a t i o n i n t he f ut ur e Ke y wo r d s :Re i n f o r c e d c o n c r e t e s l a b s ; B r e a d t h s p a n r a t i o ; C a l c u l a t e d b r e a d t h ; S h e a r i n g c a p a c i t y 中图分类号 : T U 5 2 5 文献标
7、识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 4 4 7 0 3 0前 言 在无梁楼盖 、基础 以及承受轮压 的桥面板中 , 都会遇到钢筋混凝土板的抗剪问题【 l 删。大量 的试验 研究都注重于板 的剪切破坏和 冲切破坏_4 , 但是 , 对于二者之间的过渡破坏形态即冲剪破坏 , 则较少 涉及 。本文主要分析了集 中荷载下钢筋混凝土板随 着宽跨 比的变化破坏形态在梁剪 、 冲剪和冲切之 间 的转化 , 并提出了相应 的受剪承载力计算方法。 1 宽 跨 比对板 破 坏形 态的 影 响 通过对大量试验结果的分析 7 - 8 , 表 明宽跨 比( b 。)
8、对板的破坏形态有 以下几个方面的影响。 1 1 板 中裂缝的形态 当板的宽跨 比较小时 , 在集 中荷载底 部首先产 生弯 曲裂缝 , 随着荷载的增加 , 在剪跨区 出现弯剪 缝或腹剪缝 , 当其临界裂缝出现板即破坏。 当板的宽跨 比较大时 , 首先是在集中荷载底部 首先 出现弯 曲裂缝 , 随着荷载增加 , 在剪跨区发生 八字形斜裂缝及板顶冲陷缝。一般情况下 , 当板侧 出现临界斜裂缝时 , 板将剪切破坏 。当板侧斜裂缝 无明显发展 , 在板底 出现环状缝时 , 板顶冲陷 , 板将 冲切破坏。从裂缝形态来看 , 随着宽跨 比的增加 , 板 的双向受力特征逐渐明显 , 特别是 当集中荷载较大
9、时, 宽板常在两集中荷载连线附近出现纵向裂缝。 1 2 板内纵、 横 向钢筋的应变分布 当板 的宽跨 比较小 时, 在加载过程中 , 跨 中各 纵筋应变较均匀 , 横 向钢筋应变不大 , 剪跨 区纵筋 应变虽小亦较均匀 , 但 临近破坏 时, 与主斜裂缝相 交的纵筋可达到屈服强度 ,其应变分布不均匀 , 横 向钢筋应变仍不大。 当板的宽跨 比较大时 , 在集 中荷载底部 的纵筋 应变较大 , 剪跨区内纵筋应变不均匀 , 破坏时 , 在大 剪跨 比情况下 , 大部分纵筋应 变较大 , 横向钢筋应 变分布不均匀 ; 小剪跨 比时, 少部分纵筋可屈服。 1 3 支座反力的分布 当宽跨 比较小 时 ,
10、 对于宽厚 比较小的板 , 其支 座 反 力 分 布 较 均 匀 ; 对 于 宽 厚 比较 大 的板 , 其 支 座 中部的反力值偏大 , 两端偏小 , 随着荷载增加 , 中部 反力值增长较两端快 , 但板宽不大的板破坏时基本 上全支座受压, 如图 1所示。 ( a ) 宽厚 比较小 ( b ) 宽厚 比较大 图 1 宽跨 比较小时支座 反力分布示意 图 4 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 4期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 2期 当宽跨 比较大时 ,支座反力的分布规律如图 2 所示, 图中为在自重作用下反力分布均匀 ; 随 着荷载增加
11、支座 中部反力增加较大 ,两端增 加较 少, 直到不增 ; 当板破坏时, 支座两端翘起 , 此时 有效支承宽度将不是板的全宽。 图 2 宽跨 比较大时支座反 力分 布示 意图 2 板受剪承载力计算宽度 试验发现 ,宽跨 比较大 的板发生剪切破坏时 , 其实际支承宽度并非板的全宽。如何确定集 中荷载 下板的真实 的受剪工作宽度是一个颇 为复杂且 理 论上较不成熟的问题。目前较为可行的办法是根据 试验结果找出用于抗剪计算 的有效分布宽度 , 把该 宽度范 围内的板条 当作具有最大剪力的宽梁来计 算 , 称此宽度为计算宽度, 用 b 表示。 由试验结果分析 可知 , b 随 b L o 增大而增大
12、。 对于中置荷载板 , 当 b L o 较小 时, 板全宽参加工作 ; 当 b L 。 较大时 , b 随 b L 0 增 大而加大 ; b L 。 很 大时, b 则与 b L 。 无关 。本文采用文献 9 中钢筋混凝土板 的计算宽度 , 其计算公式为: 中置荷载情况 6 = 1 ( 6 0 + 2 0 0 + 1 3 5 a ) ( 1 ) 式 中, 。 一 中置荷载约束系数 , 简支板时 - = 1 0 , 约 束板时 = 1 3 ; b 。 一 加载面宽度 ; h 。 一 板的有效厚度 ; a一 剪跨长。 边置荷载情况 6 ; ( 6 0 十 0 + 0 5 a ) ( 2 ) 式中,
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