考虑剪压区高度和剪跨比影响的混凝土板受剪承载力计算

作     者：李健 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑文忠

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：混凝土 板 剪压区高度 剪跨比 受剪承载力 

摘      要：以往钢筋混凝土结构构件斜截面受剪承载力试验研究时,为保障发生斜截面受剪破坏,常将试件按“强弯弱剪设计。这就使得纵筋配置相对较多,在发生受剪破坏时纵筋的拉应力低于屈服强度,纵筋的销栓作用对受剪承载力的贡献明显。在实际工程中,连续梁内支座控制截面、框架梁梁端控制截面所承受的弯矩和剪力都较大。根据“强剪弱弯原则,连续梁内支座控制截面和框架梁梁端控制截面纵筋受拉屈服先于受剪破坏,连续梁内支座控制截面和框架梁端控制截面受剪承载力不应包含纵筋的销栓作用。连续梁内支座控制截面、框架梁梁端控制截面发生受剪破坏时,同时承受剪力和弯矩的作用。根据压-剪相关曲线,弯矩或剪力不同,剪压区高度也会不同。影响支座控制截面承载力的因素不但与弯矩、剪力的大小有关,而且与弯矩和剪力的比值有关。这些是目前的规范和标准中所没有考虑的。为了考察受拉纵筋屈服的前提下,剪压区高度和剪跨比对混凝土板支座控制截面受剪承载力的影响,设计制作了4个不同剪压区高度、不同剪跨比的试件和1个加载框。试件由仅配置板顶受拉纵筋的板、位于板自由端贯穿板的上下伸臂构件、与板宽尺寸相同的扁柱和用于扁柱生根的底梁组成。本试验先在板自由端贯穿板的上下伸臂构件上下两侧分别等距施加水平拉力和水平压力,在板的自由端产生力偶,使板顶受拉纵筋接近屈服。再在预定位置施加竖向荷载,使混凝土板在受拉纵筋屈服的状态下发生受剪破坏,从而剔除纵筋销栓作用对受剪承载力的贡献。借助上述试验方案,完成了板顶受拉纵筋配筋率为1.06%、1.20%、1.40%和1.60%的混凝土板受剪试验。试验结果表明:随着混凝土板顶受拉纵筋配筋率的增加,弯剪控制截面剪压区高度增加,压应力和剪应力耦合,压应力较大区域的剪压区混凝土抗剪强度降低,压应力较小区域的剪压区混凝土抗剪强度增加。基于试验数据拟合得到了考虑剪压区高度和剪跨比影响的混凝土板受剪承载力计算公式。