无腹筋轻骨料混凝土梁抗剪承载力的计算

为研究无腹筋轻骨料混凝土梁的抗剪承载力,完成了集中荷载下的16根无腹筋混凝土简支梁的受剪承载力试验,得到无腹筋轻骨料混凝土梁抗剪破坏形态和抗剪承载力。根据试验结果与收集的试验数据,对多个抗剪计算模型进行模型误差分析。结果表明:Zararis的预测结果最差,美国规范ACI 318-11和加拿大规范CSA A23.3-04偏于保守,Muttoni和我国轻骨料规范的预测值偏于不安全,Zsutty拟合度最高,但预测值过于不安全。为提高轻骨料混凝土无腹筋梁抗剪计算的准确性和安全性,对试验数据进行非线性拟合,得到无腹筋轻骨料建议计算公式,该公式的计算结果与试验结果吻合较好。     

轻骨料混凝土深梁抗剪性能研究

通过搜集到的53根无腹筋轻骨料混凝土抗剪试验数据,结合对混凝土深梁的理解,分析了混凝土强度、剪跨比、纵筋配筋率和截面高度对集中荷载作用下的轻骨料混凝土深梁的抗剪性能的影响,并根据我国现行规范的要求,对试件进行了抗剪承载力的分析,分析结果表明:我国规范预测结果的准确度和离散程度均不够理想,关于无腹筋轻骨料混凝土深梁抗剪承载力的研究还有待进一步的完善。     

基于试验数据的高强混凝土梁抗剪承载力计算方法Ⅰ.无腹筋梁

为了研究高强混凝土无腹筋梁抗剪承载力的计算方法,收集国内外关于高强混凝土无腹筋梁抗剪试验的抗剪承载力、混凝土强度、剪跨比、截面有效高度、受拉纵筋配筋率等试验数据,整理成包含291组数据的数据库。利用数据库中的实测数据对中国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）、美国混凝土结构设计规范ACI 31-14和Zsutty提出的混凝土梁抗剪承载力公式用于高强混凝土梁的适用性进行评价,并分情况进一步研究中国规范公式,修正中国规范公式中的参数,得到一个新的公式。结果表明:3个公式用于高强混凝土梁时,Zsutty公式的预测结果最精确,中国规范公式的预测结果准确性次于Zsutty公式但好于美国规范公式;所得出的新公式较原规范公式更加适用于高强混凝土无腹筋梁。     

考虑混凝土贡献的修正变角桁架模型

为提高有腹筋RC（钢筋混凝土）浅梁抗剪承载力的预测准确性和稳定性,提出一种考虑混凝土贡献的修正变角桁架模型。首先,基于变角桁架模型得到箍筋的抗剪贡献值计算公式,并结合塑性下限定理确定斜裂缝倾角的取值|其次,通过混凝土浅梁受压区的劈裂破坏模式得到混凝土项的抗剪贡献值计算公式,并利用尺寸效应系数考虑了混凝土项的脆性破坏特征|最后,将箍筋项和混凝土项提供的抗剪承载力进行叠加,建立有腹筋RC浅梁抗剪承载力计算公式。基于有腹筋RC浅梁抗剪承载力试验数据库ACI-DAfStb对本文、GB50010、ACI及AASHTO规范中抗剪计算公式的预测准确性进行对比评估,结果表明：文中抗剪承载力公式不仅能够体现配筋率、剪跨比和混凝土强度等主要抗剪参数的影响规律,还能考虑尺寸效应和斜裂缝倾角对抗剪承载力的修正|同时,在抗剪承载力预测准确性和稳定性方面,相对规范方法有所较高。     

高强轻骨料混凝土梁抗剪承载力的试验分析与计算

通过集中荷载作用下的8根高强轻骨料混凝土简支梁的抗剪试验研究,分析了高强轻骨料混凝土梁的抗剪破坏形态和抗剪性能。结合国外大量砂轻混凝土简支梁抗剪试验结果的分析,提出了砂轻混凝土无腹筋梁斜向开裂荷载和抗剪极限荷载的计算公式,与试验结果符合较好。在此基础上,建议了砂轻混凝土无腹筋梁和有腹筋梁的简化抗剪计算公式。     

无腹筋混凝土短梁受剪承载力尺寸效应研究

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中对于短梁受剪承载力的计算没有考虑梁高的影响,而现有研究表明无腹筋梁的抗剪承载力随梁有效高度的增加而降低。梁受剪尺寸效应的作用机制并没有统一的认识。为研究无腹筋梁的受剪尺寸效应及作用机制,设计了2组8根无腹筋梁,高度为200～1600mm,剪跨比为2.0。三点简支加载。获取了荷载 挠度曲线、纵筋应变、混凝土应变、裂缝宽度、裂缝张开 滑移位移。计算了临界斜裂缝上的应力。搜集并分析了已有的梁受剪尺寸效应试验数据。研究结果表明：无腹筋短梁抗剪承载力存在尺寸效应;骨料咬合机制对无腹筋短梁抗剪承载力贡献有限;受压区未开裂混凝土的强度具有明显的尺寸效应,进而引起了梁抗剪承载力的尺寸效应;我国规范中短梁和不配置抗剪钢筋的单向厚板的抗剪承载力计算公式基本合理,但对部分短梁和大尺寸梁的受剪承载力预测可能偏于不安全,建议在可靠度校准的基础上适当调整。     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁(8根自密实混凝土和4根普通混凝土)的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》(GB 50010―2010)、Zsutty拟合公式、美国规范(ACI318-11)抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明:自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

无腹筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力的研究

由于无腹筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力受到诸多因素的相互影响,至今还没有得到一个精度高的计算公式。本文收集了192根无腹筋钢纤维混凝土梁的试验数据,通过对试验数据及现存公式的分析,总结了现有的无腹筋钢纤维混凝土梁的抗剪承载力计算公式,对比分析了各公式考虑的参数,并通过对比其计算值与试验值得出了各计算公式的精确度。结果显示各公式的精确度均不高。本文通过理论推导以及数据拟合,得到了斜裂缝倾角的显式计算公式,并提出了无腹筋钢纤维混凝土梁的抗剪承载力简化计算公式。该公式综合考虑了剪跨比、纵筋配筋率、混凝土抗压强度、钢纤维体积含量等重要因素的影响。通过对比分析,本文提出的计算公式与试验值吻合较好。     

基于遗传算法的FRP筋混凝土梁抗剪承载力优化分析

《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608—2010)建议的FRP筋混凝土梁受剪承载力计算公式分析收集到的209根FRP筋试验梁(包括无箍筋梁和有箍筋梁)的抗剪承载力,对比各梁抗剪承载力的理论值与试验值表明,规范推荐的方法过于保守。为此,采用灰度关联法分析了影响FRP筋梁受剪承载力的主要因素,结果表明梁横截面宽度对FRP筋混凝土梁受剪承载力影响最大,其次分别为剪跨比、混凝土轴心抗拉强度等。据此,分析了规范公式未考虑剪跨比的影响,在此基础上,采用遗传算法对规范公式进行了相应修正,并利用上述209根梁的试验数据验证了修正后的抗剪承载力计算公式的合理性。计算结果表明,对于无箍筋梁,修正前后的试验值与理论值之比的均值由4.42变为1.52,对于有箍筋梁则由2.18变为1.52。     

HRBF500钢筋C100混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

EXPERIMENTAL STUDY ON SHEAR BEHAVIOR OF BEAM WITH C100 CONCRETE AND HRBFS00 GRADE REBAR

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

低受拉纵筋率时高强轻骨料混凝土无腹筋梁受力性能试验研究

通过采用HRB500钢筋和LC50高强轻骨料混凝土的剪跨比为3的不同受拉纵筋率的无腹筋梁试验,研究了试验梁开裂和极限承载力阶段的受力特征,并着重研究了低受拉纵筋率对梁破坏模式的影响规律。结合已有的试验研究结果,对我国现行《轻骨料混凝土结构规程》(JGJ 12—2006)中梁的最小受拉纵筋配筋率取值进行了检验。研究结果表明轻骨料混凝土梁抗剪承载力计算时应当考虑受拉纵筋率的影响。     

轻骨料混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究

为研究骨料种类对无腹筋梁受剪性能的影响,以剪跨比和纵筋配筋率为变量,进行了16根集中荷载作用下的无腹筋混凝土简支梁受剪性能试验,其中8根采用普通碎石混凝土,8根梁采用页岩陶粒（轻骨料）混凝土,对轻骨料和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态、斜向开裂荷载、受剪承载力、跨中挠度、裂缝面相对位移等进行了观察和测量。对比分析表明：轻骨料混凝土梁的斜向开裂荷载和受剪承载力均低于普通混凝土梁,其裂缝面较普通混凝土的更加光滑;将轻骨料混凝土梁受剪承载力试验值与采用我国JGJ 12-2006《轻骨料混凝土结构技术规程》和美国规范ACI 318-11、加拿大规范CSA 23.3-04、欧洲规范EC 2方法的计算值进行对比分析,结合此次试验结果和从国内外文献中搜集的126组已有试验数据,对我国JGJ 12-2006的受剪承载力公式的准确性和安全性进行探讨,提出了无腹筋轻骨料混凝土梁受剪承载力计算的建议公式。     

正交法分析无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪强度

为了研究无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪强度,采用正交试验法分析剪跨比、纵向配筋率、梁的有效高度、混凝土抗压强度对无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响。研究结果表明:剪跨比是影响无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪承载力的主要因素,并且与梁的抗剪承载力成反比;其次,随着混凝土抗压强度的提高,梁抗剪承载力逐渐增大,近似呈线性关系;纵向配筋率与梁的有效高度对梁抗剪承载力有一定作用,但影响程度不明显。     

钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算与分析

根据试验结果,通过对钢骨普通混凝土梁和钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪性能的研究分析,认为二者的受剪性能、破坏形态及主要影响因素相同。由于轻骨料混凝土强度与钢材的粘结性能较差,尺寸效应对混凝土斜截面抗剪承载力Vc影响较大,需在钢骨普通混凝土梁斜截面抗剪承载力计算叠加法公式中的混凝土项引入一个与截面尺寸有关的修正系数αh,从而得到钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算公式。该公式与试验结果吻合良好。     

再生混凝土无腹筋梁抗剪承载力试验研究

通过对不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗剪试验,研究了再生混凝土无腹筋梁斜截面受力全过程和抗剪性能。试验结果表明,再生混凝土无腹筋梁的破坏形式和受力机理与普通混凝土无腹筋梁相似,再生混凝土无腹筋梁的破坏荷载略低于普通混凝土无腹筋梁。在试验研究的基础上,提出了再生混凝土无腹筋梁斜截面抗剪承载力计算公式。     

钢骨轻骨料混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验 ,详细地分析了钢骨轻骨料混凝土简支梁的混凝土裂缝发展规律、混凝土及钢骨的受力特性 ,研究梁的抗剪机理及其破坏模式 ,确定影响钢骨轻骨料混凝土梁抗剪强度的主要因素 ,利用强度叠加理论得到钢骨轻骨料混凝土简支梁的抗剪承载力计算公式 ,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

无腹筋钢筋混凝土受弯构件基于修正压力场理论的受剪计算

为解释无腹筋钢筋混凝土受弯构件的受剪破坏机理,并反映尺寸效应对无腹筋受弯构件受剪强度的影响,在修正压力场理论基础上,对钢筋混凝土构件受剪破坏做了进一步研究,提出沿受弯构件斜裂缝表面平均剪应力的计算公式,并考虑混凝土构件的尺寸效应提出抗剪强度简化计算公式。与国内外无腹筋梁的512个试验结果比较表明,采用提出的斜裂缝表面平均剪应力公式按修正压力场理论计算的受剪承载力及按文中简化公式计算的受剪承载力与试验结果比值的变异性很小,可用于无腹筋钢筋混凝土梁的受剪分析和设计。     

混凝土梁中BFRP螺旋箍筋抗剪性能试验研究

通过改变配箍率、纵筋率和剪跨比等条件,设计了6根采用BFRP连续螺旋箍筋的混凝土简支梁.在构件跨中作用集中荷载,加载至构件发生剪切破坏.在试验研究的基础上,将各国规范中抗剪计算公式对6根梁的抗剪承载力的计算结果和试验所得抗剪承载力进行比较,探讨对BFRP螺旋箍筋混凝土梁抗剪承载力计算相对精确的公式.     

再生混凝土有腹筋简支梁斜截面抗剪试验研究

根据普通混凝土梁斜截面抗剪性能试验方法设计,对7根再生混凝土简支梁斜进行截面抗剪性能试验,研究再生混凝土梁斜截面受力特点和抗剪破坏机理,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁斜截面抗剪性能的影响,最后探讨再生混凝土梁抗剪强度计算公式,认为GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中普通混凝土梁抗剪承载力公式对再生混凝土梁同样适用,具有一定安全储备,并基于工程要求建议更适用于再生混凝土梁的抗剪公式。