钢筋混凝土柱—独立基础子结构承载性能研究

发布时间：2020-03-24 00:09

【摘要】：选取合适的地基模型估计地基土对独立基础的约束作用,是分析钢筋混凝土柱-独立基础子结构承载性能的重要因素。Winkler地基模型是一种基于弹性力学简化的理想弹性地基模型,采用木块和橡胶设计了一种模拟弹性地基的试验装置进行钢筋混凝土柱-独立基础子结构的承载性能试验,分析弹性地基约束下子结构在轴向和水平荷载作用下的破坏模式和破坏形态。本文进行了三个不同基础配筋率的钢筋混凝土柱-独立基础子结构在柱顶竖向荷载和水平荷载共同作用下的承载性能试验,获取了独立基础和柱裂缝的开展和分布情况、结构的破坏形态及控制截面、承载力曲线、基础板挠度、地基反力分布及变化、钢筋及混凝土应变等。试验中基础配筋率较小的子结构发生基础截面的弯曲剪切组合破坏,较大的子结构发生基础截面弯曲破坏;不同配筋率的独立基础屈服前对底层柱的嵌固性能影响不大,但屈服后对底层柱的约束能力急剧下降,配筋率越低下降越明显。采用屈服线理论推导了偏心荷载作用下独立基础抗弯承载力的计算公式,并采用试验中基础发生弯曲破坏的子结构承载力对公式进行了评价。采用ABAQUS中弹簧单元模拟弹性地基对基础的约束,通过试验构件验证有限元模型的准确性和适用性,并对基床系数、柱轴压比、基础板厚度和混凝土强度等参数进行分析,获取钢筋混凝土柱-独立基础子结构失效截面和破坏形态的转变。基床系数较小时取值的变化对底层柱端的约束能力影响较大,达到一定值后影响较小,对子结构破坏形态影响不大;随着柱轴压比的增大,子结构由柱底截面大偏压破坏转变为基础截面弯曲破坏,承载力先提高后降低;基础高度较小时会过早发生破坏,不能充分发挥柱截面承载力,高度增大到一定值后对子结构的承载力提高不明显;在基础不发生冲切和剪切破坏时,混凝土强度的提高对子结构的承载力影响很小。
【图文】：

分布图,塑性铰线,分布图,独立基础

钢筋混凝土柱—独立基础子结构承载性能研究和混凝土共同承担，总抗剪承载力 Vu= Vc+ Vs。1985 年，Gesund[20]采用塑性铰线理论分析了图 1.3 中塑性铰线分布时偏心作用下（柱位置偏心和荷载偏心）基础的抗弯极限承载力，给出了独立基础极限抗弯承载力的控制方程，并对比分析了当时 ACI-83 规范给出的悬臂破坏机制，发现独立基础发生弯冲破坏时极限抗弯承载力比采用悬臂破坏机制计算值降低了50% ~ 100%。

分布图,形式,冲切破坏,弯曲承载力

图 1.4 基础塑性铰线分布图30]研究了 33 块钢筋混凝土简支方板曲破坏或冲切破坏时板的破坏特征。分析，结合 Elstner 和 Hognestad[9]支座外部分板面承载力的修正公式（拟合出冲切破坏荷载计算公式。tad 提出的弯曲承载力公式：u p18 3 2 21M mrL 曲承载力公式： u p0 08 2 2 1r L rM mL r L r 上单位长度的抗弯强度，，L 为支撑跨
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.3;TU470

【参考文献】