T形RC梁剪跨区开大圆孔受力性能与钢板加固研究

发布时间：2020-05-25 12:42

【摘要】：在既有建筑物中的RC梁上开孔,使设备管道等设施从梁腹中穿过,这样可以避免建筑物的净空高度被占用,具有良好的经济效益。但是,孔洞对RC梁受剪承载力的削弱和正常使用性能的影响都是不容忽视的。为此,本文结合工程实践中遇到的问题,针对集中荷载作用下的T形截面RC梁在剪跨区开大圆孔后的受力性能,以及采用钢板进行补强的加固方法开展了试验研究与分析。首先,基于实际工程中在既有RC梁上开孔的技术问题,本文共设计了3根T形截面试验梁。3根RC梁又分为5个试验区,即1个未开孔试验区,2个开孔试验区和2个开孔后钢板加固试验区。试验研究中的主要影响参数为孔径大小(孔洞直径与梁高的比值分别为0.4与0.5)。试验结果表明:剪跨区开大圆孔对T形截面RC梁的受剪承载力削弱程度达到了40%左右;剪跨区开大圆孔T形截面RC梁的破坏发生在孔洞的上下弦杆;本文所提加固方法可使开孔试件的受剪承载力提高36%以上,并且加固试件的延性也得到了有效提高;无论是开孔试件,还是开孔后加固试件,开孔直径为160mm试件的受剪承载力均大于开孔直径为200mm试件的受剪承载力。再则,本文建立了有限元分析模型,并将有限元分析得到的结果与试验研究结果进行了对比,从剪力-挠度曲线和孔侧箍筋的剪力-应变曲线2个方面验证了有限元模型的合理性。基于有限元分析模型,对剪跨区开大圆孔T形截面RC梁的孔洞大小和孔洞位置进行了参数补充分析。分析结果表明:相对于孔洞开在支座与加载点中间的情况,孔洞位置靠近支座或加载点时,试件的刚度和极限受剪承载能力削弱较小,但此时试件延性削弱较大;孔洞大小对试件受剪承载能力的影响明显,圆孔直径越大,试件的极限受剪承载能力越弱。最后,本文基于上述试验研究成果并结合理论分析,分别提出了T形截面RC梁在剪跨区开大圆孔后的受剪承载力计算公式和加固后的受剪承载力计算公式;并通过试验值与理论值的对比验证了所提计算公式的精度,其可用于指导该类工程实践的加固设计。
【图文】：

木模板,钢筋笼,混凝土浇筑,试验区

（a）钢筋笼成型（b）木模板成型图 2-3 钢筋笼与木模板成型（a）混凝土浇筑完成（b）试件养护完成图 2-4 混凝土浇筑完成与试件养护成型2.2.3 试验区 B4 与 B5 的加固步骤试验区 B4 和 B5 的加固施工工艺按现行《建筑结构加固工程施工质量验收规范》[44]中相关规定

混凝土浇筑,试件,灌胶,RC梁

（a）混凝土浇筑完成（b）试件养护完成图 2-4 混凝土浇筑完成与试件养护成型2.2.3 试验区 B4 与 B5 的加固步骤试验区 B4 和 B5 的加固施工工艺按现行《建筑结构加固工程施工质量验收规范》[44]中相关规定执行，，具体加固步骤如下：钢板上截出大圆孔并钻螺栓孔钢板与钢管粘结面处理钢板焊接成U形钢板钢板和钢管固定在RC梁上RC梁上钻螺栓孔混凝土表面处理钢管与钢板焊接螺栓锚固封闭处理并埋设灌胶嘴配置灌注胶并压力注胶封闭灌胶口检查灌注效果
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1

【参考文献】