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钢筋混凝土构件弯剪扭受力试验研究与分析

发布时间:2018-01-22 06:41

  本文关键词: 钢筋混凝土 组合受力 试验研究 承载力 斜截面理论 出处:《上海交通大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:钢筋混凝土是一种典型的复合材料,取材方便,抗压强度较高,从19世纪开发已广泛应用至今。但是与钢结构计算理论相比,混凝土结构试验数据离散,计算理论不成熟,各国计算规范也不一致。除了轴力、弯矩单一受力情况国内外有比较统一和广泛认可的计算方法外,各国学者对钢筋混凝土扭矩、剪力受力状态的看法并不一致,理论上也并未达到统一,很多规范采用基于试验研究的经验公式计算。虽然非线性有限元方法解决问题范围广泛,但在处理混凝土和钢筋的粘结滑移问题上存在很大障碍。在已有的钢筋混凝土弯剪扭组合受力的理论模型中,桁架理论模型较为成熟,能较好地进行混凝土全过程分析,但是计算公式复杂,不利于工程设计应用。斜截面极限强度理论已成功解决混凝土单一受弯、剪承载力计算问题,计算形式简单,将其改进应用于钢筋混凝土弯剪扭组合受力是一种适合工程应用的理论研究方向。本文设计了7根钢筋混凝土构件在弯矩、剪力、扭矩不同组合下的受力试验,对构件的变形过程、破坏形式以及极限承载力进行了试验研究分析。在试验研究基础上,本文改进应用斜截面极限强度理论,通过对钢筋混凝土弯剪扭组合受力内部机理的分析与研究,以及三维斜扭破坏面的极限状态分析,建立弯矩、剪力、扭矩不同组合下构件极限承载力的计算公式。同时应用本文试验数据及国外学者的典型试验数据对本文计算公式进行验证,试验数据与公式所得结果较为一致。经与中国规范相关计算公式对比,发现本文部分计算结果更接近试验数据。最后本文利用数值模拟方法拓宽研究参数。
[Abstract]:Reinforced concrete (RC) is a typical composite material, which is easy to use and has high compressive strength. It has been widely used since 19th century. However, compared with the theory of steel structure calculation, the test data of concrete structure is discrete. The calculation theory is not mature and the calculation codes are not consistent. In addition to the axial force bending moment single force at home and abroad there is a relatively unified and widely accepted calculation methods the national scholars on the reinforced concrete torque. The view of shear stress state is not consistent and the theory is not uniform. Many codes are calculated by empirical formula based on experimental research. Although nonlinear finite element method is widely used to solve the problem. However, there are great obstacles in dealing with the problem of bond-slip between concrete and steel bar. The truss theory model is more mature among the existing theoretical models of reinforced concrete bending, shear and torsional forces. It can be used to analyze the whole process of concrete, but the calculation formula is complex, which is not good for engineering design. The ultimate strength theory of inclined section has successfully solved the problem of single bending and shear bearing capacity of concrete. The calculation form is simple, and it is a theoretical research direction to apply it to the bending, shear and torsional forces of reinforced concrete. In this paper, seven reinforced concrete members are designed in the moment and shear force. The deformation process, failure form and ultimate bearing capacity of members under different combinations of torques are tested and analyzed. On the basis of experimental research, the theory of ultimate strength of inclined section is improved and applied in this paper. Through the analysis and research on the internal mechanism of the bending, shear and torsion combined forces of reinforced concrete, and the limit state analysis of the three-dimensional oblique torsional failure surface, the bending moment and shear force are established. At the same time, the formula is verified by the experimental data of this paper and the typical test data of foreign scholars. The experimental data are in good agreement with the results obtained by the formula. By comparing with the relevant formulas of the Chinese Code, it is found that some of the calculated results in this paper are closer to the experimental data. Finally, the numerical simulation method is used to broaden the research parameters.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU375

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本文编号:1453975

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