考虑开裂软化效应的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析

发布时间：2020-03-21 03:28

【摘要】：高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪破坏机理复杂,且高强轻骨料混凝土与普通混凝土的破坏机理不同,高强轻骨料混凝土裂缝从骨料中间穿过,而普通混凝土裂缝从骨料表面穿过,导致两者受压开裂软化效应存在差异。因此在高强轻骨料混凝深受弯构件受剪性能分析中对该类混凝土构件受压开裂软化效应研究不足,压杆软化系数计算方法需要进一步明确。所以本论文以高强轻骨料混凝土深受弯构件为对象,选取压杆隔离体试件开展受压性能试验研究,基于拉-压杆模型和修正压力场理论,开展考虑开裂软化效应的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪模型分析。论文完成了12个具有不同尺寸参数和配筋参数的高强轻骨料混凝土深受弯构件压杆隔离体试件受压性能试验,对高强轻骨料混凝土受压开裂软化性能进行了分析。主要内容包括:(1)完成了12个高强轻骨料混凝土深受弯构件压杆受压性能试验,对压杆软化系数的影响因素进行了分析,研究表明:压杆试件的高厚比越小,软化系数越高,压杆尺寸效应明显;压杆试件的截面面积越大,则其软化系数越高;压杆试件的混凝土强度等级越高,则其软化系数越高;(2)收集整理了关于压杆软化系数计算的4种规范设计方法和8种经典计算模型,对本文压杆隔离体试件进行计算对比分析,分析表明:各国混凝土规范计算结果均低于试验结果,其中加拿大CSA A23.3-04规范计算结果与试验结果吻合最好;经典的压杆软化系数计算模型计算结果偏于保守,其中Mikame模型计算结果与试验吻合最好;(3)分析压杆隔离体试件与深受弯构件相关性发现:在剪跨比小于1的条件下,压杆隔离体试件与相应的深受弯构件中的压杆受力性能吻合良好,随着剪跨比增大,由于弯曲作用影响,压杆隔离体试件与深受弯构件的相关性逐渐降低;(4)基于修正压力场理论,考虑深受弯构件中应力分布,及高强轻骨料混凝土破坏特征,将轻骨料粒径参数修正为零,建立考虑轻骨料混凝土破坏特性的基于修正压力场理论的深受弯构件压杆受压承载力计算模型,分析发现模型结果与试验结果吻合较好。论文完成的高强轻骨料混凝土深受弯构件压杆受压开裂软化性能试验及受剪模型研究,对分析高强轻骨料混凝土深受弯构受压开裂软化效应、受剪模型研究具有重要的理论意义,同时对高强轻骨料混凝土在工程应用中具有重要的实际价值。
【图文】：

拉-压杆模型,高强轻骨料混凝土,深受弯构件

深受弯构件在现今的建筑中得到了大量的应用，主要应用在建筑转换层、仓筒结构以及桥梁结构等[9,10]。将高强轻骨料混凝土用于深受弯构件能有效减小截面尺寸、削弱地震反应，总体经济效益突出。但是，高强轻骨料混凝土构件破坏机理复杂，受剪性能研究还不全面，在规范中也没有对其进行详细的分类规定，也没有可靠的工程标准可以应用，因此限制了其在工程中的推广[11-13]。因此，明确高强轻骨料混凝土深受弯构件的受剪性能是合理设计和工程应用的先决条件。拉-压杆模型（Strut-and-Tie Model，简称 STM 模型）将复杂的应力状态简化为单轴应力状态，即压应力简化为压杆，拉应力简化为拉杆，两者通过节点连接[14,15]。目前，其合理性得已证实，已经被用来分析各种钢筋混凝土构件，既包含简单应力场构件，也包含各种复杂应力场构件[16-18]，如图 1.1 所示。但轻骨料混凝土与普通混凝土在破坏机理上有明显区别，导致两者的受压开裂软化系数存在差异，故 STM 模型中压杆软化系数计算模型是否适用于高强轻骨料混凝土深受弯构件还需要深入分析。

拉-压杆模型,深受弯构件

展模型化分析，对比试验结果给出建议的高强方法，考虑轻骨料力学特性，建立基于 MCFT算方法，能够为轻骨料混凝土的工程应用提供研究现状一种将钢筋混凝土和预应力混凝土结构中复杂方法[24,25]。桁架模型中复杂的应力路径经过简经过简化后，构件中应力状态变成了简单的拉架结构计算模型，即拉-压杆模型[26,27]，在深。在静定桁架中，拉-压杆模型中的杆件的应力
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

【参考文献】