夹墙梁板叠合构件抗剪性能研究及承载力计算

发布时间：2020-06-11 22:38

【摘要】：钢筋混凝土宽柱双梁框架结构体系是采用托换技术扩大砌体结构空间的优选方案。其中采用的双梁托换技术具有结构受力体系转换平稳、安全可靠等诸多优点,在既有结构改造中有较高的实用价值。双梁托换技术从既有的楼板开孔,浇筑新的混凝土双梁,并将孔洞填至与板平齐,从而与楼板形成叠合构件。因该混凝土双梁间的夹墙不便且不宜拆除,必须采取合理的连接措施保证其与混凝土双梁共同受力。近年来,尽管有学者对从楼板开孔浇筑混凝土梁形成的梁板叠合构件及混凝土-砖砌体形成的组合构件的抗剪性能做了少量研究,证明了从楼板开孔浇筑混凝土双梁及保留该双梁间内夹墙的可行性,但现有的研究仅考虑了新梁与旧板或新梁与砌体之间的相互作用,然而实际上,当从楼板开孔浇筑混凝土梁且不拆除内夹墙时,新浇筑的混凝土梁、既有的砌体和板三者之间将通过两两接触形成夹墙梁板叠合构件。因此,有必要深入研究夹墙梁板叠合构件整体的抗剪性能。本文主要研究工作及结论如下:(1)采用有限元软件ABAQUS对已有的新梁旧板叠合构件和夹墙梁组合构件进行建模分析,并与试验得到的荷载-挠度曲线及破坏形态进行对比分析,验证了有限元模拟方法的适用性和可靠性。(2)结合工程应用和砌体结构设计规范,设计了20个不同剪跨比、不同配箍率的夹墙梁板叠合构件。通过有限元模拟研究了该构件的抗剪性能,得到了剪跨比和配箍率对其破坏形态、承载力及跨中挠度的影响规律。结果表明:剪跨比为0.9的夹墙梁板叠合构件在不同配箍率时均发生斜压破坏,其抗剪承载力高,跨中挠度小;剪跨比为1.35至2.34的夹墙梁板叠合构件在不同配箍率时均发生剪压破坏,其抗剪承载力随剪跨比的增加依次降低,而跨中挠度依次增大;剪跨比为2.90的夹墙梁板叠合构件,当配箍率为0.168%(最小配箍率为0.143%)时发生斜拉破坏,其承载力最低,当配箍率不小于0.252%时发生弯剪破坏,其跨中挠度较大,延性较好。(3)设计了24个夹墙梁板叠合构件,并对其进行有限元建模分析,分别研究了跨高比、新浇混凝土强度等级、横向连接筋间距、纵筋配筋率及有无箍筋加密区等因素对该构件抗剪性能的影响规律。结果表明:跨高比的增大对夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力几乎没有影响,但致使跨中挠度增幅很大;随着新浇混凝土强度等级从C30提高至C50,夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力和跨中挠度分别增大13.61%和9.58%;随着横向连接筋间距的增大,夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力和跨中挠度分别降低10.69%和31.20%;增大纵筋配筋率对夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力影响很小,但致使跨中挠度有较小的降幅;设置箍筋加密区能明显增大夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力和跨中挠度。并且发现,新浇混凝土的强度等级和横向连接筋间距对夹墙梁板叠合构件的整体工作性能影响较大。因此,在实际工程应用中须综合考虑夹墙梁板叠合构件的承载力和整体性,尽量减小新旧材料的强度等级差别,并采取设置横向连接筋等可靠措施保证该构件的工作性能。(4)基于桁架-拱模型理论和现行规范中钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算公式,建立了夹墙梁板叠合构件斜截面抗剪承载力的计算公式,并将计算值与模拟值进行对比,二者比值最大为1.05,最小为0.95。这说明:本文提出的公式可为该类型夹墙梁板叠合构件的抗剪承载力计算提供参考依据。
【图文】：

图1.1双梁托换布置示意图

夹墙梁板叠合构件抗剪性能研究及承载力计算

图1.2双托梁组合构件截面图
【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】：TU398.9

【参考文献】