带锚板的梁-墙平面外连接节点受力性能和破坏机理研究

摘要

本课题属于《混凝土结构设计规范》修订组和重庆市科委联合资助的“梁-墙直交节点”系列研究项目的一部分，主要针对梁纵筋端部带锚固板的钢筋混凝土框架梁-剪力墙平面外连接节点的受力性能和破坏机理进行试验和理论研究。
　　 已有梁-墙平面外连接节点试验表明，不论纵筋锚固长度是否达到规范要求，都可能发生墙体撕裂的局部拉脱式脆性破坏，造成梁-墙直交节点承载力和延性明显下降；现有理论对“拉脱式”破坏的受力模型和破坏机理都没有明确阐述，基于“等效框架”理论的平面外受弯计算方法必须保证节点不发生拉脱破坏的情况下才能适用。
　　 本文完成了4个梁纵筋末端带不同钢板锚固措施的试件和1个仅加强暗柱和暗梁配筋试件的低周反复荷载试验，详细观察了试件的破坏过程，比较了不同锚固方案对梁-墙直交节点受力和变形性能的影响，分析了产生拉脱破坏的原因，提出了梁纵筋带钢板锚固措施的梁-墙直交节点的受力模型，并推导了此锚固措施下节点平面外抗拉脱承载力公式。论文主要结论如下：
　　 ①梁纵筋端部设置锚板，能有效地提高梁-墙直交节点抵抗平面外弯矩的能力，延迟“拉脱破坏”的发生；墙较薄时，需设置双锚板才能避免“推脱”破坏的发生；仅考虑节点的“宏观受力”不能保证节点的有效受力。
　　 ②梁-墙直交节点的“拉脱式破坏”是一种有别于传统意义的墙肢平面外受弯破坏的全新破坏形态。梁-墙直交节点由宏观受力和局部受力共同作用，当临界截面上宏观受力产生的剪应力和局部受力产生的剪应力叠加大于混凝土的有效抗拉强度时，节点就将发生拉脱式破坏，而合理的钢板锚固措施可以增大拉脱临界截面面积，从而减小临界截面剪应力，控制拉脱式破坏的发生。
　　 ③本文根据临界截面应力叠加方法推导出的梁纵筋在带锚板锚固措施下节点平面外抗拉脱承载力公式，与试验结果吻合较好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2梁-墙平面外受弯节点国内外研究现状综述

1.2.1现行规范的措施规定

1.2.2相关理论研究

1.2.3相关试验研究

1.3纵筋端部不同锚固方法的国内外研究现状

1.3.1纵筋端部带锚固板(头)国内外研究现状

1.3.2各国规范对钢筋机械锚固的规定

1.4本文的研究目的和内容

2梁-墙平面外连接节点低周反复荷载试验

2.1试验目的

2.2试件设计

2.2.1试件设计思路

2.2.2试件几何尺寸及受力简图

2.2.3试件配筋设计

2.3试件制作

2.3.1制作过程

2.3.2试件的材料性能

2.4试验加载方案

2.4.1试验加载装置

2.4.2试验加载制度

2.5试验量测

2.5.1量测的主要内容

2.5.2量测方法

3主要试验结果

3.1试件QL-7的试验结果

3.1.1试件特点

3.1.2试验现象描述

3.1.3试验数据及初步分析

3.1.4破坏分析

3.2试件QL-9的试验结果

3.2.1试件特点

3.2.2试验现象描述

3.2.3试验数据及初步分析

3.2.4破坏分析

3.3试件QL-10的试验结果

3.3.1试件特点

3.3.2试验现象描述

3.3.3试验数据及初步分析

3.3.4破坏分析

3.4试件QL-13的试验结果

3.4.1试件特点

3.4.2试验现象描述

3.4.3试验数据及初步分析

3.4.4破坏分析

3.5试件QL-14的试验结果

3.5.1试件特点

3.5.2试验现象描述

3.5.3试验数据及初步分析

3.5.4破坏分析

3.6本章小结

4受力性能综合分析

4.1承载力和破坏形态

4.1.1试件的承载力

4.1.2试件的破坏形态

4.2剪力墙竖向钢筋的应变

4.3梁上纵筋的锚固

4.4试件的变形特点分析

4.4.1滞回性能比较

4.4.2延性比较

4.4.3梁纵筋滑移比较

4.5本章小结

5梁-墙平面外连接节点受力模型和破坏机理

5.1临界截面受力模型

5.1.1节点的宏观受力

5.1.2节点局部受力

5.2梁-墙直交节点的破坏机理

5.3节点临界截面受力叠加方法

5.4拉脱破坏面

5.5临界截面叠加方法的验算

5.6抗拉脱承载力简化计算方法

6结论与展望

6.1主要结论

6.2展望

致 谢

参考文献

附 录 作者在攻读学位期间发表的论文目录：