端部开设不同孔型的RAC梁抗剪试验研究及有限元分析

摘要

现代城市的建设需要耗费大量资源，而城市建筑老化、拆迁又产生巨大建筑垃圾，解决资源消耗与建筑垃圾矛盾已成为主要问题。再生混凝土的提出与使用是解决该问题的最有效途径。一方面通过对再生混凝土的使用，节约自然资源；另一方面通过消耗建筑垃圾，美化环境。
　　城市的现代化建设，高层建筑趋向智能化发展，各种管线挤占了大量的建筑空间，在梁上开孔使管线穿过是解决该问题的最直接有效的方法，且可以降低工程造价。
　　基于上述，本文在对再生混凝土（简称RAC）梁及RC开孔梁抗剪研究的基础上，进一步对再生混凝土开孔梁进行研究。本文共制作了5根端部开设不同孔型的RAC开孔梁试件，和1根普通RAC梁试件。试验研究孔洞的形状对再生混凝土梁的抗剪承载力的影响，并利用ABAQUS模拟软件加以对比。得出结以下结论：
　　（1）端部开设孔洞的RAC梁，梁开孔处截面的连续性遭到严重的破坏，梁的截面刚度被削弱。并且开孔改变梁的传力机理，使梁的内力变得复杂，孔洞周边应力集中现象明显，梁的抗剪承载力大幅度降低。
　　（2）不同开孔形状对RAC梁的削弱程度不同，开设圆形孔对梁的削弱最小，而棱形孔对梁的削弱最大，究其原因主要是与孔洞的高度有关。
　　（3）对RAC开孔梁的截面受力进行分析，得到不同孔型的RAC梁截面的抗剪承载力公式，为后续对RAC开孔梁的研究与应用提供一些参考与建议。
　　（4）通过ABAQUS软件建立RAC开孔梁有限元模型，对比分析计算与试验的破坏特点，荷载-挠度曲线变化相近，并分析不同孔洞位置对RAC开孔梁的抗剪承载力影响，表明孔洞的开设应尽量避开支座与加载点的连线。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外对RAC的研究应用

1.3 国内外混凝土开孔梁的发展

1.4 国内外RAC开孔梁的研究现状

1.5 本文的主要研究内容

1.6 技术路线

第2章 试验的设计与制作

2.1 前言：

2.2 试件设计与制作

2.3 材料的材性试验

2.4 构件的制作及养护

2.5 试验装置及主要仪器设备

2.6 试验加载方案及测试内容

2.7 本章小结

第3章 试验现象及结果

3.1 试件的破坏形态

3.2 试验梁的破坏现象

3.3 本章小结

第4章 试验结果的分析

4.1 试验梁的荷载─挠度曲线

4.2 试验梁钢筋的应变特点

4.3 RAC的荷载-应变曲线

4.4 裂缝的开展特点

4.5 本章小结

第5章 端部开设孔洞RAC梁抗剪承载力

5.1 端部开设孔洞的RAC梁受力特点

5.2 试验梁截面承载力分析

5.3 端部开设不同孔型的RAC梁受力计算

5.4 算例验证

5.5 孔洞周边的构造措施

5.6 本章小结

第6章 RAC开孔梁的抗剪性能有限元模拟分析

6.1 ABAQUS有限元模拟的目的

6.2 本构关系及材料单元的选择

6.3 端部开设孔洞再生混凝土梁的实体模型

6.4 分析结果

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果