装配整体式预应力混凝土梁抗剪性能试验研究

摘要

钢筋混凝土结构是我国土木建筑行业常用的结构形式，其中装配式钢筋混凝土结构因其施工方便快捷，节约材料，环境污染少等优势越来越受到工程界的青睐。但工程实践证明，一些特定的结构问题尚有待更深入的研究。
　　文章设计了四根缩尺比为1∶2的预制装配整体式混凝土梁和两根现浇混凝土梁，通过两点静力对称加载的方法对它们的抗剪性能进行了研究分析。以不同形式的预制结合面和是否带有预应力作为试验的变化参数。通过试验结果的分析，对初始开裂荷载及斜裂缝关系、荷载箍筋应变曲线、荷载跨中挠度曲线、延性等做了分析，得到如下结论:
　　(1)六根试件梁受力过程都经历了几个相似的过程，即:弹性工作阶段、弹塑性工作阶段、破坏阶段。梁CRCB-1、PRCB-1、PRCB-3均为受剪破坏，梁CRCB-2、PRCB-2、PRCB-4由于预应力的约束，在加载过程中混凝土受压区高度减小，最终梁顶部的混凝土被压碎而发生破坏。
　　(2)本试验中，在施加了预应力的梁中，结合面形式为倒梯形装配整体式梁PRCB-4的抗剪承载力为现浇梁CRCB-2的102％，倒梯形装配整体式梁PRCB-4的抗剪承载力比正梯形装配整体式梁PRCB-2提高了13.4％;未施加预应力的装配整体式混凝土梁结果相似，倒梯形装配整体式梁PRCB-3的抗剪承载力为现浇梁CRCB-1的101％，PCRB-3相对于PRCB-1来说提高了20.1％。即:倒梯形截面的试件梁的抗剪承载能力要优于正梯形截面试件梁。
　　(3)预应力筋的存在，延缓了斜裂缝的发展，与箍筋一起参与抗剪;而且因为预应力的存在使得裂缝出现的时间推迟，裂缝的宽度也明显减小。
　　(4)基于平行弦桁架—拱模型理论，对预应力装配式混凝土梁进行了机理分析，推导出带有预应力的装配式混凝土梁的极限抗剪承载力计算式，计算结果与试验值吻合较好，并相应的提出了一些施工建议。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 装配式结构研究现状

1．2．1 国外发展研究现状介绍

1．2．2 国内发展研究现状介绍

1．3 钢筋混凝土梁抗剪承载力研究现状

1．3．1 国外发展现状的介绍

1．3．2 国内发展现状的介绍

1．4 课题研究的内容以及创新点

1．4．1 研究内容

1．4．2 主要创新点

1．5 本章小结

2．1 试验目的

2．2 试件设计与制作

2．2．1 试件的尺寸设计

2．2．2 试件设计参数

2．2．3 试件梁的连接

2．2．4 灌浆料的制作与灌浆

2．2．5 孔道的留设及预应力布筋

2．2．6 预应力筋的张拉

2．3 材料的力学性能

2．3．1 混凝土力学性能

2．3．2 钢材力学性能

2．3．3 灌浆套筒力学性能

2．3．4 灌浆料力学性能

2．3．5 预应力筋力学性能

2．4 试件测试内容及测点的布置

2．4．1 试件测量内容

2．4．2 应变片的布置

2．4．3 位移计的布置

2．5 试验加载方案

2．6 本章小结

3．1 试验现象

3．1．2 试件CRCB-2试验现象

3．1．3 试件PRCB-1试验现象

3．1．5 试件PRCB-3试验现象

3．1．6 试件PRCB-4试验现象

3．2 试件的破坏形态与特性分析

3．2．1 试件的破坏形态

3．2．2 试件破坏特征分析

3．2．3 裂缝形态分析

3．2．4 斜裂缝宽度分析

3．2．5 斜裂缝开裂荷载计算

3．3 荷载—跨中挠度曲线

3．4 荷载—钢筋应变曲线

3．4．2 荷载—箍筋应变曲线

3．5 延性分析

3．6 本章小结

第四章 抗剪承载力分析及施工建议

4．1 抗剪承载力分析

4．1．1 普通斜截面抗剪承载力的计算公式

4．1．2 基于平行弦桁架—拱模型计算带有预应力的钢筋混凝土梁的抗剪承载力

4．2 施工建议

4．2．1 钢筋的连接

4．2．2 粗糙面和后浇段的处理

4．2．3 预应力筋的布置

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 研究展望

参考文献

致谢