偏载下钢筋混凝土板柱节点冲切破坏试验研究

摘要

钢筋混凝土板柱结构体系是建筑结构中常用的一种结构形式，其形式简洁、能降低建筑物高度且方便施工，具有良好的综合经济效益，近年来在国内外得到广泛的应用。在竖向荷载和风荷载或水平地震等水平荷载作用下，板柱节点除了要传递竖向剪力外，还要传递水平荷载引起的不平衡弯矩，板柱节点往往会发生脆性的冲切破坏，而板柱结构的极限承载力又通常由板柱节点的冲切破坏所控制，然而，目前对于偏载即存在不平衡弯矩情况下冲切破坏机理的解释仍不够清楚，我国目前的混凝土结构设计规范和抗震规范等技术标准中只有板柱节点冲切破坏极限承载力的验算方法，没有节点在不平衡弯矩作用下的分析和设计方法，给工程设计工作带来了一定的困难。板柱节点在剪力和不平衡弯矩共同作用下的受力性能和破坏机理非常复杂，目前国内外学者对这一问题尚未达成统一的认识。
　　 为了更深入了解偏载下钢筋混凝土板柱节点冲切破坏的内在机理及其极限承载力，本文在考虑混凝土强度、冲跨比和纵向钢筋配筋率三种变量的基础上共设计了8块带柱头的钢筋混凝土板，进行了轴向荷载和偏心荷载共同作用下的冲切破坏试验。试验过程中记录采集了试验板在各级荷载作用下的相应测点挠度、钢筋及混凝土应变、极限承载力，概述了板底裂缝分布特征，并根据试验过程中观察到的试验现象和采集到的试验数据，给出了荷载-挠度曲线和钢筋及混凝土的荷载-应变曲线，阐述了不平衡弯矩的存在对板柱节点冲切破坏极限承载力和破坏形态的影响，对比分析了混凝土强度(C30、C50)、纵筋钢筋配筋率(0.86％、1.28％)、冲跨比(5、7)对板柱节点冲切破坏的影响，最后对偏载即存在不平衡弯矩情况下中柱节点冲切破坏承载力的计算进行了探讨，利用试验结果验证相关计算模型的准确性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 板柱节点抗冲切问题的研究进展

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．3 板柱节点冲切破坏机理

1．3．1 斜拉破坏机理

1．3．2 剪压破坏机理

1．3．3 根据假想破坏模型提出的破坏机理假说

1．4 各国规范中的抗冲切设计方法

1．4．1 我国规范GB50010-2010

1．4．2 美国规范ACI318-08

1．4．3 英国规范BS8110

1．4．4 欧洲规范Eurocode2

1．5 本文的研究目的及内容

第2章 偏载下板柱节点冲切破坏试验方案

2．1 试验目的

2．2 试件设计与制作

2．3 试验参数

2．4 试验装置

2．5 试验测试内容及测试方法

2．5．1 试验测试内容及测点布置

2．5．2 试验仪器

2．5．3 试验加载制度

2．6 本章小结

第3章 偏载下板柱节点冲切破坏试验结果及分析

3．1 材性试验

3．1．1 混凝土材性试验

3．1．2 钢筋材性试验

3．2 试验现象及结果

3．2．1 试件破坏过程

3．2．2 荷载-挠度曲线

3．2．3 弯矩-转角曲线

3．2．4 钢筋和混凝土应变

3．2．5 荷载-等效偏心距曲线

3．3 板柱节点冲切破坏影响因素分析

3．3．1 混凝土强度的影响

3．3．2 冲跨比的影响

3．3．3 纵向钢筋配筋率的影响

3．3．4 不平衡弯矩的影响

3．4 本章小结

第4章 偏载下板柱节点承载力分析研究

4．1 概述

4．2 板柱节点承载力计算方法回顾

4．2．1 偏心剪应力模型

4．2．2 拟梁法

4．2．3 屈服线理论

4．3 中柱节点承载力

4．3．1 中柱节点的受冲切承载力

4．3．2 中柱节点的受弯承载力

4．4 中柱节点破坏形态判别

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢