无腹筋RUHTCC梁抗剪性能试验研究

合集下载

再生混凝土无腹筋梁抗剪承载力试验研究

０前
言
解。本文作者针对上述问题，行了无腹筋梁抗剪进
性能的试验研究。
进入２世纪后，着都市化建设的不断发展，１随
建筑物拆除、改造和更新速度的不断加快，导致废弃混凝土等建筑垃圾日益增加，重破坏了生态环严境ｕ。同时，由于目前采用的混凝土原材料都是天然砂石，而随着砂石地不断开采，然骨料资源日趋天
ｃｎｒｔｅｓｗｔｏｔｔｒｐ惴ｏｃｅｅｂａｉｕｉｕｍｈｓｒｓｍｉａｕａｇｒｇｔｏｃｅｅｂａｓ．ｎｅｆａｉｕｅｌａｓａｌｔｏｅｈｎｔａｆｉｌｔｎｔｒｌａｇｅａｅｃｎｒｔｅｒａｏｍ ’ａｄｔｎｌａｌｒｏｄｗａｔｅｌｗｒｔａｈｔｈｉｆｉｌｏ
ｒｔｏｏｅｙｌｄｃａｓｇｒｇｔ．ｅｔｒｓｌｈｗｅｈｔｔｅｆｉｒｄｓｂｈａｎｈａｃａｉｓｏｃｃｅａｇｅａｅａｉｆｒｃｃｅｏｒｅａｇｅａｅＴｓｅｕｔｓｏｄｔａｈａｌｅｍｏｅｙｓｅｒａｄｓｅｒｍｅｈｎｃｆｒｙｌｄｇｒｇｔｓｕｅ
ｓｉｕｐｔｒｒ
Ｎｉｙ，ＵｉｎＧＯＺａｇｅ，ＵＨｎｍｉＳＥａ，ｉｇＳｕｉＩａｕＳＮＷｅＴｎｍｉ，ＵｈｎｇｎＱｏｇｅ，ＨＮＤｎＤｎｈａ

钢筋混凝土梁无腹筋情况下剪切强度公式比较

Ｔｈｅｒｔｃｌｃｌｕｌｔｏｍｅｈｄｓｏｅｎｆｒｅｏｒｔｔｕｔｒｌｔｍｐｅａｕｒｔｅｓｏｅｉａａｃａｉｎｔｏｆｒｉｏｃｄｃｎｃｅｅｓｒｃｕａｅｒｔｅｓｒｓ
ＤＡＩＺｈ－ＹＵｎ－ｉｎＴＢｉｉｕｆＨｏｇｘａｇＵｎ
山西建筑
考虑混凝土强度等级的影响，中国和美国分别采用以下指标
，
比的增大由剪压向斜拉破坏转化，Ａ的增加，载力将迅速下随承
降，Ａ＞３以后影响减小。但
：（分别为轴心抗压强度和圆柱体抗压强度）。比较式（）一１
２５腹筋配筋．
３无腹筋梁抗剪承载力比较３１不同地区混凝土无腹筋梁抗剪公式．
３．．仅承受弯矩和剪力的情况１１
中国Ｇ０１－０２混凝土结构设计规范规定的计算模式是：Ｂ５００２０
＝
０７ｂ０．卢ｈ
（）１
其中为混凝土轴心抗拉强度设计值；为截面高度影响系数，取＝（０／。；８０ｈ）６为构件截面宽度；为构件截面有效高度。
钢筋混凝土梁无腹筋情况下剪切强度公式比较
周锦瑜
摘
刘冰玉
要：通过比较现有钢筋混凝土梁抗剪承载力的计算方法，分析出不同规范在无腹筋钢筋混凝土梁剪切强度公式计算
的侧重，为今后更合理的研究钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算方法打下基础。
关键词：筋混凝土，腹筋梁，剪承载力，范钢无抗规

无腹筋混合配筋混凝土梁抗剪性能试验研究

ｄｓｇｅｔａｆｅｔｅｒｉｆｒｅｎａｉ，ｘｉｉｅｉｎｄｗｉｌｍｅｓｍｅｅｆｃｉｅｎｏｃｍｅｔｒｔｅｈｂｔ１ｖｏｓｓｉｒｓｅｒｓｒｎｔｒｇｒｌｓｏｒｉｆｒｅｎｉｌｈａｔｅｇｈｍａｅａｄｅｓｆｅｎｏｃｍｅｔａｒｎｅｎ（ｓｅ１ｒａｇｍｅｔｔｅ，ＧＦＲＰ，ｏｃｍｂｎｔｏｏｓｅｌｎｒｏｉａｉｎｆｔｅａｄ
在普通大气环境下，凝土碳化是钢筋锈蚀的混
主要原因，化降低钢筋周围混凝土的ｐ值，筋碳Ｈ钢伴水ＳｅｒＢｅａｉｒｏｏｃｅｅＢａｉｆｒｅ钝化膜被破坏，随着环境中氧、分及有害介质的ｈａｈｖｏｆＣｎｒｔｅｍｓＲｅｎｏｃｄ钢通截ｗｉＨｙｒｄ（ＧＦＰａｄＳｅ１）Ｂｒ渗透，筋发生锈蚀．常，面角区或下排的钢筋ｔｈｂｉＲｎｔｅａｓ
第３８卷第１０期２１００年１０月
同济大学学报（然科学版）自
ＪＵＮＬＯＯＧＩＮＶＲＩＹＮＴＲＬＳＩＮＥＯＲＡＦＴＮＪＵＩＥＳＴ（ＡＵＡＣＥＣ）
Ｖ０．８Ｎｏ．Ｏ１３１
ｓｅｒｓｒｎｔｓｉｔｓｈａｔｅｇｌｅｔ１ｍａｅ．Ｋｅｒｓｏｃｅｅｂａ；ｃｍｐｓｔｔｒａｓＲＰｂｒ；ｙｗｏｄ：ｃｎｒｔｍｓｏｏｉｅｍａｅｉｌ；Ｆａｓｅ

【国家自然科学基金】_无腹筋梁_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730

2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词高强箍筋高强混凝土静力试验裂缝控制理论分析混凝土梁受弯性能受剪承载力功能梯度剪切延性 uhtcc
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
科研热词高强箍筋静力试验钢筋混凝土梁钢筋混凝土无腹筋梁超高性能纤维混凝土梁超高强混凝土自密实混凝土破坏模式混合纤维无腹筋梁斜截面受剪抗拉强度抗冲击行为惯性效应应变分布受剪承载力压缩强度剪跨比剪力计算式剪切延性修订混凝土设计规范修正压缩区理论 hrb500级钢筋
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2013年科研热词尺寸效应钢筋混凝土静力试验裂缝碳纤维预应力筋破坏准则疲劳试验疲劳性能活性粉末混凝土梁极限平衡法无腹筋钢筋混凝土梁无腹筋梁抗剪承载力抗剪强度应力分布剪压剪切强度临界剪压区高度推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词推荐指数抗剪承载力 3 钢筋增强 2 超高韧性水泥基复合材料 2 混凝土梁 2 钢筋混凝土梁 1 钢筋混凝土构件 1 试验研究 1 规范比较 1 界限配筋率 1 理论分析 1 桥梁工程 1 桁-拱叠加模型 1 拓扑优化 1 抗剪强度 1 承载能力 1 延性 1 尺寸效应 1 复合材料 1 受弯承载力 1 受剪承载力 1 剪切强度 1 修正压力场理论 1 体外预应力混凝土梁 1 gfrp筋 1 frp筋 1

16m无筋预应力UHPC简支工字梁抗弯性能足尺模型试验研究

第３８卷第３期贵州大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．３２０２１年　５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｍａｙ．２０２１文章编号　１０００５２６９（２０２１）０３０１１７０８ＤＯＩ：１０．１５９５８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｄｘｂｚｒｂ．２０２１．０３．１７１６ｍ无筋预应力ＵＨＰＣ简支工字梁抗弯性能足尺模型试验研究王卫锋１，陈健锋１，郑小红１，范学明１，田月强２（１．华南理工大学土木与交通学院，广东广州５１０６４０；２．中路杜拉国际工程股份有限公司，广东广州５１０６００）摘　要：以国内首座无筋预应力体系ＵＨＰＣ桥梁———广州北环高速扩建Ｆ匝道桥１６ｍＵＨＰＣ工字梁普通混凝土桥面板组合梁为研究对象，进行四点弯曲下的足尺模型抗弯试验研究，测得各级荷载下梁的应变和挠度，以研究无筋预应力ＵＨＰＣ梁的抗弯承载能力，并与有限元计算值进行对比。

结果表明：相对于普通钢筋混凝土梁，ＵＨＰＣ梁的开裂大大延迟；裂缝细而密；ＵＨＰＣ工字梁的跨中截面应变满足平截面假定；无筋预应力ＵＨＰＣ工字梁与普通混凝土桥面板之间界面滑移量极小，现浇板与ＵＨＰＣ梁之间连接良好。

采用有限元模型对ＵＨＰＣ组合梁进行受力仿真分析，弹性模型在梁开裂前，荷载和变形与试验值吻合较好。

结合试验研究和有限元分析，验证了该ＵＨＰＣ组合梁抗弯承载力满足设计要求。

关键词：无筋预应力ＵＨＰＣ梁；足尺模型试验；抗弯性能；组合梁中图分类号：Ｕ４４１文献标志码：Ａ超高性能混凝土（ｕｌｔｒａｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｃｒｅｔｅ，ＵＨＰＣ）是一种新型纤维增强水泥基复合材料，因具有高强、高韧和极好的耐久性优势［１４］，在土木工程中具有广阔的应用前景。

钢纤维的掺入，抑制了裂缝的发展，大大提升了ＵＨＰＣ结构的抗裂、抗剪性能，使ＵＨＰＣ梁的破坏模式从脆性剪切破坏转变为延性弯曲破坏［５７］。

无筋预应力梁是一种利用ＵＨＰＣ材料本身的抗剪性能，仅配置纵向预应力筋抗拉的新型结构。

纵筋率对无腹筋约束梁抗剪性能影响的研究

重要影响，范公式用于小纵筋率无腹筋约束梁受剪设计时可能偏不安全。规
关键词：筋率；跨比（纵剪一２５；腹筋约束梁；剪；筋截断．）无抗纵
中图分类号：ＴＵ３８２７．
文献标志码：Ａ
Ｆｅ．２０ｂ０８
纵筋率对无腹筋约束梁抗剪性能影响的研究
李立仁，蒋传星，支运芳
（庆大学土木工程学院，庆重重４０４００５）
摘要：国规范在以往的对钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力性能的试验研究中，究都是按较高纵筋率各研
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＰｒｖｉｓｒｓａｃｓｎｈｅｒｅｖｉｏｉｃｉｅｅｏｓａｂｈａｏｒｆｎｌｎｄｓｃｉｓｎｒｉｏｃｄｏｒｔｂｅｍｓｓｄＯｂｅａｕｅｔ
ｄｖｌｐｅｔｏｆｃａｋｓｉｈｅｂａｅｅｏｍｎｒｃｎｔｅｍｓ，ａｄｔｅｓｅｒｄｓｇｎｅｕａｉｎｉｈｏｐｐｌｄｔａｔｏｗｅｎｈｈａｅｉｑｔｏｎｔｅｃｄｅａｉＯｂｅｍｓｗｉｈｕｔｅｄ
ｃｒｉｄｏｏｍｐａａｉｅｙｈｉｈｌｎｇｔｄｉａｅｎｆｒｅｎａｉｎｔｏｅａｉｕｓｃｕｎｒｅ．Ｈｏｖｅ，ａｒｅｕｔｏｎａｃｒｔｖｌｇｏｉｕｎｌｒｉｏｃｍｅｔｒｔｏｉｈｅｃｄｓｏｆｖｒｏｏｔｉｓｗｅｒ

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

Ｖ０１２．．９Ｎｏ４Ｄｅ．００ｃ２７
文章编号：０６— ４６２０） — ３７— ３１０筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究
熊进刚，祝建军，李艳
（昌大学建筑工程学院，南江西南昌３０３）３０１摘要：过６根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和２根无锈蚀对比梁抗剪性能试验，通研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征，结果表明：筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降，纵纵筋和混凝土之间容易出现滑移，裂缝开展较快；筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。纵关键词：纵筋锈蚀；无腹筋梁；受剪承载力；挠度
ＸＯＧＪ —ａｇＺＵＪａ－ｎＬｎＩＮｉｇｎ，Ｈｉｎｊ，ＩｎｕＹａ
（ｃｏｌｆｒｈｔｃｒｌｎｉｅｒｇＮｎｈｎｎｅｓｙＮｎｈｎ３０，ｈｎ）ＳｈｏｏｃｉｔａＥｇｎｅｉ，ａｃａｇＵｉｒｉ，ａｃａｇ０３ＣｉａＡｅｕｎｖｔ３１
锈蚀率分别为５以下、％～１％和１％。％５０５
表１试验梁参数
维普资讯
第２９卷第４期
２００７年１２月
南昌大学学报－工科版
ＪｕｎｌｆＮａｃａｇＵｉｅｓｔ（ｎｉｅｒｇ＆ＴｃｎｌｇｏｒａｏｎｈｎｎｖｒｉＥｇｎｅｉｙｎｅｈｏｏｙ）
中图分类号：Ｕ７．Ｔ３５１文献标识码：Ａ

超高韧性水泥基复合材料加固混凝土结构的界面力学性能与耐久性能研究

超高韧性水泥基复合材料加固混凝土结构的界面力学性能与耐久性能研究一、本文概述本文旨在深入研究超高韧性水泥基复合材料（Ultra-High Toughness Cementitious Composites，简称UHTCC）在加固混凝土结构中的应用，特别是其在界面力学性能与耐久性能方面的表现。

混凝土结构的加固与修复一直是土木工程领域的重要研究课题，而UHTCC作为一种新型的高性能材料，具有优异的拉伸性能、裂缝控制能力以及耐久性能，因此在加固混凝土结构方面具有广阔的应用前景。

本文将首先介绍UHTCC的基本性能和特点，包括其组成、制备工艺以及力学性能等方面的内容。

随后，将通过实验研究和理论分析，探讨UHTCC与混凝土之间的界面力学性能，包括界面粘结强度、界面破坏模式等方面。

在此基础上，本文将进一步研究UHTCC加固混凝土结构的耐久性能，包括其在长期荷载作用、化学腐蚀、冻融循环等复杂环境下的性能退化规律及机理。

本文的研究结果将为UHTCC在加固混凝土结构中的应用提供理论基础和技术支持，有助于推动土木工程领域的技术创新和可持续发展。

本文的研究也有助于加深对高性能水泥基复合材料性能与行为的理解，为相关领域的学术研究提供有益的参考。

二、超高韧性水泥基复合材料概述超高韧性水泥基复合材料（Ultra-High Toughness Cementitious Composites，简称UHTCC）是一种新型的水泥基复合材料，其以水泥、细骨料、高分子聚合物纤维和特定添加剂为主要组成成分。

相较于传统的混凝土材料，UHTCC具有更高的拉伸强度、断裂能和韧性，这使得它在结构加固和修复领域具有广阔的应用前景。

UHTCC的显著特性在于其纤维增强机制。

通过在高分子聚合物纤维的加入，UHTCC在受到外力作用时，纤维能够有效地桥接裂缝，阻止裂缝的扩展，从而提高材料的延性和韧性。

特定添加剂的使用也能够优化UHTCC的微观结构，提高其力学性能和耐久性。

钢筋混凝土梁受弯及受剪性能试验指导书

钢筋混凝土梁受弯及受剪性能试验指导书一、试验目的1.掌握钢筋混凝土梁的受弯性能，分析其受弯破坏机理，计算其抗弯强度、延性系数等力学性能参数。

2.掌握钢筋混凝土梁的受剪性能，分析其受剪破坏机理，计算其抗剪强度等力学性能参数。

二、试验原理1.受弯性能试验钢筋混凝土梁在承受一定荷载作用下，会产生弯曲应力，当弯曲应力达到混凝土、钢筋分别的极限强度时，梁发生破坏。

本试验采用四点弯曲法，即将试件放置在两个支座上，荷载集中在两个内侧点上，使试件弯曲，引起试件顶部受压，底部受拉，以实现试件跨中产生的最大弯矩。

2.受剪性能试验钢筋混凝土梁在承受水平力作用下，会产生剪切应力。

当剪切应力达到混凝土的极限强度时，梁发生破坏。

本试验采用直剪法，即施加束缚力以防止试件滑移，然后垂直于延长线方向的力荷载施加在试件纵向中心线上，达到试件抗剪强度下破坏。

三、试验设备1. 电子万能试验机2. 直线变形测量仪3. 金属劈裂计4. 数字电压表5. 弯曲试验支座6. 剪切试验支座四、试验步骤1.受弯性能试验1.1 准备试件：制作试件时应按照标准规范进行制作，试件应养护至规定时间，并进行检验合格后再进行试验。

1.2 安装试件：将试件放置在两个弯曲试验支座上，试件应平稳放置，并通过压板和夹紧装置将之固定。

1.3 测量试件尺寸：使用直线变形测量仪，测量试件长度、宽度和高度等尺寸，并记录下来。

1.4 施加荷载：在试件的第三点和第四点上同时施加所需的荷载，保持荷载的稳定，不要急剧加大荷载，应逐步增加直至试件破坏。

1.5 记录数据：记录荷载和试件弯曲度等数据，制作荷载-弯曲度曲线，计算试件的抗弯强度、延性系数等力学性能参数。

2.受剪性能试验2.1 准备试件：制作试件时应按照标准规范进行制作，试件应养护至规定时间，并进行检验合格后再进行试验。

2.2 安装试件：将试件放置在两个剪切试验支座上，通过束缚装置固定试件，并确保试件与支座之间没有摩擦产生。

2.3 施加荷载：在试件的中心线上施加所需荷载并保持荷载稳定，不要急剧加大荷载，应逐步增加直至试件破坏。

轴向压力无腹筋混凝土梁受剪性能分析

原理，配有纵筋及箍筋的混凝土构件承受剪力会出现斜裂
究的基础上，对复合受力无腹筋梁进行了分析。运用极限平
衡条件及变形协调条件、平面应力下的强度准则，结合横向力及竖向力平衡条件，就斜截面抗剪承载力予以力学理论分
缝，它与其中的钢筋以某斜角相交，这些斜裂缝将混凝土分
一
考虑剪压区在正应力和剪应力作用下，运用混凝土在复合应
力下的强度准则，导出受剪承载力公式。推上世纪８Ｏ年代前后，国学者在这方面曾做过深入研究。５平面应力有限元我（】非线性分析。随着电子计算机的广泛应用，有限元法也在钢筋混凝土梁抗剪性能研究中有了发展。它可以帮助人们认识
是由Ｒｔｅ和Ｍｒｃｉｔｒｏｓｈ在２世纪初提出的，是用４。桁架０５模型来比拟开裂后的钢筋混凝土构件抗剪工作特性。按照这
一
提供大量电算结果资料，以便改进计算方法。
本文针对工程实际，如深基坑围护结构体系的混凝土支撑等两端受轴向压力的梁式杆件，既承受横向力又有轴向压力的特点，于这一类构件的受剪应力状态，基在以上理论研
（剪压区混凝土强度可用直线概括，２）符合简化的直线
强度准则，即按文献［，表示将～ｆ关系的椭圆曲／
极限强度理论。这个理论是采用梁斜截面上的平衡条件，再
【作者简介】邹建文（９１）男，士，１７一，博工程师，国家注册一级
成一系列混凝土杆件，它们与只承受轴拉力的钢筋一起形成桁架作用抵抗所施加的剪力。３极限平衡原理。（）美国和西欧的一些学者曾经提出过不少计算斜截面承载力的极限平衡

5.2无腹筋梁受剪性能

② ①
③
③
①
②
当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂，梁内即有沿主压应
梁内可设置抗剪腹筋（箍筋＋斜筋）来防止斜截面破坏发生。
力方向（垂直于主拉应力方向）开展的斜裂缝产生，梁有可能沿斜截面发生破坏。
5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态
5.2.1 腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝
钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将产生斜裂缝。
P
剪压破坏
f
(2)剪压破坏(图5-7b) 1≤λ≤3时，常发生剪压破坏。其破坏特征通常是，在弯剪区段的受拉区边缘先出现一些竖向裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。
λ 1.0
f t bh0
（3）一般板类受弯构件对于宽度远大于其高度的板，当不配置箍筋和弯起钢筋，
当截面高度较大时，应考虑尺寸效应影响，其斜截面受剪承载力应按下式计算
其中：截面高度影响系数：
V 0.7 h f t bho
800 h ( ) ho
1 4
ho 800mm ho 800mm
图5-4 斜裂缝 (a)腹剪斜裂缝；(b)弯剪斜裂缝
弯剪斜裂缝
首先出一些较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体
腹剪斜裂缝
沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝
5.2.2 剪跨比 a
a
h0
M V
a
a－剪跨（剪力跨度）
在图5-5所示的承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的距离a称为剪跨，剪跨a与梁截面有效高度h0的比值，称为计算截面的剪跨比，简称剪跨比，用λ表示。对于承受集中荷载的简支梁：这时的剪跨比与广义剪跨比相同。

钢筋混凝土梁的抗剪性能研究

钢筋混凝土梁的抗剪性能研究一、研究背景钢筋混凝土梁是建筑中常用的结构构件，在结构设计中起着重要的作用。

在梁的受力状态中，抗剪性能是一个重要的指标。

抗剪性能指梁在承受横向荷载时的抗剪能力，是保证梁结构安全的关键因素。

因此，对钢筋混凝土梁的抗剪性能进行研究具有重要意义。

二、研究内容1. 抗剪性能的定义抗剪性能是指钢筋混凝土梁在承受横向荷载时的抗剪能力。

它是保证梁结构安全的关键因素之一。

抗剪性能的好坏直接影响到钢筋混凝土梁的承载能力和使用寿命。

2. 影响抗剪性能的因素(1) 混凝土强度：混凝土的强度越高，梁的抗剪性能越好。

(2) 钢筋配筋率：钢筋配筋率越高，梁的抗剪性能越好。

(3) 混凝土弹性模量：混凝土弹性模量越大，梁的抗剪性能越好。

(4) 梁的几何形状：梁的几何形状对其抗剪性能有很大影响。

一般来说，截面面积越大，梁的抗剪性能越好。

3. 抗剪性能的测试方法(1) 剪力试验：剪力试验是测试梁的抗剪性能的常用方法。

剪力试验可以通过测量梁的最大剪力和剪应力来评估其抗剪性能。

(2) 梁挠度试验：梁挠度试验可以通过测量梁在荷载作用下的挠度来评估其抗剪性能。

4. 抗剪性能的提高方法(1) 增加混凝土强度：增加混凝土的强度可以提高梁的抗剪性能。

(2) 增加钢筋配筋率：增加钢筋配筋率可以提高梁的抗剪性能。

(3) 加强梁的纵向受力：加强梁的纵向受力可以提高梁的抗剪性能。

(4) 优化梁的几何形状：通过优化梁的几何形状，可以提高梁的抗剪性能。

三、研究结论经过对钢筋混凝土梁的抗剪性能进行研究，可以得出以下结论：(1) 混凝土强度、钢筋配筋率、混凝土弹性模量和梁的几何形状都是影响梁的抗剪性能的重要因素。

(2) 剪力试验和梁挠度试验都是测试梁的抗剪性能的有效方法。

(3) 增加混凝土强度、增加钢筋配筋率、加强梁的纵向受力和优化梁的几何形状都可以提高梁的抗剪性能。

综上所述，对钢筋混凝土梁的抗剪性能进行研究，可以为梁结构设计提供重要的理论依据。

超高强度无腹筋梁斜截面破坏实验研究

Ｖｏ．１２３．．Ｎｏ３
Ｊｌ２０ｕｙ０６
文章编号：１０ —６８２０）
超高强度无腹筋梁斜截面破坏实验研究
王卫仑，邢锋，曹征良
（圳大学建筑与土木工程学院，深圳５８６）深１００
摘要：通过３组ｌ超高强度混凝土梁剪切试验，考察混凝土强度、有效高度及剪跨比等变动因０根子，对梁剪切破坏性状进行研究．试验结果表明，即使在超高强度区域，混凝土强度及梁有效高度对剪切
破坏模式的影响也无明确界限，剪跨比范围２５～．．３０是斜拉破坏和剪压破坏的过渡区．指出区分不同的破
针对普通强度混凝土（抗压强度 ≤４ａ的极限０ＭＰ）
（ ≥８ａ．０ＭＰ）８个．
分别为４Ｐ、７ａ０Ｍａ０ＭＰ、
９ａ和１０ＭＰ；０ＭＰ２ａｄ为０１．５ｍ、０３．５ｍ、０５．５ｍ
维普资讯
第２３卷，３期第
２００６年７月
深圳大学学报理工版
ＪＯＵＲＮＨＥＨＥＮＩＲＳＴＣＩＮＣＤＥＮＮＥＩＡＬＯＦＳＮＺＮＵＶＥＩＹＳＥＥＡＮＧＩＥＲＮＧ
别为２０、２５．．．、３０和４０．．试验梁的截面宽度ｂ均为０２ｍ，两侧伸出支座０２ｍ，钢筋保护层厚．．度００．５ｍ．本试验，取一侧剪跨为试验区问，为确保试验段发生剪切破坏，在试验梁的另一侧配置足

剪跨比对CFRP加固无腹筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响研究

文章编号：1000-4750(2021)03-0050-10剪跨比对CFRP 加固无腹筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响研究金浏，夏海，蒋轩昂，杜修力(北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室，北京 100124)摘要：剪跨比对FRP 抗剪加固梁的裂缝开展和破坏模式有重要影响，但对FRP 加固梁抗剪强度及尺寸效应的影响研究较少。

采用三维细观数值模拟方法，考虑混凝土细观组成的非均质性及碳纤维布(CFRP)与混凝土之间的相互作用，建立了CFRP 加固无腹筋钢筋混凝土梁剪切破坏力学分析模型。

在验证细观模拟方法合理性的基础上，拓展模拟与分析了剪跨比对CFRP 加固钢筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响机制与规律。

研究结果表明：剪跨比对CFRP 抗剪加固梁剪切破坏模式影响较大，剪跨比越大，加固梁愈趋近于延性较好的斜拉破坏；剪跨比对CFRP 加固梁抗剪承载力有较大影响，对抗剪强度尺寸效应影响较小；剪跨比对加固梁中的CFRP 剪切贡献影响较大，剪跨比越大，CFRP 对加固梁的抗剪效果越好，其中对中型剪跨比(λ=2.5)的梁加固效果最有效。

关键词：CFRP 加固；混凝土梁；剪跨比；抗剪强度；尺寸效应中图分类号：TU375.1 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.01.0028EFFECT OF SHEAR-SPAN RATIO ON SHEAR FAILURE AND SIZE EFFECT OF CONCRETE BEAMS WITHOUT WEB REINFORCEMENTSTRENGTHENED BY CFRPJIN Liu , XIA Hai , JIANG Xuan-ang , DU Xiu-li(The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)Abstract: The shear-span ratio has an important influence on the crack development and on the failure mode of reinforced concrete (RC) beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). However, there were few studies on the effects of its shear strength and size effect. A mechanical analysis model for shear failure of reinforced concrete beams strengthened with CFRP was established by using three-dimensional numerical meso-scale simulation method, considering the meso-heterogeneity of the concrete and the interaction between the CFRP and concrete. Based on the verification of the rationality of the meso-scale method, the influence mechanism and law of the shear-span ratio on the shear failure and size effect of CFRP-strengthened RC beams were simulated and analyzed. The results show that: the shear-span ratio has a great influence on the shear failure mode of the strengthened beam, and the larger the shear-span ratio, the closer the beam is to the cable-stayed failure with better ductility. The shear-span ratio had better shear capacity for CFRP-strengthened beams and the influence on the size effect of shear strength was small. The shear-span ratio has a greater influence on the CFRP shear contribution in the strengthened beam. The larger the shear-span ratio, the better the shear effect of CFRP on strengthened beams. The beam reinforcement effect of the shear-span ratio (λ = 2.5) is most effective.Key words: CFRP reinforcement; concrete beam; shear-span ratio; shear strength; size effect收稿日期：2020-01-14；修改日期：2020-06-13基金项目：国家重点研发计划项目 (2018YFC1504302)；国家自然科学基金项目(51822801，51421005)通讯作者：杜修力(1962−)，男，四川人，教授，博士，博导，主要从事地震工程领域研究(E-mail: ****************.cn ).作者简介：金　浏(1985−)，男，江苏人，教授，博士，博导，主要从事混凝土与混凝土结构领域研究工作(E-mail: *******************);夏　海(1994−)，男，河南人，硕士生，主要从事混凝土构件尺寸效应研究(E-mail: *******************);蒋轩昂(1996−)，女，湖南人，博士生，主要从事混凝土尺寸效应方面研究工作(E-mail: *****************).第 38 卷第 3 期Vol.38 No.3工程力学2021年3 月Mar.2021ENGINEERING MECHANICS50剪切破坏是混凝土梁失效模式中最危险的一类，抗剪承载力是衡量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁承载能力的一项重要指标，因此梁的抗剪能力不足时需要进行抗剪加固[1 − 3]。

无腹筋梁是指不配箍筋和弯起钢筋的梁

Vd:由于斜裂缝两边相对的上下错动，引起钢筋的剪力，称为“销栓力” 。
z h0
a
E
A Vc
C
B
Va
T
D
C
Vd c
V
考虑这个脱离体的平衡：
Vax为Va的水平分量
X 0
Y 0 M 0
T C Vax
V Vc Vay Vd
Va T z Vd c
认为骨料咬合力
的合力Va通过砼压力的合力点
可以看出，截面上能抵抗剪力的力有：残余截面剪力Vc，骨料咬合力的竖向分量Vay，及钢筋销栓力Vd。
a
骨料咬合力Va将随着裂缝的开展逐
E
A Vc 渐减小；
C
B Va
T
由于钢筋销拴力Vd作用，钢筋两侧混凝土有相互分离的趋势，因此，混凝
土保护层受到撕裂作用，混凝土保护层
D
C
Vd c
V
不大，产生撕裂裂缝后，销栓作用降低。
剪跨比：剪弯区段中某一计算截面的弯矩M与同一截面的剪力
V与有效高度h0乘积之比。
M
Vh0
实为同一计算截面上正应力与剪应力之比。斜裂缝的
出现和主应力状态有密切关系，而剪跨比λ是反应主应力状态的一个特征值。
对于均布荷载作用下的简支梁：
q x
l
M
1 qlx qx x
2
2
2
l
Vh0
(
1 2
ql
qx)h0
无腹筋梁是指不配箍筋和弯起钢筋的梁。
除截面高度很小的梁(过梁、现浇板带等)，一般均设计成有腹筋梁。为了分析有腹筋梁的抗剪性能，更具体地了解腹筋的作用，先分析无腹筋梁。
B C
E

无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力

无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力1. 引言在钢筋混凝土结构中，梁的受剪承载力是结构设计中重要的考虑因素之一。

UHPC在钢纤维和抗剪性能方面的研究进展

UHPC在钢纤维和抗剪性能方面的研究进展摘要：超高性能混凝土（Ultrahigh-performance concrete）是一种具有许多优异特性的新型水泥基材料，在许多方面远远超越普通混凝土。

钢纤维的加入能有效提高UHPC的许多性能，最佳体积掺量为2%，钢纤维的种类对UHPC有不同程度的影响。

目前已有文献研究了UHPC的抗剪性能，并提出了计算模型和设计理论。

UHPC梁的截面形状和箍筋的配置能改变其抗剪承载力。

关键词：超高性能混凝土；钢纤维；抗剪性能0引言超高性能混凝土（Ultrahigh-performance concrete）是一种新型水泥基材料，相比与普通混凝土，具有许多优越的特性。

UHPC的抗压强度一般超过150MPa，甚至达到了200MPa，是普通混凝土强度的三倍以上；其优异的抗剪强度可以使梁体取消腹筋的配置，大大减小了施工难度；其韧性、延性、断裂能较普通混凝土有大幅度提高；此外还存在耐久性强，抗腐蚀性能好等诸多优点，因此具有广阔的应用前景。

但是由于UHPC在国内的研究尚处于起步阶段，还未有统一的设计规范，另外对材料、设备和施工工艺等方面要求较高，因此目前难以得到广泛应用。

本文综述了目前对超高性能混凝土在钢纤维和抗剪性能的最新研究成果，以给相关从业人员一些启发。

1钢纤维对UHPC的影响钢纤维是超高性能混凝土的重要组成部分。

钢纤维的存在，使得UHPC的抗拉强度、韧性、延性等力学性能有不同程度的改善，对裂缝的扩展起到很好的限制作用。

目前常用的刚纤维种类有平滑型和两端带弯钩型。

1.1 钢纤维对UHPC干燥收缩的影响吴林妹，史才军等把钢纤维作为控制变量，研究粉煤灰或矿渣作为外加剂下UHPC的表现。

通过相关实验，分析了上述三个因素的变化对UHPC的影响；深入分析了钢纤维对干燥收缩的影响机理；最后提出了干燥收缩经时关系公式。

得出的结论有：（1）钢纤维可以有效地降低UHPC的干燥收缩，但当其掺量超过2%后，对干燥收缩的改善作用明显降低；（2）粉煤灰对UHPC的干燥收缩抑制作用大于矿粉；（3）研究提出的干燥收缩公式比ACI和王铁梦的要好[1]。

无腹筋梁的抗剪性能

无腹筋梁的抗剪性能
1.2 无腹筋梁剪切破坏形态
1.剪跨比
对于承受集中荷载的简支梁中,最外侧集中荷载到邻近支座的距离a 称为剪跨。剪跨a 与梁截面有效高度h0 的比值称为计算剪跨比
对于承受均布荷载和其他复杂荷载的梁,可用下式计算剪跨比,一般称为广义剪跨比
无腹筋梁的抗剪性能
2.破坏形态
试验表明,无腹筋梁斜截面受剪破坏主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。
工程结构Βιβλιοθήκη 无腹筋梁的抗剪性能1.1 斜裂缝出现后梁受力状态变化
无腹筋梁出现斜裂缝后,其应力状态发生了很大变化,这时不可将梁视为匀质弹性体,也不能用材料力学公式分析其截面应力及其分布。将一无腹筋简支梁[图 (a)]沿斜裂缝AA'B 切开,并取脱离体[图 (b)],斜裂缝上端截面AA'称为剪压区。
裂缝形成后的受力状态
无腹筋梁的抗剪性能
3.纵筋配筋率
纵向钢筋能抑制斜裂缝的开展,使斜裂缝上端剪压区混凝土的面积增大,从而提高了混凝土的受剪承载力。同时,纵向钢筋能通过销栓作用承担一定的剪力,因此纵向钢筋的配筋量增大, 会使受剪承载力有一定的提高。
4.截面尺寸和形状
1)截面尺寸的影响 2)截面形状的影响
工程结构
受剪破坏时梁的剪力挠度曲线
无腹筋梁的抗剪性能
1.3 影响无腹筋梁受剪承载力的主要因素
1.剪跨比
如前所述,剪跨比λ 实质上反映了截面上正应力和剪应力的相对关系是影响梁破坏形态和受剪承载力的主要因素之一。随着剪跨比λ的增加,梁的破坏形态按斜压(λ<1)、剪压(1≤λ≤3)和斜拉(λ>3)的顺序演变,其受剪承载力则逐步减弱。当λ>3时,剪跨比的影响将不明显。

一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法

一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法郑开启;刘钊;孟少平;秦顺全【摘要】A novel calculation method was proposed to improve the prediction accuracy of the shear capacity of reinforced concrete (RC) beams without web reinforcement,especially for the beams with large size and low longitudinal reinforcement ratio.First,the shear force was assumed to be mainly balanced by the concrete compression zone,which can be further divided into two regions,including the shear compression zone and the diagonal tension zone,by the failure modes.Secondly,the failure mechanisms in the shear compression zone and the diagonal tension zone were analyzed,and the corresponding shear contribution formulas were established.Then,with rational simplification and theoretical derivation,the main parameters such as the height of the compression zone and the height of the shear compression zone were determined.Finally,the analytical formula of the shear strength of the RC beams without stirrups was formed with consideration of the size effect.This formula has a clear physical meaning and can reflect the influences of the major shear parameters such as the concrete strength,the longitudinal reinforcement ratio,the ratio of the shear span to the depth,the size effect,and so on.The experimental results show that the proposed formula provides higher prediction accuracy and stability compared with the shear formulas in the main existing codes.%为了提高无腹筋混凝土梁特别是大尺寸、低纵筋率的无腹筋梁的受剪承载力预测精度,提出了一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法.首先,假定剪力主要由无腹筋梁的混凝土受压区承担,并根据其破坏模式将混凝土受压区细分为剪压区和斜拉区2个部分;其次,通过分析剪压区和斜拉区的破坏机理,建立抗剪贡献的计算公式;然后,通过合理简化和理论推导,确定受压区高度、剪压区高度等主要参数的取值;最后,在考虑尺寸效应的基础上,建立无腹筋混凝土浅梁的受剪承载力解析公式,该公式具有明确的物理涵义,能够反映混凝土强度、纵筋率、剪跨比以及尺寸效应等主要因素的影响.试验结果表明,相比于现行主要规范公式,所提公式的预测精度和预测稳定性均有明显提高.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(047)002【总页数】7页(P362-368)【关键词】钢筋混凝土梁;受剪承载力;剪压区;斜拉区;尺寸效应【作者】郑开启;刘钊;孟少平;秦顺全【作者单位】东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096;中铁大桥勘测设计院集团有限公司,武汉430050【正文语种】中文【中图分类】TU375.1钢筋混凝土梁的受剪承载力主要由混凝土贡献和箍筋贡献2个部分组成,为了便于研究,混凝土贡献项常取为无腹筋混凝土梁的受剪承载力.针对无腹筋混凝土梁的受剪承载力,我国GB 50010—2010规范[1]和美国ACI规范[2]分别给出了半经验性的计算公式,形式简洁,计算方便,但考虑的抗剪参数也较少.对比早期收集的试验数据发现,这2个规范公式的预测结果偏于安全,且剪跨比越小,预测结果越保守.然而,随着近年来大尺寸和高强度试件的增多,学者们发现当前规范的受剪承载力公式常常给出不安全的预测结果[3-5].规范的不安全预测结果主要出现在纵筋率ρ<1%或构件截面有效高度d>500 mm的混凝土梁试件中.为了完善无腹筋梁的受剪承载力计算,国内外学者进行了大量试验与理论研究.Kani 等[6]研究发现无腹筋梁存在卡尼谷(Kani’s valley)现象,表明无腹筋梁的受剪承载力与剪跨比密切相关;Zsutty[7]基于剪切数据库分析结果,认为无腹筋浅梁剪切强度的主要影响参数为混凝土强度、纵筋率和剪跨比,并给出了无腹筋梁的受剪承载力拟合公式;Bažant等[8]在分析中考虑结构的尺寸效应,基于断裂力学理论推导出尺度律公式,并利用收集的试验数据拟合出考虑尺寸效应的受剪承载力公式;Russo等[9]等利用收集的抗剪试验数据,拟合出包含抗剪参数的无腹筋梁的受剪承载力公式. 考虑到拟合公式存在物理涵义不明确、无法反映无腹筋梁受剪的传力机制、应用范围限制等缺点,学者们尝试从不同角度来解释无腹筋混凝土梁的受剪传力机理,并建立了一些无腹筋梁受剪承载力的理论公式[10-15].本文假定剪力主要由无腹筋梁的混凝土受压区承担,根据破坏模式将混凝土受压区细分为剪压区和斜拉区2部分,分别计算抗剪贡献.在此基础上,考虑尺寸效应,建立了无腹筋混凝土梁的受剪承载力理论公式.最后,利用ACI-DAfStb无腹筋梁剪切数据库[16]对本文公式和各规范公式的预测精度与稳定性进行对比研究.1.1 破坏形态演变与受压区混凝土划分既有研究表明,无腹筋混凝土梁的剪切破坏形态主要受剪跨比λ、纵筋率ρ和混凝土抗压强度c等因素影响,其中剪跨比的影响最为显著[3-4].一般情况下,当剪跨比较小(λ<1)时,发生深梁的斜压破坏,受剪承载力较大;当剪跨比取值适中(1<λ<3)时,发生剪压破坏,受剪承载力随剪跨比的增大逐渐降低;当剪跨比较大(λ>3)时,逐渐过渡为斜拉破坏,受剪承载力降低的同时逐渐趋于稳定;剪跨比继续增加(λ>5),逐渐转变为弯曲破坏,破坏剪力小于由斜拉破坏控制的受剪承载力(见图1).对于剪跨比λ>2.4的无腹筋浅梁,由于缺乏箍筋对斜裂缝宽度的有效控制,斜裂缝间骨料咬合力和销栓作用对受剪承载力的贡献不明显[10-12,14],因此,可认为无腹筋浅梁受剪承载力主要由中性轴以上的受压区混凝土提供,而中性轴以下混凝土对抗剪的贡献可忽略不计.分析无腹筋浅梁的破坏现象可知,随着荷载的增加,弯剪斜裂缝首先由梁底向中性轴处发展,并形成斜裂缝的第1分支;当结构接近破坏时,弯剪斜裂缝迅速向受压区发展,形成第2分支,该分支发展较快,且其倾角相对于第1分支明显减小;当荷载达到破坏荷载时,斜裂缝顶端的剪压区混凝土在弯剪共同作用下迅速被压溃,最终破坏形态如图2所示.图中,c为受压区高度,mm;x为剪压区高度,mm.根据破坏形态的区别,将受压区混凝土细分为2个部分:① 未被斜裂缝贯穿的受压区混凝土,即剪压区,其破坏形态表现为混凝土在剪力和压力共同作用下的混凝土压溃;② 中性轴以上被斜裂缝第2分支贯穿的受压区混凝土,即斜拉区,其破坏形态表现为混凝土的斜拉破坏.剪压区和斜拉区的划分如图2所示.1.2 受压区混凝土分区抗剪贡献计算为分别计算剪压区和斜拉区的抗剪贡献,采用图3所示的分析模型,考虑斜截面A-A 上受压区混凝土的破坏形态,分析剪压区和斜拉区混凝土的抗剪贡献.图3中,a为剪跨长度,mm;V为受剪承载力,N;Vsc,Vdt分别为剪压区和斜拉区的抗剪贡献,N;σz 为中性轴以上z处的纵向正应力,MPa,其中,z为计算点与中性轴的距离,mm.剪压区混凝土承受剪应力的同时还承受较大的纵向压应力,斜裂缝无法贯穿,破坏时多表现为混凝土在剪压复合应力作用下的压溃现象.因此,可以认为剪压区混凝土的破坏满足主压应力破坏准则,相应的控制剪应力可表示为与剪压区不同,斜拉区混凝土主要承受剪应力作用,其破坏形态也表现为混凝土的脆性斜拉破坏.因此,可保守地认为斜拉区的破坏由混凝土抗拉强度控制,相应的控制剪应力可表示为式中,ft为混凝土抗拉强度,MPa.在极限状态下,假定受压区混凝土的纵向正应力σz满足抛物线分布,并在受压区最外侧纤维处达到混凝土抗压强度c,则σz可按下式计算[1]:斜拉区中斜裂缝的第2分支发展迅速,且一旦形成后剪压区迅速压溃,可以认为剪压区和斜拉区的破坏同时发生.将剪应力分别在剪压区和斜拉区高度范围内进行积分,可得剪压区抗剪贡献Vsc和斜拉区抗剪贡献Vdt,两者之和即为无腹筋梁的受剪承载力V,即式中, bw为腹板宽度,mm.2.1 受压区高度混凝土梁弯曲裂缝一旦产生,便会迅速延伸扩展至受压区下缘,并趋于稳定.进一步增加荷载,裂缝的分布范围增大,但高度变化较小.因此,在计算无腹筋梁受压区高度时,可采用应变的平截面假定和线弹性弯曲理论[14-15].基于应变的平截面假定和线弹性弯曲理论,可得受压区高度系数(c/d)的解析式为式中,n为纵向钢筋与混凝土的弹性模量之比.2.2 剪压区高度文献[17]对一批1≤λ≤3的无腹筋混凝土梁剪压区高度进行了测量,结果表明,剪压区高度随剪跨比增大而下降,根据数据拟合,发现剪压区高度与截面有效高度的比值(x/d)随剪跨比增大而线性下降.文献[11]对无腹筋梁剪压区高度与受压区高度的比值(x/c)进行拟合,发现x/c随剪跨比增大而线性下降.随剪跨比λ的增加,无腹筋浅梁的剪切破坏形态由剪压破坏向斜拉破坏转变,故本文进行如下简化假定:当λ≤1时,剪压区高度系数x/c=1,即不存在斜拉区;当1<λ≤5时,随剪跨比增大,混凝土剪压区高度逐渐减小,而混凝土斜拉区高度逐渐增大;当λ>5时,x/c趋近于0,剪压区消失,仅存在斜拉区.x/c与λ的定量关系为按照式(8)分别绘制剪压区和斜拉区的贡献比例随剪跨比变化曲线,结果如图4所示. 分析图4发现,随着剪跨比λ的增大,剪压区的抗剪贡献Vsc逐渐减小,斜拉区的抗剪贡献Vdt逐渐增大.当2.5<λ<5时,剪压区贡献在量值上与斜拉区相当;当λ>5时,分区域计算的受剪承载力之和Vsc+Vdt与将整个受压区看作斜拉区计算时的受剪承载力接近,此时可认为剪压区消失,混凝土梁受剪破坏形态仅可能发生受压区的斜拉破坏.由此可知,式(8)体现了剪压区高度随剪跨比增大而逐渐减小,这与试验观测结果吻合.另外,随剪跨比的增大,剪压区和斜拉区抗剪贡献比例的变化可以较好地反映由剪压破坏逐渐向斜拉破坏过渡的机理.3.1 脆性材料破坏中的尺寸效应分析大量试验表明,无腹筋混凝土梁的抗剪强度存在尺寸效应,即抗剪强度随着截面有效高度d的增大而减小[4-5,8].然而,目前各国规范尚不能较好地反映尺寸效应对无腹筋混凝土梁受剪承载力的影响.Bažant等[8]认为脆性材料破坏准则应考虑尺寸效应的影响,并基于断裂力学理论推导了无腹筋混凝土梁剪切破坏强度的尺寸效应修正系数,具有较好的适用性,其表达式为式中,βh为尺寸效应修正系数;da为骨料粒径,mm.3.2 无腹筋混凝土梁的受剪承载力计算公式联立式(4)～(8),可得无腹筋混凝土梁的受剪承载力公式为式中,V0为未修正的受剪承载力基本值.式(10)右侧中括号内第1项为剪压区剪切强度,第2项为斜拉区剪切强度.对于混凝土的抗拉强度ft,可参考ACI规范[2]规定进行计算,即由于尺寸效应对无腹筋梁受剪承载力的影响较大,本文通过系数βh对受剪承载力V0进行修正.同时,为便于计算,式(9)中骨料粒径da可统一取为20 mm.由此可得考虑尺寸效应修正的无腹筋浅梁受剪承载力的计算表达式为4.1 ACI-DAfStb数据库ACI-DAfStb数据库为美国、德国混凝土协会剪切数据库联合委员会收集的剪切试验数据库,收集了截止到2012年底共计1 008根试件的原始数据[16].通过若干数据过滤规则,筛选出符合条件的无腹筋浅梁试件784根.这些试件的主要参数取值范围为:0.14%≤ρ≤6.6%,2.4≤λ≤8.1,12.9 c≤139 MPa,70 mm≤d≤3 000 mm.该数据库在混凝土强度等级、纵筋率、剪跨比和截面高度的变化范围均较大,基本涵盖了可能的参数取值,具有较好的客观代表性.ACI-DAfStb数据库中混凝土采用单轴抗压强度f1c作为强度指标,需要按照下式换算成圆柱体抗压强度c[16]:对于数据库中存在的40根均布荷载加载试件,其剪跨比可按照下式进行等效[6]: 式中，l为梁的有效跨度，mm.4.2 试验验证及对比评价表1分别比较了GB 50010—2010规范公式、ACI 318-14规范公式、AASHTO 规范[18]公式和本文公式(12)对无腹筋梁受剪承载力预测结果.表中最后2列分别给出了试验结果与各公式计算结果比值Vtest/Vcal的平均值μ和变异系数δ.按不同规范公式计算时,混凝土强度均按其采用的强度指标(圆柱体强度或棱柱体强度)进行了换算.通过比较发现,ACI 318-14和AASHTO规范公式的计算结果最为保守,GB 50010—2010规范公式次之,本文公式(12)的预测结果与试验值最为接近.分析预测结果的离散性,各规范公式的离散性均较大,本文公式(12)的离散性相对较小.图5为本文公式(12)对无腹筋梁受剪承载力预测精度随主要参数c,d的变化情况.由图可知,本文公式(12)对各参数的变化适应性较好,对大量数据的预测精度能够保持一致稳定性,预测离散性较小,可用于无腹筋梁的受剪承载力计算.为研究本文公式(12)对大尺寸和低纵筋率试件受剪承载力预测精度的改进程度,分别比较GB 50010—2010规范公式、ACI 318-14规范公式、AASHTO规范公式和本文公式(12)对无腹筋梁受剪承载力预测精度随纵筋率ρ和截面尺寸d的变化情况,结果见图6.比较发现,GB 50010规范公式和ACI规范公式对小纵筋率(ρ<1%)的预测结果偏于不安全,而对大纵筋率(ρ>2%)的预测结果又偏于保守,预测精度与纵筋率表现出较强的相关性,这是由GB 50010—2010规范公式和ACI 318-14规范公式未考虑ρ的影响所造成的.AASHTO规范公式虽然间接考虑ρ的影响,但其不安全预测结果主要集中在低纵筋率试件中,当纵筋率较高时,预测结果一般偏于保守.本文公式(12)在受压区高度计算公式中考虑ρ的影响,预测结果较为稳定,预测精度几乎不受纵筋率变化影响.图7为截面有效高度d对不同公式预测精度的影响比较.由图可知,GB 50010—2010规范公式、ACI 318-14规范公式和AASHTO规范公式的预测精度受尺寸效应影响显著.规范公式对d<0.3 m的小尺寸试件的预测结果普遍偏于保守,而对d>0.5 m的大尺寸试件的预测结果普遍偏于不安全,说明规范公式对无腹筋梁的尺寸效应影响仍考虑不足.而本文公式(12)因考虑了尺寸效应系数的修正,对大尺寸试件的预测结果较为合理,且随尺寸变化预测结果具有一致稳定性.以上结果表明,本文公式(12)对无腹筋混凝土梁受剪承载力的预测精度和预测稳定性均高于规范公式.特别是对于低纵筋率和大尺寸试件,本文公式(12)的受剪承载力预测精度和预测稳定性更为突出,能够提供更高的安全度.1) 本文将无腹筋混凝土梁受压区划分为剪压区和斜拉区,分别计算其抗剪贡献,在考虑尺寸效应修正的基础上,建立了无腹筋混凝土梁的受剪承载力计算公式.2) 相比现行主要规范公式,本文公式的物理意义较为明确,能够较好地反映纵筋率、剪跨比、混凝土强度和尺寸效应对无腹筋试件受剪承载力的影响,且随各参数变化,公式预测精度和预测稳定性较好.3) GB 50010—2010规范公式、ACI 318-14规范公式和AASHTO规范公式的预测精度受纵筋率和截面尺寸效应影响较大.各规范公式对小纵筋率(ρ<1.0%)试件的预测结果偏于不安全.另外,规范公式对尺寸效应考虑不足或未考虑尺寸效应,导致对截面有效高度d>0.5 m的大尺寸试件的预测结果偏于不安全.本文公式计入了纵筋率和截面尺寸效应的影响,对低纵筋率和大尺寸试件的受剪承载力预测精度、预测稳定性和预测安全度较规范公式明显提高.【相关文献】[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.[2]ACI Committee 318. ACI 318-14 Building code requirements for structural concrete and commentary [S]. Farmington, Minnesota, USA: American Concrete Institute, 2014.[3]袁健, 易伟建. 钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算模型误差分析[J]. 建筑结构学报, 2014, 35(9): 72-81. DOI:10.14006/j.jzjgxb.2014.09.010. Yuan Jian, Yi Weijian. Error analysis of shear capacity calculation models for reinforced concrete beams without web reinforcement[J]. Journal of Building Structures, 2014, 35(9): 72-81. DOI:10.14006/j.jzjgxb.2014.09.010.(in Chinese)[4]Collins M P, Bentz E C, Sherwood E G. Where is shear reinforcement required? Review of research results and design procedures[J]. ACI Structural Journal, 2008, 105(5): 590-600.[5]于磊, 车轶, 宋玉普. 大尺寸钢筋混凝土无腹筋梁受剪试验研究[J]. 土木工程学报, 2013, 46(1): 1-7. Yu Lei, Che Yi, Song Yupu. Experimental study on shear strength of large-size reinforced concrete beams without web reinforcement[J].China Civil Engineering Journal, 2013, 46(1): 1-7. (in Chinese)[6]Kani G N J. The riddle of shear failure and its solution[J]. ACI Journal Proceedings, 1964, 61(4): 441-468.[7]Zsutty T C. Shear strength prediction for separate categories of simple beam tests[J]. ACI Journal Proceedings, 1971, 68(2): 138-143.[8]Bažant Z P, Kim J K. Size effect in shear failure of longitudinally reinforced beams[J]. ACI Journal Proceedings, 1984, 81(5): 456-468.[9]Russo G, Somma G, Mitri D. Shear strength analysis and prediction for reinforced concrete beams without stirrups[J]. Journal of Structural Engineering, 2005, 131(1): 66-74. DOI:10.1061/(asce)0733-9445(2005)131:1(66).[10]魏巍巍, 贡金鑫, 车轶. 无腹筋钢筋混凝土受弯构件基于修正压力场理论的受剪计算[J]. 建筑结构学报, 2010, 31(8): 79-85. Wei Weiwei, Gong Jinxin, Che Yi. Shear strength of reinforced concrete members without stirrups based on modified compression field theory[J]. Journal of Building Structures, 2010, 31(8): 79-85. (in Chinese)[11]Choi K K, Park H G, Wight J K. Unified shear strength model for reinforced concrete beams—Part Ⅰ: Development[J]. ACI Structural Journal, 2007, 104(2): 142-152.[12]王景全, 戚家南. 有腹筋与无腹筋钢筋混凝土梁抗剪承载力统一计算方法[J]. 土木工程学报, 2013, 46(7): 47-57. Wang Jingquan, Qi Jianan. Unified shear strength computation model for reinforced concrete beams with and without stirrups[J].China Civil Engineering Journal, 2013, 46(7): 47-57. (in Chinese)[13]刘立新. 钢筋混凝土深梁、短梁和浅梁受剪承载力的统一计算方法[J]. 建筑结构学报, 1995,16(4): 13-21. Liu Lixin. An unified calculation method for shear capacity of R.C. deep beams, short beams and shallow beams[J]. Journal of Building Structures, 1995, 16(4): 13-21. (in Chinese)[14]Kuo W W, Hsu T T C, Hwang S J. Shear strength of reinforced concrete beams[J]. ACI Structural Journal, 2014, 111(4): 809-818. DOI:10.14359/51686733.[15]Tureyen A K, Frosch R J. Concrete shear strength: Another perspective[J]. ACI Structural Journal, 2003, 100(5): 609-615. DOI:10.14359/12802.[16]Reineck K H, Bentz E C, Fitik B, et al. ACI-DAfStb database of shear tests on slender reinforced concrete beams without stirrups[J]. ACI Structural Journal, 2013, 110(5): 867-876.DOI:10.14359/51686819.[17]高丹盈. 钢纤维钢筋混凝土无腹筋梁的斜截面抗剪强度[J]. 水利学报, 1992(2): 63-66,79.[18]American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO-LRFD bridge design specifications[S]. Washington DC,USA: AASHTO, 2014.。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ＶＯ１．４４ＮＯ．１Ｊａｎ．２０１４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ０５０５．２０１４．０１．０２４
无腹筋ＲＵＨＴＣＣ梁抗剪性能试验研究
侯利军陈达徐世娘张秀芳
（ＵＨＴＣＣ）．ｈｅｔｂｅｎｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｎｓｉｘｒｅｉｎｆｏｒｅｅｄＵＨＴＣＣ（ＲＵＨＴＣＣ）ｂｅａｍｓａｎｄｆｏｕｒｒｅｉｎｆｏｒｅｅｄｃｏｎ．
跨中荷载作用下的６根钢筋增强ＵＨＴＣＣ（ＲＵＨＴＣＣ）梁和４根钢筋混凝土（ＲＣ）对比梁进行了受弯试验．对比研究了ＲＵＨＴＣＣ梁的抗剪性能，包括裂缝扩展形态、荷载一挠度曲线、剪切开裂荷载、极限剪切能力以及剪切强度等．试验结果表明，随着配筋率的增大和剪跨比的减小，ＲＵＨＴＣＣ梁的破坏模式由弯剪破坏转变为剪压破坏，极限剪切承载能力逐渐增大．ＲＵＨＴＣＣ梁的极限剪切能力约为ＲＣ梁的２倍，平均抗剪强度约为ＵＨＴＣＣ抗拉强度的０．８６倍；ＲＵＨＴＣＣ梁表现出
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｓｔａｌＤｉｓａｓｔｅｒａｎｄＤｅｆｅｎｃｅｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｎｄａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）
ｃｒｅｔｅ（ＲＣ）ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｍｓａｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｎｄｅｒａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｌｏａｄｉｎｇａｔｍｉｄ — ｓｐａｎ．Ｔｈｅｖａｒｉｅｄ
第４４卷第１期
２０１４年１月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｐａｒｍｅａｔｅｒｓｗｅｒｅｈｅｔｓｈｅｒ— ａｓｐａｎｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ．ＴｈｅｓｈｅｒａｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｈｅｔＲＵ— ＨＴＣＣｂｅａｍｓｎｄａｈｏｔｓｅｏｆｈｅｔＲＣｂｅｍｓａｗｅｒｅｃｏｍｐｒｅａｄ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｄｉａｇｏｎａｌｃｒａｃｋｐａｔｔｅｒｎ。ｔｈｅｌｏａｄ — ｄｅｌｅｆｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅ，ｔｈｅｓｈｅｒａｃｒａｃｋｉｎｇｌｏａｄ，ｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅｒａｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｈｅｒａｓｒｅｔｎｇｔｈ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｈａｔｔｗｉｔｌ１ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｈｅｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏａｎｄｈｅｔｄｅ — ｃｒｅａｓｅｉｎｈｅｔｓｈｅｒ— ａｓｐａｎｒａｉｏ，ｔｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｏｆｈｅｔＲＵＨＴＣＣｂｅａｍｓｔｒａｎｓｆｏｒｎｑｓｆｒｏｍｌｅｆｘｕｒｅ — ｓｈｅａｒｔｏｓｈｅａｒ．ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｈｅｔｕｌｉｍａｔｔｅｓｈｅａｒｃａｐａｃｉｔｙｒｉｓｅｓｇｒａｄｕａｌｌｙ．ＴｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅｒａｃａｐａｃｉｔｙｏｆｈｅｔＲＵＨＴＣＣｂｅａｍｓｉｓａｂｏｕｔｔｗｉｃｅｔｈａｔｏｆｈｅｔＲＣｂｅａｍｓ．ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｈｅａｒｓｒｅｔｎｇｔｈｏｆｔｈｅＲＵＨＴＣＣｂｅｍｓａｉｓａｂｏｕｔ０．８６ｔｉｍｅｓｔｈａｔｏｆｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅＵＨＴＣＣ．ＴｈｅＲＵＨＴＣＣｂｅｍｓａｐｒｅｓｅｎｔｈｅｔｓｔａｂｌｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｆｅｄｉａｇｏｎａｌｃｒａｃｋｓ．ｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｒａｃｋｗｉｄｈｔｂｅｌｏｗ０．１ｍｍｕｎｄｅｒｈｅｔｕｌｔｉｍａｔｅｓｅｖｉｒｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ＴｈｅｍｉｎｉｍｕｍｗｅｂｒｅｉｎｆｃｌｒｃｅｍｅｎｔｒａｉｔｏｉｓｎｏｔｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒｈｅｔＲＵＨＴＣＣｂｅａｍｓｄｕｅｔｏｉｔｓｌｒｇａｅｐｏｓｔ．ｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｅｒｖｅｓｈｅｒａｃａｐａｃｉｔｙｎｄａｉｎｆｅｃｒａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｓｈｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｕｌｔｒａｈｉｇｈｔｏｕｇｈｎｅｓｓｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｓｈｅａｒｒｅｓｐｏｎｓｅｓ
ｏｆＲＵＨＴＣＣｂｅａｍｓｗｉｔｈｏｕｔｓｔｉｒｒｕｐｓ
ＨｏｕＬｉｊｕｎＣｈｅｎＤａＸｕＳｈｉｌａｎｇＺｈａｎｇＸｉｕｆａｎｇ
稳态的多条细密斜裂缝扩展模式，在正常使用极限状态下，其最大裂缝宽度低于０．１ｍｍ．基于
ＲＵＨＴＣＣ梁良好的裂缝控制能力以及较高的富余剪切承载能力，不需设置最小配箍率．关键词：超高韧性水泥基复合材料（ＵＨＴＣＣ）；配筋率；剪跨比；裂缝扩展；剪切强度中图分类号：ＴＵ３１７文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ０５０５（２０１４）０１－０１３３－０７
（河海大学海岸灾害与防护教育部重点实验室，南京２１００９８）（浙江大学建筑工程学院，杭州３１００５８）（大连理工大学建设工程学部，大连１１６０２４）
摘要：为了探究超高韧性水泥基复合材料（ＵＨＴＣＣ）的抗剪性能，以配筋率和剪跨比为参数，对