鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗(yàn)研究與有限元分析.pdf

1、中圖分類(lèi)號(hào)：UDC：工學(xué)碩士學(xué)位論文鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗(yàn)研究與有限元分析碩士研究生：于鳳龍導(dǎo)師：曹大宮專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程揚(yáng)州大學(xué)二0一五年六月于風(fēng)龍鋼筋混凝土缺角板受彎性能試驗(yàn)研究與有限元分析摘要舊城改造是我國(guó)各地政府普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系是改造lu建筑物的一種新的理念，可廣泛應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的住宅、旅館、醫(yī)院等建筑物的改造中，尤其能滿(mǎn)足小空間改造成大空間的改造要求。雖然該結(jié)構(gòu)體系早就廣泛應(yīng)用于實(shí)際工

2、程中，但其系統(tǒng)的理論研究在國(guó)內(nèi)外幾乎是空白。在寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系的托換改造流程中，基于施工方便的考慮，在樓面四角開(kāi)孔澆筑柱混凝土，便形成了四角開(kāi)孔鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土缺角板經(jīng)常出現(xiàn)，但各類(lèi)文獻(xiàn)表明國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)到與其有關(guān)的研究報(bào)道。因此，有必要對(duì)缺角板的塑性極限分析進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)研究及有限元分析，研究缺角板在荷載作用下的塑形鉸線的形成、位置以及其極限承載力，有助于合理評(píng)估既有樓面板的承載力，完善其設(shè)計(jì)理論，對(duì)于舊房加固改造具有重要意

3、義。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《鋼筋砼寬柱雙梁框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于舊房托換改造中的設(shè)計(jì)理論研究》，設(shè)計(jì)制作了7塊不同開(kāi)孔系數(shù)的板，圍繞開(kāi)孔大小對(duì)板受彎性能的影響，進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)研究及理論分析。進(jìn)行缺角板靜載試驗(yàn)研究，觀察試驗(yàn)過(guò)程及破壞形態(tài)，研究試件的開(kāi)裂荷載、裂縫的形態(tài)及發(fā)展規(guī)律、極限荷載、屈服線模式等?；谟邢拊浖嗀BAQUS進(jìn)行有限元非線性模擬，并將有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明：四邊簡(jiǎn)支缺角板跨中區(qū)域鋼筋首先

4、發(fā)生屈服，缺角邊周?chē)摻詈蟀l(fā)生屈服，隨后跨中區(qū)域鋼筋屈服范圍不斷擴(kuò)展，同時(shí)往四角延伸，形成塑性鉸線，最終板頂面缺角U角心處混凝土沿著與板邊入致成45。方向被壓碎；開(kāi)孔系數(shù)K值對(duì)缺角板的受力性能和破壞特征產(chǎn)生一定的影響；基于有限元分析方法獲得的開(kāi)裂荷載、屈服荷載和極限荷載與試驗(yàn)結(jié)果吻合相對(duì)較好，說(shuō)明基于ABAQUS對(duì)鋼筋混凝土缺角板的靜力學(xué)性能進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的模擬，同時(shí)也驗(yàn)證了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性；利用塑性鉸線法針對(duì)不同開(kāi)孔系數(shù)K值的缺角板提出不