无抗剪钢筋混凝土板和基础抗冲切承载力计算

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冲切是板的主要破坏形式之一,剪切应力集中在板柱连接区域,板容易在没有明显征兆的情况下发生脆性冲切破坏,进而通过连续倒塌导致整个结构破坏,因此,有必要深入研究板的冲切破坏问题。本文的主要研究内容和结论如下:(1)介绍了计算无抗剪钢筋板和基础抗冲切承载力的理论公式(模式规范fib Model Code 2010)和经验公式(中国规范GB 50010-2010、美国规范ACI 318-19、加拿大规范CSA A23.3-04、欧洲规范EN 1992-1-1:2004和日本规范JSCE 15),并从计算控制截面、有效高度、混凝土强度、尺寸效应、冲切角、板受弯钢筋配筋率和混凝土密度这几个方面比较了各种公式之间的差异。(2)建立了较为完善的包含670个数据(424个为无抗剪钢筋板柱结构,246个为基础)的双向板冲切试验数据库,从数据时间分布、试件几何尺寸、试验参数取值分布这些方面对本文数据库详细说明,讨论了混凝土强度、受弯钢筋配筋率、板截面有效高度、冲跨比、计算控制截面相对周长等因素对各国规范板柱结构和基础抗冲切承载力计算结果的影响,研究表明,我国规范和美国规范冲切公式相对偏于保守,欧洲规范公式的离散程度相对较小;各国规范公式计算基础受冲切承载力比计算板柱结构更偏于保守。各国规范板柱结构和基础的抗冲切承载力随混凝土强度的增大而增大,随受弯钢筋配筋率的增大而增大,随板有效高度的增大而减小,随冲跨比的增大而减小,随计算控制截面相对周长的增大而减小。我国规范规定当板高度大于800mm时考虑尺寸效应的折减与实际工程不符,应当适当调整。(3)通过分析无量纲板和基础的抗冲切承载力与各影响因素的关系,发现混凝土强度ft和受弯钢筋配筋率ρ对板和基础抗冲切承载力的影响大概符合ft和ρ1/5形式。其次,考虑尺寸效应、冲跨比和计算控制截面相对周长等因素,推导出改进后的既适用于板柱结构又适用于基础的板抗冲切承载力计算公式,将拟合公式的计算结果与试验结果比较,发现拟合公式的结果与试验结果接近,离散程度较小。
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