混凝土简支梁斜截面抗剪强度..docx

混凝土简支梁斜截面抗剪强度 1 影响混凝土抗剪强度 Vc 的主要参数的分析 1.1 混凝土强度的影响 试验表明，混凝土梁抗剪强度的增长与混凝土抗压强度 f cu并非直线关系， 而是按抛物线变化。图1表示前苏联学者无箍筋梁抗剪强度与混凝土强度 feu的 关系，梁混凝土立方体强度feu从20kg/cm2到1000kg/emi变化，曲线为采用fet 为参数的乂表达式，Vc=Kfctbh2°/a=Kf ctbh°/m，m=a/b为剪跨比；直线表示采用f c 为参数的波氏公式，Vc=0.15f cbh2°/c=0.15f cbh°/m。从图可明显地看出，采用fct 为混凝土强度影响参数与试验结果比较相符合，而如果采用 fcu或fc为参数时， 混凝土强度低时，试验值高于计算值；中等强度时，两者相接近；高强度时，试 验值大大低于计算值， 这是很不安全的。 因此，苏联规范对波氏抗剪强度公式进 行了修改，将混凝土强度从fc改为fct。 CEB/FIP规范对无抗剪钢筋构件 V计算 式实际是采用 f ct 为参数。西南交大抗剪试验 [2，3]表明， 把混凝土抗拉强度 fct 做 为混凝土强度对U影响参变量是合适的。考虑到铁路桥梁多使用高强度混凝土， 而采用 fct 为参数，能更明确地反映问题的实质，并可避免单位变换时引起不同 系数的因次带来的麻烦。因此，选取 fct 为混凝土强度的影响参数。 图1苏联无箍筋梁抗剪强度Vc与混凝土 fct的关系 剪跨比m的影响 大量试验表明，剪跨比m是影响混凝土抗剪强度的主要参数之一。 Vc随m的增大而减小，当m44, V基本上就不受m的影响，其变化较 小。各规范在Vc表达式中，对m影响的处理上有所不同。CEB/FIP,BS5400 和《苏联C H M n H -21-75》等规范，其7c取较低值，考虑小剪距比时， 乘一个2/m(m2)的提高系数。我国铁路、公路桥规直接取 1/m，文中分 析时选取 1/m 为参数。 预应力度的影响 [2，3，5] PPC简支T梁试验结果证明，预应力大小对无箍、有箍 PPg支梁 的混凝土抗剪强度Vc有提高作用。这主要是因为预压应力推迟了斜裂缝 的出现和发展，增加了梁混凝土剪压区的高度，从而提高了混凝土剪压 区的抗剪能力。试验分析时，曾采用了两个与预应力度 入相关的提高系 数B或B来表达预应力对vc的提高作用 式中：入为预应力度；M为梁的消压弯矩；M为梁的使用荷载作用下的 弯矩；M为梁的破坏弯矩；考虑到同一配筋的试验梁， M不确定，而M 较为固定，试验分析时用M/Mu反映预应力度的影响较为确定。 图2示出16片3种不同预应力度PPC T型试验梁Vsc/f ctbho与B 的关系：5］，它说明Vc随B 值的增大而提高，基本呈线性关系。对铁路 PPC梁而言，可令M=2M采用B或B 为预应力提高系数都是合适的。 而统计分析结果表明，采用B作为预应力提高系数，有利于把混凝土矩 形和T形梁的抗剪强度表达式统一起来。因此，表达式选用B为提高系 数的参数。 图2 PPC T梁Vc/f ctbho与B 的关系 纵向配筋率的影响(p=100卩) 纵向钢筋对斜截面抗剪起梢栓作用外，还对斜裂缝向下翼缘扩展起 约束作用，间接地影响混凝土的抗剪强度。现行《铁路桥规》的抗剪强 度公式对纵向配筋率的影响(p=100卩)采用(2 + p)线性增加的关系式。根 据收集的试验资料，对剪跨比1.33?3.0的RC无箍筋矩形梁试验数据， 按照 Wfctbh。与(k + p)关系进行回归分析，结果表明，41片m=3试验数 据求得k=2.07，而m=1.33?3.0五组试验数据求得k平均值为2.6，k 值为2.0?2.6左右。西南交大专题分析时仍取(2 + p)为参数。 截面形状的影响 试验表明：刀，PPC无箍筋T梁抗剪强度比PPC矩形梁的要高，应考 虑受压区翼缘的有利作用。在对 PPC T梁混凝土抗剪强度分析时，建议 采用a =1+kh f2/bh0系数考虑T梁压区翼缘对抗剪的有利作用。k值根据 PPC T梁与矩形梁资料分析求得k=1，因此分析时取a =1+h7bh。〉1.2。 (2) (2) (2) (2) 影响箍筋抗剪能力 Vs 主要参数的分析 试验表明 ［3］，梁斜裂缝出现前， 箍筋的应力几乎为零， 它对斜裂缝 出现时的剪力没有多大影响。当斜裂缝一旦出现，其应力便突然增大， 箍筋才发挥作用，除承担部分剪力外，还对斜裂缝的宽度和扩展起约束 作用。大多试验表明，有箍筋梁剪力破坏时与主斜裂缝相交的箍筋大都 可达到屈服强度fVst , p svfvst和斜裂缝水平投影长度C是影响VS的主要因 素。图3表示将西南交大完成的20片PPC T梁(m=3)试验结果，按预应 力提高系数B 值分为4组，每组又包括4种不同配箍率(p sv=O