竖向荷载下板柱内节点冲切承载力与变形研究

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1、竖向荷载下板柱内节点冲切承载力与变形研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：邱鹏指导教师：王志军教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月StudyonPunchingCapacityandDeformationofInteriorSlab-columnConnectionsunderVerticalLoadAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineer

2、ingByQiuPengSupervisedbyProf.WangZhijunSpecialty：StructuralEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要包括钢筋混凝土空心楼盖在内的板柱结构具有体系简洁、易于建造、空间利用率高、造价低、模板工程量少等优点，得到了越来越广泛的应用。但由于节点处受力复杂，应力集中，容易发生冲切破坏，从而导致灾难性的后果。虽然国内外研究者在板柱节点冲切问题上做了大量的研究工作，

3、但对冲切破坏机理的认识未达成一致，且研究的焦点大都集中在冲切承载力上，对冲切破坏的变形能力则重视不够。实际工程中，即使板柱结构不作为主要的抗侧力结构，但板-柱节点也必须具有足够的变形能力，以便和主要抗侧力结构协调变形。因此有必要对节点冲切破坏机理和变形能力进行深入分析。竖向荷载作用下板柱节点变形性能直接决定了其在水平荷载作用下的变形能力，故本文首先针对竖向荷载作用下的板柱节点冲切承载力和变形进行相关研究，主要工作及结论如下：①根据已有试验资料介绍了板柱节点的三种破坏形态并进行了对比。从冲切破坏机理方面对这三种破坏类型的本质进行了分析，认为这

4、三种破坏实质都是混凝土弯曲裂缝的不断发展，造成受压区高度的不断减小，最终由于混凝土剪压区在压剪复合应力下达到极限强度而破坏。②详细介绍了六种主要的冲切承载力计算方法，其中包括5种主流设计规范：ACI318-11、GB50010-2010、BS8110-97、EN1992-1-1、DIN1045-1:2008，以及由D.D.Theodorakopoulos提出的被广泛认可的公式，并利用大量试验数据详细对比分析了这六种方法的计算误差，表明ACI318-11和GB50010-2010由于公式考虑的影响因素较少，计算结果离散性较大；BS8110-9

5、7、EN1992-1-1和DIN1045-1:2008公式中所考虑的影响因素较为全面，整体上来讲这三种方法计算效果较好；D.D.Theodorakopoulos公式具有较为充实的理论基础，计算结果也较好，但不足的是对于纵筋销栓作用的考虑较粗糙，且忽略了混凝土尺寸效应。③搜集整理了203个包含冲切变形的冲切破坏试验数据，建立了相应的数据库。从弯剪裂缝发展机理、剪压区细化层模型以及临界破坏面的确定入手构建了能同时计算冲切承载力和变形的分析模型。论文利用Python语言建立了上述分析模型的计算程序，同试验数据对比发现该模型具有良好的精度，能有效地

6、预测板柱结构的冲切承载力和变形，并利用该模型对四类主要参数对冲切破坏承载力和变形的影响进行了详细分析，所得结论对冲切承载力和变形的提高方面有一定的参考价值。关键词：板柱结构、冲切变形、双剪强度理论、简化莫尔-库仑准则、Python语言I英文摘要ABSTRACTTheslab-columnstructurewhichcontainsreinforcedconcretehollowfloorismoreandmorewidelyusedbecauseofmanyadvantagessuchassimplearchitecture,easytob

7、uild,increasingthebuildingspaceutilization,cost-efficient,lessform-work,buttheforcesattheslab-columnconnectionsareverycomplexandthestressesareveryconcentrated,soitispronetopunchingfailure,evenleadingtodisastrousconsequences.Althoughdomesticandforeignresearchershavedonealot

8、ofresearchworkonthepunchingfailureproblem,noagreementsontheunderstandingofthepunchingfail