高強鋼筋混凝土深梁受剪性能試驗及數值模擬

郭揚東,李樹山，張鋒劍，解 偉,師 政,，曹夫利,

(1.華北水利水電大學 土木與交通學院，河南 鄭州 450045；2.河南城建學院 土木與交通工程學院，河南 平頂山 467036)

我國混凝土結構設計規范[1]將跨高比小于2的梁定義為深梁，深梁的“拱作用”受力特征區別于普通梁的“梁作用”，因此深梁破壞形式多為受剪破壞。深梁多應用于大跨度橋梁、高層建筑剪力墻中，且為主要受力構件。

對于深梁，我國設計規范基于大量試驗而推出半經驗半理論公式，對于跨高比不大于2的深受彎構件，剪跨比均取0.25，且忽略箍筋作用。歐洲、日本、美國規范均采用拉-壓桿模型(strul-and-tie model)計算混凝土深受彎構件的受剪承載力，合理考慮了剪跨比、水平筋配筋率、加載方式、材料強度的影響。剪跨比在國外規范中作為一個重要的計算因素，而我國對于剪跨比考慮不足，剪跨比對深梁設計的影響還需更深入地研究[1-4]。

結合國內眾多學者對于深受彎構件的研究成果，為提高深梁的受剪性能，在不改變結構形式的情況下，本文使用高強材料(混凝土強度等級為C50，縱向受力鋼筋為HTRB600)研究剪跨比為0.3、0.6、0.9的情況下，深梁的受力特征、破壞形態、撓度變化等，并借助ANSYS有限元分析軟件，進一步驗證試驗結果。

1 試驗概況

1.1 試件設計

對三根相同尺寸的深梁構件進行受剪性能試驗研究，其中深梁的凈跨l0為1 200 mm，跨高比為2，具體試驗方案見表1，試件結構圖如圖1所示。

表1 試件設計參數

圖1 試件尺寸及配筋圖(單位：mm)

深梁試件使用C50混凝土澆筑，預留6個150 mm×150 mm×150 mm立方體試塊，測定混凝土力學性能[5]，試塊與深梁試件在同條件下自然養護?！?br>