基于工程案例的砌體結(jié)構(gòu)卸載內(nèi)拱效應(yīng)研究

□□ 王藝霖，夏風(fēng)敏，劉巧玲，岳慶霞

(山東建筑大學(xué) 建筑結(jié)構(gòu)加固改造與地下空間工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101)

引言

內(nèi)拱效應(yīng)是建筑結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種隱蔽型力學(xué)效應(yīng)，廣泛存在于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件(梁板)、砌體構(gòu)件之中。對(duì)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，內(nèi)拱效應(yīng)的存在使得其實(shí)際承載能力明顯大于按簡(jiǎn)化模型計(jì)算得到的理論承載能力。李月等[1]通過(guò)試驗(yàn)證明了鋼筋混凝土框架梁中內(nèi)拱效應(yīng)的存在并從理論分析和試驗(yàn)兩方面量化了其對(duì)構(gòu)件受彎承載力的提高程度；蘇幼坡等[2-3]通過(guò)24個(gè)試件對(duì)鋼筋混凝土梁的內(nèi)拱效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，也證明了拱效應(yīng)可顯著提高梁的極限承載力(相比按塑性鉸理論得到的理論計(jì)算值可增大94%左右)，同時(shí)歸納出了影響梁中拱效應(yīng)的主要因素，進(jìn)而通過(guò)對(duì)突加荷載作用下的性能研究，建議在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)時(shí)宜考慮內(nèi)拱效應(yīng)的影響；陳明輝[4]通過(guò)研究得到鋼筋混凝土梁中的內(nèi)拱效應(yīng)可使構(gòu)件極限承載力提高1倍左右，同時(shí)發(fā)現(xiàn)梁內(nèi)縱筋的配筋率越低、則極限承載力提高的幅度越顯著；王磊等[5]分析了銹蝕鋼筋混凝土梁中存在的內(nèi)拱效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其會(huì)隨著荷載等級(jí)與鋼筋銹蝕率的增加而增強(qiáng)。基于這些機(jī)理研究，董衛(wèi)等[6-7]提出了一種基于內(nèi)拱效應(yīng)的鋼筋混凝土梁設(shè)計(jì)方法以及一種基于內(nèi)拱效應(yīng)的銹蝕鋼筋混凝土梁修復(fù)加固方法。

對(duì)于砌體構(gòu)件，在受壓時(shí)豎向荷載一般并不會(huì)從加載位置均勻向下分布給底部以下的砌體，而是會(huì)被砌體向加載位置的兩側(cè)傳遞，形成一種拱形的荷載傳遞路線，這就是內(nèi)拱效應(yīng)。……