論文導(dǎo)讀：自從美國(guó)加州大學(xué)Ngo.D和Scordelis.A.C于1967年首次發(fā)表“鋼筋混凝土梁的有限元分析”一文開始。鋼筋混凝土力學(xué)計(jì)算中重要的一項(xiàng)——抗剪承載力的計(jì)算。現(xiàn)有的鋼筋混凝土梁抗剪計(jì)算模型普遍采用以下幾種:軟化桁架模型、45°桁架模型、變角度桁架模型和修正的受壓場(chǎng)理論模型等,后兩種模型的精度還依賴于斜裂縫傾角的準(zhǔn)確估算;而Chen等對(duì)纖維布抗剪加固的精確計(jì)算模型,其前提是已知斜裂縫的傾角值。
1.鋼筋混凝土力學(xué)發(fā)展歷史
自從美國(guó)加州大學(xué)Ngo.D和Scordelis.A.C于1967年首次發(fā)表“鋼筋混凝土梁的有限元分析”一文開始 。自此，至此后的1982年，鋼筋混凝土力學(xué)處于快速發(fā)展階段；而成1982年以后至今，鋼筋混凝土力學(xué)基本處于相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展階段。
鋼筋混凝土力學(xué)計(jì)算中重要的一項(xiàng)——抗剪承載力的計(jì)算。從早期的“分離裂縫”模型到后來(lái)的“分散裂縫”模型的建立。現(xiàn)有的鋼筋混凝土梁抗剪計(jì)算模型普遍采用以下幾種 :軟化桁架模型、45°桁架模型、變角度桁架模型和修正的受壓場(chǎng)理論模型等,后兩種模型的精度還依賴于斜裂縫傾角的準(zhǔn)確估算;而 Chen 等對(duì)纖維布抗剪加固的精確計(jì)算模型,其前提是已知斜裂縫的傾角值。免費(fèi)論文。發(fā)展到如今，結(jié)合數(shù)字計(jì)算器的高端性能，結(jié)合有限元的分析方法，計(jì)算模型和方法日趨完善。
目前世界各國(guó)學(xué)者就鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的剪切強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究，提出了多種理論 。這些理論有：(1) 按桁架或拱的模擬分析。 這種理論指出鋼筋中拉應(yīng)力和斜裂縫間混凝土中壓應(yīng)力的存在，指出箍筋角度變化是對(duì)它的應(yīng)力的影響。但這種理論沒有說(shuō)明已被確認(rèn)的事實(shí)，即梁的抗剪強(qiáng)度是由混凝土和抗剪鋼筋共同承擔(dān)的，并且這種理論沒有考慮變形協(xié)調(diào)。(2) 基于混凝土在復(fù)雜應(yīng)力作用下的極限破壞理論。這個(gè)理論建立在破壞階段內(nèi)外力平衡的基礎(chǔ)上。(3)應(yīng)用有限元法的分析。免費(fèi)論文。即將梁分割成一個(gè)由許多離散單元組成的結(jié)構(gòu)物，這些單元僅在結(jié)點(diǎn)鉸接相連，對(duì)不同材料的單元采用各自的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，然后作為平面應(yīng)力問(wèn)題求解。
2.各國(guó)規(guī)范比較
長(zhǎng)期以來(lái) ,人們都是采用基于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求得經(jīng)驗(yàn)公式 ,對(duì)剛筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 。由于剛筋混凝土力學(xué)性能的復(fù)雜性 ,斜截面抗剪承載力的影響因素很多，包括剪跨比，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，腹筋配筋，縱筋的配筋量，界面的尺寸效應(yīng)，軸向力的影響，支座約束的影響，加載方式等，從而導(dǎo)致試驗(yàn)和檢測(cè)手段的差異性 ,無(wú)法在試驗(yàn)中獲得試件的全部結(jié)構(gòu)性能。因此 ,就某一特定結(jié)構(gòu)所得到的試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)公式，各國(guó)的相應(yīng)規(guī)范會(huì)有很大的出入。在這里對(duì)中，英，美國(guó)的規(guī)范做出相應(yīng)的比較和分析。
2.1我國(guó)規(guī)范
鋼筋混凝土的受剪承載力計(jì)算由于其影響因素多 ,受力狀態(tài)復(fù)雜 ,一直都是鋼筋混凝土研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。建國(guó)以來(lái) ,我國(guó)分別于 1966年、 1974年、 1989年和 2002 年頒布了 4 本混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 ,都分別對(duì)鋼筋混凝土抗剪強(qiáng)度的計(jì)算提出了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。其中 1966 年頒布的BJG-21-66 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范幾乎完全參照 1955年蘇聯(lián)頒布的規(guī)范 HnTy-123-55 ,這不僅不符合我國(guó)國(guó)情 ,而且在安全性上也存在很大問(wèn)題 ,因此 ,從某種意義上來(lái)說(shuō) ,它還不能算作是我國(guó)的第一本規(guī)范。從 20 世紀(jì) 60年代后期到 70 年代初 ,我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)際進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究 ,于 1974年頒布了 TJ 10-74 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 ,現(xiàn)行施工規(guī)范就是以這個(gè)為依據(jù)。
分析現(xiàn)行規(guī)范，發(fā)現(xiàn)其存在以下問(wèn)題：
�。�1)縱筋對(duì)混凝土有銷栓作用 ,所以縱筋的配筋率對(duì)鋼筋混凝土的抗剪是有影響的 ,規(guī)范中沒有反映出這一有利因素。當(dāng)然 ,對(duì)于設(shè)計(jì) ,是偏于安全的。
（2)抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)率是小于截面高度的增長(zhǎng)率的 ,規(guī)范中沒有考慮尺寸效應(yīng)。
�。�3)支座負(fù)彎矩的出現(xiàn)是對(duì)抗剪有利的 ,是偏于安全的 ,規(guī)范中忽略了這一點(diǎn)。
�。�4)規(guī)范中考慮剪跨比的影響只針對(duì)受集中荷載作用的構(gòu)件 ,而對(duì)受分布荷載的構(gòu)件卻未考慮剪跨比的影響。
2.2中美設(shè)計(jì)規(guī)范的比較
J TG D60 - 2004規(guī)范和 AASHTO LRFD 規(guī)范按極限承載能力效應(yīng)組合計(jì)算出的內(nèi)力相差較大 ,但用 2 種規(guī)范計(jì)算出的抗彎配筋面積和抗剪承載力卻基本相同。主
要原因有:
(1)荷載取值不同。
(2)承載能力極限狀態(tài)效應(yīng)組合系數(shù)不同。
(3)材料參數(shù)取值不同。
(4)活載橫向分布系數(shù)和車道橫向折減系數(shù)不同。
(6)抗彎承載力公式系數(shù)不同 ,抗剪承載力公式內(nèi)容有差別。
2.3中英設(shè)計(jì)規(guī)范的比較
�。�1)我國(guó)混凝土中的斜截面受剪承載力只考慮了混凝土的抗拉強(qiáng)度和箍筋的抗拉強(qiáng)度 ,而英國(guó)規(guī)范中則分別考慮了縱筋的強(qiáng)度、 混凝土抗壓強(qiáng)度和箍筋強(qiáng)度 ,考慮因素較我國(guó)全面。
（3)英國(guó)混凝土規(guī)范對(duì)構(gòu)件的斜截面受剪承載力計(jì)算分的比較細(xì)致,不同應(yīng)力階段有不同的受剪承載力計(jì)算方法 ,而我國(guó)則為單一的公式。
�。�4)我國(guó)斜截面受剪承載力計(jì)算值較英國(guó)規(guī)范偏小,即英國(guó)混凝土規(guī)范的計(jì)算值偏于保守。
3.總結(jié)
本文通過(guò)查閱相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，對(duì)鋼筋混凝土的抗剪性能和計(jì)算做了相關(guān)的闡述。在查閱的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多計(jì)算式和相關(guān)參數(shù)的取值還是采用的半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法，世界各國(guó)的規(guī)范也是各有差異，這些都說(shuō)明對(duì)于鋼筋混凝土力學(xué)的研究，目前還沒有一個(gè)十分完善的分析研究方法，這就有待于后續(xù)工作者的努力奮斗。
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