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开小孑纸罨炷良蛑Я旱氖芰π阅苁匝檠芯张士元庋缀,郑百林嘏舴!狿—随着高层建筑的发展,房屋内的各种设备管道缦馈⑼ǚ纭⒏潘越来越多,而楼层的净高度不变,势必在钢筋混凝土梁上开设空洞;这将影响钢筋混凝土梁的原有强度和刚度,增加其挠度,甚至于缩短摘要:开小孔的钢筋混凝土粱拙禿与梁高刃∮.具有节省空间和材料等优点,在土木工程中被广泛运用。其受力性能不同于无孔钢筋混凝土梁,孔洞的形状和位置对钢筋混凝土梁的受力性能有明显影响。运用光弹试验研究在集中荷载作用下,对各种形状孔洞在不同位置时的孑粗鼙咧饔αΨ植迹佣贸隹锥吹暮侠形状和位置。再通过承载试验,研究了不同孔洞直径和孔洞位置条件下,梁破坏裂缝的开展,孔边箍筋以及跨中部纵筋的应变分布、挠度变化。根据本次试验结果以及文献资料,提出开小孔钢筋混凝土简支梁在集中荷载作用下的斜截面承载力计算公式。关键词:钢筋混凝土开軱梁;光弹试验;承载试验;孑吹男巫春臀恢茫豢妆咧饔αΓ恍苯孛娉性亓扑獃,猦琙/,福州;愣üひ荡笱聊居虢煌üこ萄г海阒中图分类号:文献标志码:文章编号:—.猯琀:甌琣瓵.,,瑂猻琩,甌篟籶;籶籪收稿日期:..基金资助:国家自然科学基金资助作者简介:张士元校V荩┦浚苯淌冢芯糠较颍汗烫辶ρВ瓻:.通信作者:郑百林,:..,,瓼珿,甋,
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卜畛灰灰芝竺:蹙ン弥幄怼卜等雩凰愫光弹试验其使用寿命,引发构件破坏。因此对钢筋混凝土开孑旱氖芰π阅芙醒芯渴鞘钟斜匾5摹T缭年,甆等对于开大孑母纸罨炷亮航辛搜芯浚⑻岢龇赐涞阍谥ǜ说闹械愦Γǜ怂芗力与其截面面积有关。同年,。蚃。口。研究了涂?琢旱牧盐品⒄购推苹怠0耸年代,⒖仔奈恢枚粤菏芰π阅艿挠跋欤⑻岢鱿关的极限承载力的计算方法。瓸.【分析了开孔梁开设不同形状孔时的孔边应力分布情况。在国内,原一机部设计总院殷芝霖口’研究了开矩形和圆形孑保纸罨炷亮旱氖芰π阅懿⑻岢龈慕纳杓方案。华南理工大学蔡健等人一’涝蚨愿共靠T部缀头叫慰椎目?琢航辛讼盗惺匝檠芯浚岢隽似渖计方法。合肥工业大学、福州大学、郑州工学院等也展开研究,并取得一定成果。上述研究主要是针对开大孔的钢筋混凝土梁,但是对于开小孔拙队肓焊弑刃∮,其受力性能、破坏机理等更接近无孔钢筋混凝土梁。而设计者一旦遇到此类问题,就盲目地在孔洞周围加钢筋,这样就造成间接经济损失和施工的困难。本文运用光弹试验对开小孔简支梁在集中荷载作用下,不同形状孔洞在不同位置下孔周主应力变化情况进行研究,从而确定出孔洞合理形状和合理位置。再通过开有不同孑粗本逗涂锥次恢玫母纸罨炷恋某性厥匝椋芯挎軱边箍筋和跨中部纵筋的应力变化情况、裂缝的开展情况、开孔处和跨中的挠度变化情况以及梁的极限承载力,探索其设计方法。模型准备本次试验使用獠獾砸墙校跷萍妒蒞石英补偿器进行量测,读数精度为×’⑼衷残巍矩形孔。制成的模型经过退火处理,消除加工的应力。由于模型梁处于平面受力状态,模型的长度和高度远比厚度大,因此二维应变模型可用二维应力模型代替。个模型梁的跨度,截,在不同位置上分别开圆形、椭圆形、矩形孔。为了进行几种不同孔形之间比较,开孔面积一致。其中开圆形孔的梁的圆形孔直径为。矩形孔长边与短边比或椭圆形孔长轴与短轴比为,按开孔面积等于圆形孔的面积定出孔的折算直径凰愕贸觯壕匦慰椎某け呶.,.。荷载边界条件的处理采用等效的平衡力系来代替原来作用于结构上的力系,荷载值定为,用砝码通过等臂杠杆加到模型上。本次试验个模型的孔形、孔洞尺寸、孔心位置、加载点位置详见表屯。面图獾匝槟P表P土杭负尾问’⋯⋯⋯一一力学季刊第卷孔形孔心位置加载点位置扎形加戴点ナ编号或长短边、/痬高度距左边支座距离,////.
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,等色线条纹代表两主应力差相等的线,即口,一盯:为条纹线数,DP吞跷浦,不受切向和法向荷载作和的边界称为自由边界。在自由边界上的各点,其切向应力为零,该边界即为主平面之一,仅有一个主应力与边界相切,所以自由边界上的各点切线或法线方向即为该点的主应力方向本文试验梁的等色线条纹图见图。与无孔梁等色线颈冉峡芍#诳锥粗鼙哂杏α邢窒螅等色线受到干涉,在开孔处不封闭。梁的跨中部底部等色线级数随孔洞位置从支座向跨中部移动都有增加,其中圆孔时较为明显,椭圆孔时增加最小,矩形孔居中。.锥粗鼙叩闹饔αψ刺孔边应力的分布情况见图αΦノ晃狹矩形孔时,最大主拉应力在孔的左下角和右上角,最大主压应力在孔的右下角和左上角。,最大主应力略有增加。圆形孔时,