裝配式建筑具有生產(chǎn)效率高、構(gòu)件質(zhì)量好、現(xiàn)場作業(yè)少等優(yōu)點(diǎn),目前得到了廣泛的應(yīng)用。在預(yù)制裝配式鋼筋混凝土（RC）框架結(jié)構(gòu)體系中,可采用牛腿支承預(yù)制RC梁的方式進(jìn)行拼裝,即先在工廠中預(yù)制好梁和帶牛腿的柱體,然后在施工現(xiàn)場,通過牛腿將預(yù)制梁與預(yù)制柱體進(jìn)行拼接。RC牛腿承擔(dān)著來自預(yù)制梁的荷載,并將其傳遞給柱體,起著傳力樞紐的關(guān)鍵作用。RC牛腿在受力特征上不符合平截面假定,屬于典型D區(qū),若設(shè)計(jì)不當(dāng),易發(fā)生剪切破壞,從而導(dǎo)致建筑物損壞,甚至坍塌。然而,既有規(guī)范公式和分析方法存在諸多不足。鑒于此,本文針對RC牛腿的受剪性能展開系統(tǒng)而深入的研究,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）建立了RC牛腿發(fā)生剪切破壞的構(gòu)件數(shù)據(jù)庫,并基于剪切數(shù)據(jù)庫,對影響RC牛腿受剪承載力的主要影響因素進(jìn)行了綜合分析,為理論分析模型的建立提供依據(jù);（2）基于剪切數(shù)據(jù)庫,對比分析了既有的分析方法及主要國家規(guī)范設(shè)計(jì)公式,并在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于軟化拉壓桿模型的受剪承載力計(jì)算方法,預(yù)測精度優(yōu)于既有方法,可供工程設(shè)計(jì)參考;（3）建立了試驗(yàn)數(shù)據(jù)校正的非線性有限元分析模型,可對RC牛腿進(jìn)行全過程受力分析。 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

廠房RFig.1.2BeamsLappedon

小于牛腿與柱交接面處尺寸的一半，以避免沿牛腿斜邊的局部剪切破壞；3）墊板下混凝土的局壓應(yīng)力不應(yīng)大于0.5fc"，以避免墊板下的局壓破壞；4）墊板外邊緣與牛腿外邊緣的最小距離應(yīng)大于2in（50mm）（即圖1.3中的e），以避免沿牛腿外邊緣破壞，同時(shí)確保主筋的受力性能得以發(fā)揮；5）封閉的水平箍筋應(yīng)均勻分布在靠近主筋的(2/3)d范圍內(nèi)；6）主筋A(yù)s的橫截面積不應(yīng)小于0.004bd，水平箍筋的橫截面積Ah不應(yīng)小于0.5As，并規(guī)定兩者的總配筋率需小于2%；7）當(dāng)牛腿承受豎向作用力和水平作用力時(shí)，應(yīng)將墊塊與主鋼焊接以傳遞水平力。圖1.3RC牛腿Fig.1.3DetailsofRCCorbelKriz和Raths根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象的不同，將RC牛腿的破壞模態(tài)主要分為五種類型：彎拉破壞（FlexuralTension）、受彎破壞（FlexuralCompression）、斜向劈裂破壞（DiagonalSplitting）、剪切破壞（ShearFailure）及構(gòu)造破壞（SecondaryModesofFailure）。但在公式推導(dǎo)時(shí)，Kriz和Raths未區(qū)分破壞模式。1974年，Hermansen和Cowan[4]共對40個(gè)牛腿進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過對照5個(gè)單牛腿的試驗(yàn)，證明了雙牛腿的受力性能與單牛腿相同。根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象，將破壞模態(tài)主要分為三種：剪切破壞、受彎破壞和構(gòu)造破壞。其中，剪切破壞是由牛腿的剪切裂縫引起，破壞形態(tài)表現(xiàn)為牛腿的整體平移；受彎破壞是由牛腿的主筋屈服造成的，破壞形態(tài)表現(xiàn)為牛腿的整體旋轉(zhuǎn)；而構(gòu)造破壞可以通過相關(guān)構(gòu)造措施加以避免。Hermansen和Cowan認(rèn)為，混凝土的內(nèi)聚力c和摩擦角tanφ與混凝土強(qiáng)度等級(jí)無關(guān)，因此提出的基于剪摩擦理論、受彎破壞準(zhǔn)則的牛腿承載力計(jì)算公式中不含混凝土強(qiáng)度這一影響因素。同年，丁斌彥[2,30]通過試驗(yàn)研究表明，根據(jù)剪跨比，牛腿有三種類型破壞模態(tài)：彎

λ<0.1）。彎壓破壞的特征是：斜裂縫開展后不斷地向受壓區(qū)延伸，但很少有分支，斜裂縫外側(cè)部分繞牛腿斜邊下端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖1.4a）。斜壓破壞的特征是：對于箍筋較多的構(gòu)件，出現(xiàn)斜裂縫后隨著荷載的增加，出現(xiàn)大量短小斜裂縫（如圖1.4b）；對于箍筋不足的構(gòu)件，不會(huì)出現(xiàn)短小斜裂縫，而是斜裂縫開展到一定程度后突然斷裂（如圖1.4c，或稱“劈裂破壞”）。剪切破壞（或稱“直剪破壞”）的特征是：牛腿與柱交界面處出現(xiàn)一系列短斜裂縫，最后沿此裂縫發(fā)生斷裂破壞（如圖1.4d）。(a)彎壓破壞(b)斜壓破壞(c)劈裂破壞(d)直剪破壞圖1.4RC牛腿破壞模態(tài)Fig.1.4RCCorbelFailureModes同時(shí)，丁斌彥采用彎矩平衡分析RC牛腿的承載力，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了含水平力作用的牛腿承載力公式，被我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所采用。1976年，Mattock等[5]對28個(gè)牛腿進(jìn)行試驗(yàn)研究，并提出牛腿的承載力計(jì)算公式，被美國ACI318-14規(guī)范所采用。Mattock等將牛腿的破壞模態(tài)分為三種類型：受彎破壞（FlexuralFailure）、斜拉破壞（DiagonalTensionFailure）、剪壓破壞（Beam-ShearTypeFailure）。以剪摩擦理論、彎曲理論分別分析了梁剪破壞和受彎破壞情況下的承載力，并取小值作為設(shè)計(jì)值。Mattock等提出的剪摩擦理論公式參照了其先前提出的模型[6]，并考慮了水平作用力的影響。1983年，Hagberg[7]總結(jié)了歐洲與美國關(guān)于牛腿的常規(guī)設(shè)計(jì)方法及相關(guān)文獻(xiàn)，基于破壞時(shí)的試驗(yàn)現(xiàn)象提出一些基本假設(shè)，并基于桁架模型提出了牛腿的承載力計(jì)算公式。該模型考慮了主筋、箍筋、混凝土和墊塊的影響，并計(jì)算了壓桿壓潰及拉桿屈服時(shí)的牛腿承載力。1989年，F(xiàn)attuhi和Hughes[8]對鋼纖維混凝土牛腿與RC牛腿進(jìn)行對比試驗(yàn)研究，表明：添加鋼纖維可提高牛腿的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和延性，且鋼

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁局部應(yīng)力分析及拉—壓桿設(shè)計(jì)[D]. 張文學(xué).同濟(jì)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]鋼筋混凝土牛腿基于拉壓桿模型的抗剪承載力分析[D]. 王小兵.華北水利水電大學(xué) 2016
[2]新型全預(yù)制裝配式混凝土框架節(jié)點(diǎn)的研究[D]. 黃祥海.東南大學(xué) 2006
[3]鋼筋鋼纖纖維混凝土牛腿力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 徐磊.鄭州大學(xué) 2002



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