[發明專利]一種抗剪增強型鋼筋混凝土梁及其方法

有效

• 申請號: 202210192352.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114412064B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 付李;王浩;張莉佳;尹強圣
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: E04C3/20
• 分類號: E04C3/20;E01D2/00;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 朱振德

本發明公開了一種抗剪增強型鋼筋混凝土梁及其方法，包括：混凝土體；鋼筋骨架，設置在所述混凝土體內，其包括縱筋和包裹約束所述縱筋的若干箍筋，所述縱筋沿所述混凝土體長度方向設置且關于梁軸線平行對稱設置；其中，所述梁軸線與所述混凝土梁底之間的混凝土體上設置有若干預設孔洞，所述預設孔洞關于中央橫截面對稱設置，在中央橫截面同一側的所述預設孔洞的中軸線與中央縱斷面的交點在同一條直線上，且所述直線經過所在中央橫截面同一側的集中力加載點。本發明使RC梁受剪承載力和變形能力大幅提升且穩定在高水平。

技術領域

本發明涉及建筑結構技術領域，具體涉及一種抗剪增強型鋼筋混凝土梁及其方法。

背景技術

鋼筋混凝土結構是當今使用最為廣泛的結構形式。它主要由梁、柱、板、墻、基礎等主要承重構件組成。鋼筋混凝土梁(reinforced concrete beam，簡稱RC梁)是建筑、橋梁等結構的核心承重構件，主要承受彎矩、剪力等荷載形式。其主要特點是，在主要承受彎矩的區段內，沿梁的下部配置縱向受拉力鋼筋以承擔梁橫截面彎矩引起的拉力作用。在彎矩和剪力共同作用的區段內，配置橫向箍筋和斜向鋼筋，它們和混凝土以及縱向鋼筋共同承擔剪力。斜向鋼筋一般由縱向鋼筋彎起，也稱為彎起鋼筋。RC梁的受剪承載力分為混凝土、箍筋、彎起鋼筋的承載力三個部分，并分別進行計算設計。當剪跨比(RC梁有效高度和剪跨長度的比值)大于2.0時，RC梁的斜截面受剪主要有斜拉破壞和剪壓破壞2種形式。當配箍率較少時，RC梁受剪破壞呈現脆性顯著的斜拉破壞形式，一旦裂縫出現，便很快形成臨界斜裂縫，與臨界斜裂縫相交的腹筋很快屈服甚至被拉斷，承載力急劇下降。當配箍率適當，RC梁受剪破壞呈現脆性的剪壓破壞形式，在彎剪區段的受拉區邊緣先出現一些豎向裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向形成一些斜裂縫，而后又產生一條較寬的臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現后迅速延伸，使斜截面剪壓區的高度縮小，最后導致剪壓區的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。兩種破壞形態的RC梁受剪承載力不同，剪壓破壞時較大，斜拉較小。

目前，現有的RC梁在受剪性能方面存在以下問題：雖然采用構造措施，能夠防止斜拉破壞，但是對于剪壓破壞，RC梁的受剪承載力的變化幅度較大；當剪跨比介于2.0和4.0之間這一常用范圍時，接近50％的RC梁受剪承載力的試驗結果的上限值可達下限值的2～3倍。

上述問題導致：第一，RC梁的受剪承載力難以估測，設計中只能采用試驗結果的下包線，即取下限值。這造成在大部分情況下，RC梁的受剪承載力設計趨于保守，浪費了大量的建筑材料，不利于減碳環保的綠色發展。第二，RC梁的受剪承載力的較大變化幅度使其抗震設計十分困難，難以準確估測RC梁的抗震性能安全儲備量，既有可能無法滿足大震發生時的抗震需求。。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗剪增強型鋼筋混凝土梁及其方法，使RC梁受剪承載力和變形能力大幅提升且穩定在高水平。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種抗剪增強型鋼筋混凝土梁，包括：

混凝土體，設置有集中力加載點，所述混凝土體上相對集中力加載點的一面為混凝土梁底，所述集中力加載點所在混凝土體的縱截面為中央縱斷面，所述中央縱斷面長度方向的中心線為梁軸線，所述集中力加載點對稱中心點所在混凝土體的橫截面為中央橫截面；

鋼筋骨架，設置在所述混凝土體內，其包括縱筋和包裹約束所述縱筋的若干箍筋，所述縱筋沿所述混凝土體長度方向設置且關于所述梁軸線平行對稱設置；

其中，所述梁軸線與所述混凝土梁底之間的所述混凝土體上設置有若干預設孔洞，所述預設孔洞關于中央橫截面對稱設置，在中央橫截面同一側的所述預設孔洞的中軸線與中央縱斷面的交點在同一條直線上，且所述直線經過所在中央橫截面同一側的集中力加載點。

作為本發明的進一步改進，所述直線與梁軸線的夾角為30°-45°。

作為本發明的進一步改進，所述預設孔洞在長度方向上關于中央縱斷面對稱，且所述預設孔洞的長度大于所述混凝土體寬度的五分之二。