● 摘要
随着国内轨道交通的迅猛发展、框架核心筒结构的广泛应用，使得槽型钢筋混凝土构件扭转的问题越来越得到人们的关注，而中美英等国规范都无法覆盖这种结构抗扭承载力的计算。针对该问题，本论文主要完成了三部分工作：其一是对纯扭作用下的槽型钢筋混凝土构件进行数值模拟计算，其二是推导截面抗扭承载力计算模型，其三是进行槽型钢筋混凝土梁扭转试验。槽型钢筋混凝土构件的数值计算采用了ABAQUS有限元软件，选取了合理的材料本构关系，针对国外进行过的槽型钢筋混凝土构件扭转试验进行数值模拟计算。模拟结果中，与试验所得极限承载力吻合良好。根据数值模拟结果，将槽型钢筋混凝土梁纯扭破坏全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性阶段三个阶段；分析槽型钢筋混凝土构件在配筋率、跨度、约束条件不同的情况下其破坏规律；通过理论推导，计算出了各阶段自由扭矩和翘曲扭矩的分配比例关系。通过研究不同跨度下构件的破坏状态及1/4跨截面全过程自由扭矩和翘曲扭矩的分配比例曲线，得到截面抗扭承载力与构件跨度的关系。根据规范中矩形截面抗弯和抗扭承载力计算公式，分别求解腹板和平板的抗弯和抗扭承载力，利用剪切破坏和弯曲破坏两种破坏形式反推截面抗扭承载力，从而得出截面抗扭承载力的计算模型。完成槽型钢筋混凝土梁试验方案的设计，并在北京建筑工程学院完成了该试验，通过观察槽型梁在纯扭作用下，构件全过程的裂缝发展状况，分析构件的破坏过程；试验构件破坏过程与数值模拟整体趋势一致，证明本文的数值模拟方法，可以有效的来描述槽型钢筋混凝土构件的扭转性能。