型钢混凝土梁中剪力连接件对裂缝的影响研究.pdf
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1、第 4 1卷第 5期 2 0 1 5年 1 0月 四川建筑科学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e 4 7 型钢混凝土梁中剪力连接件对裂缝的影响研究 林 立 ( 河北建材职业技术学院, 河北 秦皇岛0 6 6 0 0 4 ) 摘要 : 结合型钢混凝土结构存在的开裂现象 , 按照有无栓钉分两组设计制作了 6 根型钢混凝土梁。分别对这些 梁进行了两点受弯静力加载试验, 对各梁的开裂荷载、 受拉区型钢翼缘和纵筋的荷载应变关系以及最大裂缝宽度 进行了研究。结果表明, 在型钢翼缘和腹板上设置栓钉 , 能够有效控制型钢混凝土的裂缝宽度。 关键词 : 型
2、钢混凝土梁; 纵筋 ; 栓钉; 裂缝 中图分类号: T U 3 9 2 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 4 7 0 4 S t ud y o f t he i n flu e n c e o n c r a c k wi t h s h e a r c o n ne c t o r s o f s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a m L I N L i ( He b e i V o c a t i o n a l &T e c h n i c al C o
3、l l e g e o f B u i l d i n g Ma t e ri a l s , Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 0 4 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Wi t h t h e c r a c k i n g p h e n o me n o n o f s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e, 6 s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a ms a r e d e s i
4、 g n e d a n d ma n u f a c t u r e d, a n d d i v i d e d i n t o t w o g r o u p s i n a c c o r d a n c e w i t h o r w i t h o u t s h e a r s t u d s 2 - p o i n t s l o a d i n g t e s t o n s t a t i c b e n d i n g o f t h e b e a ms a r e c a r r i e d o u t t o s t u d y t h e c r a c k i
5、n g l o a d, r e l a t i o n s h i p o f l o a d a n d s t r a i n a t t h e fl a n g e o f s t e e l a n d t h e l o n g i t u d i n a l r e i n f o r c e me n t i n t h e t e n s i l e p a r t a n d t h e ma x i mu m c r a c k w i d t h o f t h e b e a ms T h e r e s u l t s h o w s t h a t t h e
6、s e t o f s h e ar s t u d s o n t h e s t e e l fl a n g e a n d w e b i s a b l e t o e f f e c t i v e l y c o n t r o l t h e c r a c k w i d t h o f the s t e e l r e i nfo r c e d c o n c r e t e b e a ms Ke y wo r d s : s t e e l r e i nfo r c e d c o n c r e t e b e am ; l o n g i t u d i n
7、a l r e i nfo r c e me n t ; s h e a r s t u d; c r a c k 0 引 言 型钢混凝土梁承载能力较高, 构件截面尺寸较 小, 其变形或裂缝宽度过大会影响结构的正常使用 及耐久性要求, 所以要进行裂缝宽度的验算。控制 裂缝宽度的理由是: 过宽的裂缝会引起混凝土中的 型钢和钢筋产生严重锈蚀 , 降低构件的耐久性 , 从而 使构件 的承载能力下 降; 同时过宽 的裂缝会 影响结 构 的外观 , 给人们心理上造成不安全感 。 1 试 验设计 1 1 试验构件 根据试验要求 , 确定试验用型钢混凝土梁尺寸 为4 4 0 0 3 0 0 5 7 5 (
8、长 宽 高, ra m ) , 型钢截面尺 寸为 H 5 0 0 2 0 0 71 2 ( ra m) 。栓钉上下翼缘各 9 个, 腹板每侧各 5个, 直径均为 6 m m, 高度 2 5 m m, 纵向间距 3 0 m m 。具体截面如图 1 和图2 所示。 收稿 日期 : 2 0 1 4 - 0 8 - 0 1 作者简介 : 林立( 1 9 6 9一) , 男 , 河北抚 宁人 , 副教授 , 高级 工程 师 , 硕士 , 主要从事建筑工程技术与管理的研究 。 基金项 目: 河北 省科技 支撑计 划项 目( 1 3 2 1 1 5 0 5 ) E ma i l : l i n l i 3
9、3 3 1 26 c o r f l 30 0 图 1 有栓 钉梁截面 F i g 1 T h e b e a m s e c t i o n wi t h s h e a r s t u d s 1 2 加载方法 构件净跨为 4 2 0 0 mm, 加载采用两点加载 , 在三 等分点处利用液压系统施加集中力。每点集中力大 约为 5 0 6 0 t , 试件进入破坏阶段。 加载程序为: 预载、 标准荷载( 正常使用荷载) 、 破坏荷载三个 阶段。预加 载的荷载 为 1 0 t , 一次加 载到位 。正式加 载时, 每级荷载 5或 1 0 t 。加载至 1 11 2级 ( 单点 6 0 t )
10、时, 达到设计极限荷载 , 若试 件未出现明显压溃 , 则继续 加载至 1 5级 ( 单点 7 5 t ) , 最终结束加载( 超量加荷 2 5 可视为强度储 4 8 四川建筑科学研究 第 4 1 卷 备) 。加载装置示意图见 图 3 。 H50 02 0071 2 _ 6 l2 3 00 图2 无栓钉梁截面 Fi g 2 The be a m s e c t i o n wi t ho ut s he a r s t u ds 一 千斤顶 试件、 。 I 。 分配 厘 力 : 、 r 架 。 跨 中 l 2 I 1 1 4 0 0 截面 _ _ 、 一 f 4 2 0 0 f 一 一 一 图
11、 3 加载装置和位移计示意 Fi g 3 Th e l o ad i ng d e v i c e a nd t he di s pl a c e m e n t me t e r 1 3测 量方 法 1 ) 测点位置布置 位 移计 布置在跨 中截 面下 部中线处和两端支座截 面上部 中线处 , 钢筋应变片 布置在跨 中截面处 ( 11截面 ) 以及荷载加载处靠 中心一侧 ( 22截面) , 每个截面布置 4个应变片, 受拉纵筋交错布置 3个 , 受压纵筋选 中间一根布置 1个 , 作为校核点。布置情况如图4所示 , 图中 指 示处为钢筋或型钢翼缘 的应变片布设位置。型钢应 变片布置在跨 中截
12、面处以及荷载加载处靠 中心一侧 共 2个截面 , 每个截面布置 4个应变片, 受拉翼缘中 间及两边共布置 3个 , 受压翼缘 中间布置 1 个 , 作为 校核点。混凝土梁侧 面底部布置应变片两排 , 交错 布满纯弯段 。 图4 1 1 ( 2 2 ) 截面应变片布置 F i g 4 L a y o u t o f 1 1( 22 )s e c t i o n s t r a i n g a u g e 为了方便观察混凝土裂缝 , 在粱底及梁侧批 石 膏腻子一遍 , 并用墨线弹出网格 , 试验 中随时观测并 记录裂缝 的开裂及发展延伸的过程。 2 ) 测定方法测定仪器包括电子位移计 、 智能 静
13、态应变仪 、 油压表、 计算机系统 、 电阻应变计 、 导线 等。型钢和纵筋上的预埋应变片需要在浇注混凝土 前即粘贴完毕 , 并保证粘贴牢 固, 浇注混凝土后安全 可用 。混凝土应变片应在试验加载前粘贴完毕。 梁试件就位后 , 在规定位置架设位移计 , 用导线 连接应变片和位移计至静态应变仪 , 调试 系统使之 正常工作。试验加载过程 中, 应变仪采集数据 的同 时, 实时观测梁体开裂及裂缝开展情况 , 记录裂缝的 宽度和走向。 2 试验准备和加载 2 1 试验准备 1 ) 型钢混凝土构件共制作 了 2组 , 分为有栓钉 梁组和无栓钉梁组 , 每组 3根梁 。 2 ) 采用试验室能够提供 2
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