型钢再生混凝土梁受剪性能试验研究.pdf
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1、第 43 卷 第 7 期 2013 年 4 月上 建筑结构 Building Structure Vol 43 No 7 Apr 2013 型钢再生混凝土梁受剪性能试验研究 * 薛建阳 1, 王秀振1, 马 辉 1, 林建鹏1, 陈宗平2 ( 1 西安建筑科技大学土木工程学院,西安 710055; 2 广西大学土木建筑工程学院,南宁 530004) 摘要为研究型钢再生混凝土梁的受剪性能, 进行了 10 根型钢再生混凝土梁和 2 根型钢普通混凝土梁的抗剪 性能试验, 考虑了再生粗骨料取代率、 剪跨比和混凝土强度 3 个影响因素。12 根试验梁中有 8 根发生剪切斜压破 坏, 4 根发生弯剪破坏。
2、试验表明, 在型钢再生混凝土梁中配置一定数量的箍筋可避免剪切粘结破坏的发生, 型钢 再生混凝土梁与型钢普通混凝土梁受力过程相似, 且强度并没有明显降低。 关键词型钢再生混凝土;梁;受剪性能;试验研究 中图分类号: TU391, TU392. 5文献标识码: A文章编号: 1002- 848X( 2013) 07- 0069- 04 Experimental study on shear performance of steel reinforced recycled aggregate concrete beams Xue Jianyang1,Wang Xiuzhen1,Ma Hui1,Lin
3、 Jianpeng1,Chen Zongping2 ( 1 College of Civil Engineering,Xian University of Architecture and Technology,Xian 710055,China; 2 College of Civil and Architectural Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China) Abstract: In order to study the shear performance of steel reinforced recycled aggreg
4、ate concrete beams,ten steel reinforced recycled aggregate concrete beams and two steel reinforced normal aggregate concrete beams were tested The replacement ratio of recycled coarse aggregate,the shear span ratio and the concrete strength were considered Among twelve testing beams,8 beams failed f
5、or shearing diagonal compression,and the other 4 beams failed for bending and shearing The test results show that the occurrence of shear adhesive failure can be avoided if a certain number of stirrups are set in steel reinforced recycled aggregate concrete beams In addition,steel recycled aggregate
6、 concrete beams have the similar stress process with the steel reinforced normal aggregate concrete beams,and the strength is not reduced significantly Keywords: steel reinforced recycled aggregate concrete;beam;shear performance;experimental study * 国家自然科学基金( 51178384) , 住房和城乡建设部科学技术项目 ( 2012-K2- 1
7、2) , 陕 西 省 留 学 人 员 科 技 活 动 择 优 项 目 ( 陕 外 专 发 2010 26 号) , 陕西省教育厅科研计划项目( 12JK0902) 。 作者简介: 薛建阳, 教授, 博导, Email: jianyang_xue 163 com。 0引言 从资源节约和可持续发展的角度考虑, 再生混 凝土的研究和应用将成为今后结构工程界的热点, 国内 外 对 再 生 混 凝 土 及 其 结 构 也 有 了 一 些 研 究 1, 2。在型钢混凝土组合结构中引入再生混凝 土, 可以实现资源的节约利用, 达到组合结构的可持 续发展。型钢混凝土梁是结构中的重要构件, 其设 计合理与否直接
8、影响到整体结构的可靠性。目前, 国内外关于普通型钢混凝土梁的力学性能进行了较 多研究 3- 5, 但对型钢再生混凝土梁受力性能的研 究尚属空白。因此, 本文进行了 10 根型钢再生混凝 土梁的试验, 研究了其受剪性能和特点, 为型钢再生 混凝土梁的设计提供参考。 1试验概况 1. 1 试件及主要参数设计 再生粗骨料的颗粒棱角多, 表面较粗糙, 包含相 当数量的硬化水泥砂浆。砂浆体中水泥石本身孔隙 比较大, 并且在破碎过程中内部不可避免会产生大 量裂纹, 所以再生粗骨料的吸水率比石子要大得多。 本次试验配合比设计中的单位用水量是在借鉴普通 混凝土配合比设计方法的基础上, 增加 10kg 来实 现
9、。为使试验具有可对比性, 普通混凝土的配合比 采用同样的方法设计, 具体参数及用量见表 1。 再生混凝土配合比表 1 混凝土 强度 等级 再生 粗骨料 取代率 水灰比砂率 混凝土材料用量 /( kg/m3) 水泥砂 天然 粗骨料 再生 粗骨料 水 C35 C35 C35 C35 C50 C50 0 0. 3 0. 7 1 0 1 0. 41 0. 41 0. 41 0. 41 0. 32 0. 32 0. 32 0. 32 0. 32 0. 32 0. 38 0. 38 500 500 500 500 641 641 542 542 542 542 590 590 1 153 807 346
10、0 964 0 0 346 807 1 153 0 964 205 205 205 205 205 205 共设计了 10 根型钢再生混凝土梁, 同时为作对 比, 设计了 2 根型钢普通混凝土梁。梁长有1 300, 1 600mm 两种。各试件的纵筋均通长布置, 所有纵 筋均选用18 钢筋, 拉、 压纵筋配筋率均为 1. 2% 。 箍筋沿梁全长等间距布置, 间距 100mm, 选用 6. 5 建筑结构2013 年 钢筋, 配箍率为 0. 32% 。 型钢为 I14, Q345 级热轧普 通工字钢, 截面配钢率 5% , 型钢沿截面对称布置。 试件纵筋的混凝土保护层厚度 20mm, 型钢的 混凝
11、土保护层厚度为 50mm。在试件浇筑时同时制 作尺寸为 150mm 150mm 150mm 的混凝土立方 体试块, 和试件在同条件下养护, 28d 后测试其抗压 强度。试件的基本设计参数及混凝土强度见表 2, 钢材材性试验结果见表 3, 试件配筋见图 1。 试验梁的设计参数表 2 试件 编号 再生粗骨料 取代率 /% 混凝土立方 体抗压强度 fcu/( N /mm2) 截面尺寸 b h/mm 剪跨比 纯弯段 /mm 跨长 l/mm SRRC- 1 SRRC- 2 SRRC- 3 SRRC- 4 SRRC- 5 SRRC- 6 SRRC- 7 SRRC- 8 SRRC- 9 SRRC- 10 S
12、RRC- 11 SRRC- 12 30 30 30 70 70 70 100 100 100 0 100 0 39. 9 39. 9 39. 9 41. 0 41. 0 41. 0 41. 9 41. 9 41. 9 51. 4 54. 2 38. 6 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 180 240 1. 0 1. 4 1. 8 1. 0 1. 4 1. 8 1. 0 1. 4 1. 8 1. 0 1. 0 1. 0 520 340 440 520 3
13、40 440 520 340 440 520 520 520 1 000 1 000 1 300 1 000 1 000 1 300 1 000 1 000 1 300 1 000 1 000 1 000 钢材材性试验结果表 3 材料屈服强度 fy/( N /mm2)极限强度 fu/( N /mm2) 6. 5 钢筋339472 18 钢筋 373544 I14 型钢 327464 图 1试件配筋 1. 2 加载方案 试验在广西大学结构工程实验室进行。采用 100t 液压千斤顶, 对试件进行两点单调对称加载的 静力试验。试件屈服前按力控制加载, 屈服后按位 移控制加载。 1. 3 测试内容 试
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