钢筋自密实混凝土梁受剪性能试验研究及分析.pdf
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1、2 0 1 3年第 1 0期 1 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRET E AND CEMENT PRODUCTS 2 01 3 No 1 0 0c t o b e r 钢筋 自密实混凝土梁受剪性能试验研究及分析 孙 锐 , 叶燕华 , 薛洲海 , 孙含笑 ( 1 - 南京工业大学 土木工程学院 , 2 1 0 0 0 9 ; 2 江苏省绿色建筑工程技术研究中心 , 南京 2 1 0 0 0 9 ) 摘要 : 自密 实混 凝 土工 程 应 用逐 渐 增 多 , 为研 究 钢 筋 自密 实混 凝 土 粱 的 受 剪 性 能 , 进 行 了 4根 钢 筋 自密 实 混
2、 凝 土梁试件和 2根普 通钢筋混凝土梁试件的试验 , 研 究 自密实混凝 土梁受剪性 能的破坏形 态、 开裂荷 载、 裂缝发展 和抗 剪承载 力, 并且将其 与普通钢筋混凝土梁作 对比分析 。将试验值 与 GB 5 0 0 1 0 -2 0 1 0 ( 凝土结构设计规范 计 算的理论值 与相 比较 。结果表明, 竖向集 中荷 载作 用下, 钢筋 自密实混凝土梁与普通钢筋混凝土梁有着相似的破 坏 特征 与承栽 能力。钢筋 自密实混凝土梁理论值与试验值 的比为 O 5 9 比普通钢筋混凝土梁理论 试验值 的比值 高出 0 11。 关键词 : 自密实混凝土梁 ; 受剪试验 ; 性能分析 ; 承栽力
3、 A b s t r a c t : T h e e n g i n e e ri n g a p p l i c a t i o n o f s e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e( S C C ) i s i n c r e a s i n g F o r s t u d y i n g t h e s h e a r c a p a c i t v o f r e i n f o r c e d S CC b e a ms f o u r S C C b e a ms a n d t wo c o r r e s p o n d i n
4、 g n o r ma l c o n c r e t e b e a ms w e r e t e s t e d Me a n w h i l e t h e f a i l u r e f o r ms ,c r a c k i n g l o a d s ,c r a c k d e v e l o p me n t s a n d s h e a r s t r e n g t h s o f t h e S CC b e a m a r e s t u d i e d b y c o mp a r i n g wi t h t h o s e o f t h e n o r ma
5、1 c o n c r e t e b e a m I n a d d i t i o n t h e e x p e rime n t r e s u l t s a r e a l s o c o mp a r e d wi t h t h e o r e t i c a l v a l u e o f GB 5 0 01 O 一2 0 1 0 “ C o n c r e t e S t r u c t u r e D e s i g n Co d e ” T h e r e s u l t s s h o w t h a t f a i l u r e c h a r a c t e r
6、 i s t i c s a n d c a p a c i t y o f t h e t w o ki nd s o f be a ms a r e a l mo s t t he s a me Th e c a pa c i t y r a t i o o f e x p e rime n t r e s u l t t o t he o r e t i c a l v a l u e o f t h e SCC b e a m i s 0 5 9 wh i c h h a s a n i n c r e a s e o f 0 1 1 t h a n t h a t o f t h e
7、 n o rm a l b e a ms Ke y wo r d : S e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e b e a ms ; E x p e r i me n t o f s h e a r ; P e r f o r ma n c e a n a l y s i s ; C a p a c i t y 中图分类号 : T U 3 7 8 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 0 5 8 0 4 O前 言 自密实混凝土( 简称 S C C) 指拌合物具有很高的 流动性 并且在浇筑
8、过程 中不离析 、 不泌水 , 能够不 经振捣而充满模板和包裹钢筋的混凝土l l l。近年来 , 全 世界 对 自密 实 混凝 土 的研 究十 分重 视 , 并 且 取得 了重要的进展 。但大多数的研究集中于 自密实混凝 土材 料本 身 的性 能 对配 筋 自密 实混 凝 土构 件 以及 结构方面的研究偏少。因此 , 为了研究配筋 S C C梁 的受 剪 性 能 本文 进 行 了钢筋 S C C梁 与普 通 钢 筋 混 凝土梁的受剪性能试验 , 并与国内其他高校 的试验 结 果及 现行 规范 计算 得 到 的理论 进 行 了分 析 比较 。 对受剪承载力进行探讨。 1 试 验概 况 1 1 试
9、件设计 试 验一共 制作 了 6根矩 形截 面 简支梁 试 件 , 截 面 尺寸为 1 2 0 mmx 2 0 0 m m, 试件总长 2 0 0 0 m m, 梁跨度 为 1 8 0 0 mm。试件设计取箍筋 的间距 以及混凝土强 度作 为变化 参数 , 纵 向钢筋全 部取 为 2 1 8 m m, 梁 具 体尺寸及其配筋见图 1 和表 1 。剪跨比 A为简支梁 上最外侧的集中荷载到临近支座的距离 a与截面有 基金项 目: 江苏省 自然科学基金资助项 目( B K 2 0 0 6 1 7 9 ) 。 一 58一 图 1 试验梁尺寸及配筋 ( m m) 表 1 试 验 梁 尺 寸及 配 筋 。
10、 效高度 h 。 的比值 , 试验中梁的 A均相同, 取 A = a h 0 = 6 0 0 1 6 5 = 3 6 4 , 理论计算 时取 A = 3 。 白密 实混凝 土性 能及试件成型方法 均符合 自密实 昆凝土应用 技术 规程嘲 要求 。 规定 S C C 3 0 一 V L 1 、 S C C 3 0 一 V L 2 、 S C C 4 0 一 V L 1 、 S C C 4 0 一 V L 2为 受 剪 钢筋 自密实 混 凝 土 梁 , N C 3 0 一 V L 1 、 N C 4 0 一 V L 2为受剪普通钢筋混凝土梁。 l 0 学兔兔 w w w .x u e t u t
11、u .c o m 孙悦 , 许燕 华 , 薛洲 海 , 等 钢 筋 自密实 混凝 土梁 受剪 性能 试验研 究 及分析 1 2 材料及其力学性能 试验原材料详细情况以及混凝 土的配合 比参 见文献 3 1 。 试验箍筋均采用 H P B 2 3 5级钢, 受力钢筋 均采用 HR B 3 3 5级钢。混凝土搅拌完成后 , 每个配 合 比制作 3个边长为 1 5 0 mm的立方体试块 , 测得其 抗 压 强度 见 表 2 。制 作试 件 时对 钢筋 留样 检测 , 检 测结果见表 3 。 表 2 混凝土立方体抗压强度 1 3 测 点布 置及 加载 方案 试验在南京工业大学结构实验室进行 , 采用液
12、 压千斤顶进行三分点等荷加载 ,按图 2布置测点。 所有数据通过 D H 3 8 1 8静态应变测量仪 自动采集 , 加 载装 置详 细情 况参 见 文献 3 。试验 需要 测得 混凝 土 应变 和梁 的挠 度 。 l 一 千 分 表 : 2 - 电 阻 应 变 片 : 3 - 百分 表 图 2梁试验加载位置和测点布置 加载制度按照 G B J 5 0 1 5 2 -9 2 混凝土结构试 验方法 执行。始终以荷载控制 , 首先进行预加载 , 预加载值为估算的开裂荷载 的 7 O 左右 , 然后卸载 至零 。达到屈服荷载之前 , 每级加载值不宜超过屈 服荷载的 2 0 ; 超过屈服荷载后, 每级
13、加载值不宜超 过屈服荷载值的 1 0 。 在试件开裂前, 每级加载后停 约 5 rai n左右观察有无裂缝出现 裂缝出现后每级 加载后停留 1 5 2 0 m i n , 以便裂缝发展稳定下来 。 测量 内容包括 : 跨 中挠度 : 沿斜截 面的混凝 土 应变 ; 钢筋应变 ; 开 裂荷载 、 屈服荷 载和破坏荷 载 等 。 2试 验 结果 与分 析 2 1 试验 现象 及 破坏形 态 钢筋 自密实混凝土梁的斜截面受剪破坏情况 与普通混凝土梁基本相似 。随着荷载的增大 , 首先 在弯剪 区段 的受拉区边缘 出现一些垂直的裂缝 , 并 垂直 向上延伸 了一小段后形成斜裂缝。在加到一定 荷载时,两
14、边受剪区会出现明显的两条斜 向裂缝 , 在弯 剪段 腹 部 中 间形成 约 4 5 。 的斜 裂 缝后 裂 缝 向上 发展 , 倾斜 角逐渐减小 , 梁最终会 产生一条贯穿 的 较宽的主要斜裂缝。斜裂缝 出现后会迅速延伸 , 这 就使得斜截面剪压区的高度减小 , 在接近破坏荷载 时 构件会 突然发生脆性破坏 , 钢筋与混凝 土之 间 撕裂发 出声音 , 最终 上部混凝土压碎 , 斜截 面丧失 承 载力 , 梁破 坏 。 2 2 裂缝 开展影 响 因素 将 6根梁作对 比, 结合试验结果总结 出对裂缝 开展有影响的因素有: 等强度自密实混凝土不同 箍筋 间距情况下 : 箍 筋间距越小 。 梁底的
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