高强钢筋高强混凝土简支梁抗剪试验研究.pdf
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1、第 43 卷 第 8 期 2013 年 4 月下 建筑结构 Building Structure Vol 43 No 8 Apr 2013 高强钢筋高强混凝土简支梁抗剪试验研究 * 叶献国 1, 2, 张 煜 1, 种 迅 1, 蒋 庆 1, 黄小坤3, 刘 刚 3 ( 1 合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥 230009;2 安徽土木工程结构与材料省级实验室, 合肥 230009;3 中国建筑科学研究院,北京 100013) 摘要为研究高强钢筋高强混凝土简支梁的抗剪性能, 设计了 5 根同时采用 HRBF500 级高强钢筋和 C80 高强 混凝土的简支梁, 并对其进行了集中荷载作用下的剪切
2、破坏试验, 分析了不同配箍率和不同纵筋配筋率对于试件 裂缝、 破坏形态、 挠度及承载力的影响, 并将承载力的试验值与我国混凝土结构设计规范 ( GB 500102010) 及美 国 ACI 318- 08 规范进行对比。 结果表明, 试验梁的破坏形态与普通梁相似, 抗剪承载力随配箍率的增大而提高, 按 我国混凝土结构设计规范 ( GB 500102010) 和美国ACI 318- 08 规范计算的承载力与实测承载力存在一定差异。 关键词简支梁;高强混凝土;高强钢筋;受剪承载力 中图分类号: TU375文献标识码: A 文章编号: 1002- 848X( 2013) 08- 0048- 03 E
3、xperimental study on shear behavior of simple supported high- strength concrete beams with high- strength steel Ye Xianguo1, 2,Zhang Yu1,Chong Xun1,Jiang Qing1,Huang Xiaokun3,Liu Gang3 ( 1 School of Civil Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China;2 Anhui Provincial Civil Structur
4、al and Material Laboratory,Hefei 230009,China;3 China Academy of Building Research,Beijing 100013,China) Abstract: In order to study the shear performance of simple supported high-strength concrete beams with high-strength steel,five simple supported beams which were made by HRBF500 high strength st
5、eel and C80 high strength concrete,were tested under the concentrated loads The effects of different stirrup ratio and the amount of longitudinal reinforcement on the crack,model of failure,deflection and shear capacity were studied The shear strength of tested beams were compared with the shear des
6、ign approaches of Chinese Code for design of concrete structures( GB 500102010)and American ACI 318- 08 Code The results indicate that the failure model of high-strength concrete beams with high-strength steel is similar to that of normal beams With increasing of stirrup ratio,the shear strength of
7、beams increases correspondingly In comparison with the shear capacity observed in the experiment,the results of calculation by Chinese Code for design of concrete structures ( GB 500102010)and American ACI 318- 08 Code are divergent Keywords: simple supported beam;high-strength concrete;high-strengt
8、h steel;shear capacity * “十一五” 国家科技支撑课题“高强高性能混凝土结构性能研究” ( 2008BAE61B05- 04) 。 作者简介: 叶献国, 教授, 博士生导师, Email: yexg428 yahoo com cn。 0引言 高强混凝土和高强钢筋不仅能够提高混凝土结 构的承载力, 缩小构件截面尺寸, 而且可以减少材料 用量, 符合建筑节能、 绿色建筑以及可持续发展战略 的要求 1。但高强钢筋高强混凝土结构与普通混 凝土结构的受力特点并不完全相同, 目前开展的试 验研究尚不充分, 需要对此类构件进行深入系统的 研究。本文在试验的基础上研究了采用 500MP
9、a 高 强钢筋和 C80 高强混凝土梁的抗剪性能, 分析其破 坏形态, 探讨了配箍率与纵筋配筋率对其抗剪承载 力的影响。 1试验内容与方法 1. 1 试件设计 试验设计了 5 根高强钢筋高强混凝土梁, 主要 设计参数为: 梁总长 4m, 试验跨度 3. 6m, 设计截面 尺寸为 200mm 450mm, 剪跨比均为 3, 混凝土强度 等级 为 C80, 箍 筋 强 度 等 级 为 HRB400, 纵 筋 为 HRBF500 高强钢筋。试验主要变化参数为配箍率 ( 0. 25% , 0. 34% , 0. 20% ) 和纵向受拉钢筋配筋率 ( 2. 27% , 1. 89% , 1. 56% )
10、 。试件实测截面尺寸和 配筋参数见表 1。 1. 2 试验方案及测量内容 试验采用两点对称集中加载。为防止混凝土局 试件截面尺寸及配筋参数表 1 试件 编号 截面尺寸 ( b h) /mm 上部纵筋下部纵筋箍筋 L4196 4462F126F20 8 200 L5203 4542F126F20 8 150 L6202 4472F126F20 8 250 L7201 4522F125F20 8 200 L8203 4512F121F20 + 2F25 8 200 第 43 卷 第 8 期叶献国, 等 高强钢筋高强混凝土简支梁抗剪试验研究 部压碎, 在支座及加载处均加设宽 100mm、 厚 25m
11、m 的钢板。试验主要测试参数有受弯区段纵筋应变、 受剪区段箍筋应变、 跨中挠度、 极限荷载等。具体加 载装置及测点布置示意见图 1。 注: G3, G4, G7, G8 为箍筋应变片; Z1 Z3 为纵筋应变片。 图 1试件测点布置及加载装置示意 试验加载制度按照混凝土结构试验方法标 准 ( GB 5015292) 2进行分级加载, 在试件出现 第一条裂缝前和加载到预计破坏荷载 70% 后, 每级 荷载 取 10kN, 中间阶段 取 20kN。每 级 荷 载 持 时 10min, 持荷始、 末分别采集一次数据。每次试验前 进行预加载。 1. 3 材性试验 试验梁浇筑时同时浇筑 3 个标准立方体
12、试块。 试块与试验梁同条件养护 28d 后测试其立方体抗压 强度, 试验得到的立方体抗压强度平均值 fcu, m= 93. 3MPa。参 照混 凝 土 结 构 设 计 规 范 ( GB 500102010) 3中提供的 C80 混凝土立方体抗压 强度与轴心抗压、 抗拉强度换算公式, 按以下公式分 别计算轴心抗压强度 fc, m及轴心抗压强度 ft, m4: fc, m= 0 82fcu, m= 76. 51MPa( 1) ft, m= 0 395f 0 55 cu, m = 4. 79MPa( 2) 通过拉伸试验得到钢筋屈服强度及极限强度, 见表 2。 钢筋力学性能表 2 强度等级直径 /mm
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