600MPa高強鋼筋高強混凝土梁剛度試驗研究
發(fā)布時間：2021-09-12 12:41
分別進行了4組8根不同配筋率的配置600MPa高強鋼筋與C60高強混凝土梁的剛度試驗,以及1組2根配置400MPa鋼筋與C60混凝土的對比梁的剛度試驗研究.確定出各級荷載作用下各試驗梁的截面應變變化規(guī)律,分析了開裂后正常使用階段實測鋼筋應力的變化規(guī)律,得到了配置600MPa高強鋼筋高強混凝土梁的荷載-撓度全過程曲線.試驗結果表明:配置600MPa級鋼筋的高強混凝土梁具有良好的變形性能,荷載-撓度曲線仍為典型的三折線變化.其他條件相同時,配置600MPa高強鋼筋的混凝土梁相比于配置400MPa鋼筋梁的極限承載力提高了41.6%.基于試驗研究結果,分析了現(xiàn)有國內外規(guī)范公式對于配置600MPa高強鋼筋混凝土梁的剛度計算方法的適用性,進而推薦了適用于600MPa高強鋼筋高強混凝土梁剛度計算的3種計算模式.
【文章來源】：應用基礎與工程科學學報. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：15 頁
【部分圖文】：
試驗測點布置示意
2.1 荷載-撓度全曲線圖2為實測各試件的荷載—撓度全曲線(彎矩M—撓度f全曲線).如圖2(a)所示,對于配置600MPa鋼筋、C60混凝土、配筋率ρ=0.5%、0.8%、1.2%的3組試件的變形,呈現(xiàn)鋼筋混凝土適筋梁典型的3階段模式:(Ⅰ)試件未開裂前,可視為線彈性變化,其撓度、鋼筋與混凝土應變呈線性增加.(Ⅱ)當外荷載達到開裂彎矩Mcr(≈20%～30%極限荷載Mu),梁純彎段內出現(xiàn)一條或同時出現(xiàn)幾條初始裂縫,荷載—撓度全曲線有較為明顯的突變點,裂縫的出現(xiàn)使得試件剛度降低,其荷載—撓度曲線斜率開始發(fā)生明顯改變.隨著荷載進一步增加,撓度、鋼筋與混凝土應變、裂縫寬度變化較為穩(wěn)定,仍呈近似線性增加趨勢.(Ⅲ)隨著荷載進一步增加,使得600MPa縱向受力鋼筋達到其屈服強度,則對應的試件撓度發(fā)生突增,荷載撓度曲線上出現(xiàn)第2個更為明顯的拐點,曲線斜率變化較大,試件剛度降低明顯.當裂縫寬度達到1.5mm左右,混凝土被壓碎而試驗梁失去承載能力.各試件最終都表現(xiàn)出明顯的延性破壞特征,如圖2(a)所示,在適筋情況下(ρ=0.5%、0.8%、1.2%)各試件的延性隨著配筋率ρ的減小而降低.其實測位移延性系數(shù)的平均值依次為6.69、3.47、1.51,離散系數(shù)依次為0.07、0.08、0.03.
由圖2(b)分別配置600MPa鋼筋與配置400MPa鋼筋的適筋試驗梁(ρ=0.8%)的M—f全曲線的比較可見,兩者的剛度變化過程具有相似特征,都呈現(xiàn)典型的三階段模式.取開裂后正常使用階段外荷載同為29kN時,配置600MPa鋼筋梁與配置400MPa鋼筋梁的實測跨中撓度分別為1.873mm和1.488mm(取每組兩根梁的平均值);同為46kN時,實測跨中撓度分別為3.988mm和3.339mm,可見兩者相差不大而較為接近(僅相差0.4～0.5mm).圖3為配置600MPa鋼筋與配置400MPa鋼筋的適筋試驗梁(ρ=0.8%)的裂縫發(fā)生發(fā)展情況.在其他條件相同情況下,配置600MPa鋼筋梁的抗裂能力(開裂荷載平均值18.5kN)與配置400MPa鋼筋梁(開裂荷載平均值17.5kN)相比有所提高但基本一致,即受力鋼筋自身強度的提高對混凝土試件抗裂能力貢獻有限.取開裂后正常使用階段外荷載同為29kN時,配置600MPa鋼筋的混凝土梁與配置400MPa鋼筋梁,分別出現(xiàn)8條和6條裂縫;各裂縫的延伸高度平均值分別為0.43h和0.50h,離散系數(shù)分別為0.56和0.34,裂縫的最大延伸高度分別為0.78h和0.67h;實測鋼筋重心對應的混凝土側表面的平均裂縫寬度和最大裂縫寬度均為0.08mm和0.15mm.同為46kN時,配置600MPa鋼筋梁與配置400MPa鋼筋梁,兩者相較29kN時各出現(xiàn)2條新裂縫,則裂縫分別為10條和8條;各裂縫延伸高度平均值分別為0.49h、0.45h,離散系數(shù)分別為0.47、0.44,裂縫延伸高度的最大值分別為0.78h和0.67h;實測鋼筋重心對應的混凝土側表面的平均裂縫寬度均為0.12mm,最大裂縫寬度分別為0.24mm和0.25mm.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]600MPa級新型抗震鋼筋受力特性與本構模型研究[J]. 管俊峰,張謙,王丹,姚賢華,王偉夙,趙順波. 應用基礎與工程科學學報. 2018(01)
[2]600 MPa級新型高強抗震鋼筋的混凝土梁抗裂性能研究[J]. 管俊峰,張謙,王偉夙,姚賢華,白衛(wèi)峰,謝超鵬. 混凝土. 2016(07)
[3]高強鋼筋混凝土梁短期變形計算方法研究[J]. 周建民,陳碩,王曉鋒,趙勇. 同濟大學學報(自然科學版). 2013(04)
[4]我國現(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范鋼筋選用的設計規(guī)定簡介[J]. 侯建國,董黛,肖龍,李劍發(fā),朱易龍,趙青玲. 武漢大學學報(工學版). 2012(S1)
[5]鋼筋混凝土梁裂縫延伸高度發(fā)展規(guī)律試驗研究[J]. 管俊峰,趙順波,黃承逵. 應用基礎與工程科學學報. 2011(02)
[6]配置500MPa鋼筋的混凝土梁受彎性能試驗[J]. 王鐵成,李艷艷,戎賢. 天津大學學報. 2007(05)
本文編號：3394242
【文章來源】：應用基礎與工程科學學報. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：15 頁
【部分圖文】：
試驗測點布置示意
2.1 荷載-撓度全曲線圖2為實測各試件的荷載—撓度全曲線(彎矩M—撓度f全曲線).如圖2(a)所示,對于配置600MPa鋼筋、C60混凝土、配筋率ρ=0.5%、0.8%、1.2%的3組試件的變形,呈現(xiàn)鋼筋混凝土適筋梁典型的3階段模式:(Ⅰ)試件未開裂前,可視為線彈性變化,其撓度、鋼筋與混凝土應變呈線性增加.(Ⅱ)當外荷載達到開裂彎矩Mcr(≈20%～30%極限荷載Mu),梁純彎段內出現(xiàn)一條或同時出現(xiàn)幾條初始裂縫,荷載—撓度全曲線有較為明顯的突變點,裂縫的出現(xiàn)使得試件剛度降低,其荷載—撓度曲線斜率開始發(fā)生明顯改變.隨著荷載進一步增加,撓度、鋼筋與混凝土應變、裂縫寬度變化較為穩(wěn)定,仍呈近似線性增加趨勢.(Ⅲ)隨著荷載進一步增加,使得600MPa縱向受力鋼筋達到其屈服強度,則對應的試件撓度發(fā)生突增,荷載撓度曲線上出現(xiàn)第2個更為明顯的拐點,曲線斜率變化較大,試件剛度降低明顯.當裂縫寬度達到1.5mm左右,混凝土被壓碎而試驗梁失去承載能力.各試件最終都表現(xiàn)出明顯的延性破壞特征,如圖2(a)所示,在適筋情況下(ρ=0.5%、0.8%、1.2%)各試件的延性隨著配筋率ρ的減小而降低.其實測位移延性系數(shù)的平均值依次為6.69、3.47、1.51,離散系數(shù)依次為0.07、0.08、0.03.
由圖2(b)分別配置600MPa鋼筋與配置400MPa鋼筋的適筋試驗梁(ρ=0.8%)的M—f全曲線的比較可見,兩者的剛度變化過程具有相似特征,都呈現(xiàn)典型的三階段模式.取開裂后正常使用階段外荷載同為29kN時,配置600MPa鋼筋梁與配置400MPa鋼筋梁的實測跨中撓度分別為1.873mm和1.488mm(取每組兩根梁的平均值);同為46kN時,實測跨中撓度分別為3.988mm和3.339mm,可見兩者相差不大而較為接近(僅相差0.4～0.5mm).圖3為配置600MPa鋼筋與配置400MPa鋼筋的適筋試驗梁(ρ=0.8%)的裂縫發(fā)生發(fā)展情況.在其他條件相同情況下,配置600MPa鋼筋梁的抗裂能力(開裂荷載平均值18.5kN)與配置400MPa鋼筋梁(開裂荷載平均值17.5kN)相比有所提高但基本一致,即受力鋼筋自身強度的提高對混凝土試件抗裂能力貢獻有限.取開裂后正常使用階段外荷載同為29kN時,配置600MPa鋼筋的混凝土梁與配置400MPa鋼筋梁,分別出現(xiàn)8條和6條裂縫;各裂縫的延伸高度平均值分別為0.43h和0.50h,離散系數(shù)分別為0.56和0.34,裂縫的最大延伸高度分別為0.78h和0.67h;實測鋼筋重心對應的混凝土側表面的平均裂縫寬度和最大裂縫寬度均為0.08mm和0.15mm.同為46kN時,配置600MPa鋼筋梁與配置400MPa鋼筋梁,兩者相較29kN時各出現(xiàn)2條新裂縫,則裂縫分別為10條和8條;各裂縫延伸高度平均值分別為0.49h、0.45h,離散系數(shù)分別為0.47、0.44,裂縫延伸高度的最大值分別為0.78h和0.67h;實測鋼筋重心對應的混凝土側表面的平均裂縫寬度均為0.12mm,最大裂縫寬度分別為0.24mm和0.25mm.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]600MPa級新型抗震鋼筋受力特性與本構模型研究[J]. 管俊峰,張謙,王丹,姚賢華,王偉夙,趙順波. 應用基礎與工程科學學報. 2018(01)
[2]600 MPa級新型高強抗震鋼筋的混凝土梁抗裂性能研究[J]. 管俊峰,張謙,王偉夙,姚賢華,白衛(wèi)峰,謝超鵬. 混凝土. 2016(07)
[3]高強鋼筋混凝土梁短期變形計算方法研究[J]. 周建民,陳碩,王曉鋒,趙勇. 同濟大學學報(自然科學版). 2013(04)
[4]我國現(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范鋼筋選用的設計規(guī)定簡介[J]. 侯建國,董黛,肖龍,李劍發(fā),朱易龍,趙青玲. 武漢大學學報(工學版). 2012(S1)
[5]鋼筋混凝土梁裂縫延伸高度發(fā)展規(guī)律試驗研究[J]. 管俊峰,趙順波,黃承逵. 應用基礎與工程科學學報. 2011(02)
[6]配置500MPa鋼筋的混凝土梁受彎性能試驗[J]. 王鐵成,李艷艷,戎賢. 天津大學學報. 2007(05)
本文編號：3394242
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