高强轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段性能研究

发布时间：2020-08-26 12:00

【摘要】：高强轻骨料混凝土具有质量轻、强度高、保温隔热性能好等优点,是具有良好应用前景的绿色建筑材料。将轻骨料混凝土应用于深受弯构件可有效减小构件尺寸、增大使用面积、减轻结构自重,但因轻骨料混凝土脆性显著,使轻骨料混凝土深受弯构件易于发生剪切破坏,且破坏无明显征兆。同时,对于大气环境下服役的深受弯构件,其正常使用阶段性能指标主要为斜裂缝宽度,开展过宽的斜裂缝会导致钢筋锈蚀,有损结构的耐久性,影响结构的适用性。目前,轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段性能指标的研究相对较少。因此,有必要开展正常使用阶段性能指标研究。论文以15根高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验为基础,结合普通混凝土深受弯构件正常使用阶段相关研究,对轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段性能指标进行了分析。主要内容如下:1.完成了15根截面高度为500~1400mm的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验,按裂缝产生、发展及延伸的过程对深受弯构件服役阶段进行了研究,探讨了剪跨比、截面高度和加载板宽度对名义斜向开裂强度和斜裂缝宽度等的影响。研究表明:深受弯构件名义斜向开裂强度随着剪跨比的增大而减小;名义斜向开裂强度受截面高度影响较小,基本不存在尺寸效应;截面高度、加载板宽度对斜裂缝宽度无显著影响;2.收集了174组深受弯构件斜向开裂荷载试验数据,对其影响因素进行了分析,提出了具有95%保证率的斜向开裂荷载计算模型;收集了53组深受弯构件斜裂缝宽度试验数据,明确其主要影响因素为腹筋配筋率,按腹筋配筋率分组,建立了斜裂缝宽度与构件剪切内力水平的关系;3.对建立的斜向开裂荷载计算模型和斜裂缝宽度-剪切内力水平实用表格能否适用于轻骨料混凝土深受弯构件进行了研究。研究表明:建立的斜向开裂荷载计算模型可用于轻骨料混凝土深受弯构件抗裂设计,且有一定的安全储备;建立的斜裂缝宽度-剪切内力水平实用表格可用于预测带裂缝工作的轻骨料混凝土深受弯构件的剪切内力水平;4.对不同腹筋配筋率的深受弯构件正常使用阶段斜裂缝宽度能否满足中国规范和美国规范的裂缝宽度限值要求进行了讨论。研究表明:按我国规范中深受弯构件最小腹筋配筋率要求设计的普通混凝土深受弯构件,其正常使用阶段的斜裂缝宽度基本可满足规范裂缝宽度限值要求;本文的轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段斜裂缝宽度不能满足我国规范中的裂缝宽度限值要求。建议:当用我国规范中普通混凝土深受弯构件受剪承载力计算方法设计轻骨料混凝土深受弯构件时,增大规范中的最小腹筋配筋率要求。论文完成的高强轻骨料混凝土深受弯构件正常使用阶段性能指标相关研究,对分析深受弯构件耐久性,研究深受弯构件全生命周期服役性能,指导工程设计,推广轻骨料混凝土的工程应用具有重要意义。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37
【图文】：

破坏形态

第一章绪论究背景及研究意义着经济的发展和社会需求的日益增长，高层、超高层和大跨度成为工程结构未来方向，然而普通混凝土因其自重大的缺点已逐渐难以满足工程要求，开发新型的、轻质量的多功能混凝土成为土木工程材料的研究方向之一[1-2]。高强轻骨料混有质量轻、强度高、保温隔热性能好等优点，是具有良好应用前景的绿色建筑材而其弹性模量较低，脆性特征显著，易于发生剪切破坏，故其受剪性能有待于深[3~6]。且高强轻骨料混凝土因其骨料强度较低且内部存在空隙，使其破坏机理和凝土存在本质差异（图 1.1），普通混凝土受剪理论是否适用于轻骨料混凝土有待步研究[7]。

深受弯构件,斜向开裂,腹筋

长安大学硕士学位论文使用阶段性能指标的的研究却相对较少。对于普通混凝土深受弯构件，我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）[8]给出了斜向开裂荷载限值和底部纵筋、水平腹筋和竖向腹筋的构造配筋要求，以及正常使用状态下裂缝宽度限值要求，但未给出斜向开裂荷载和裂缝宽度计算方法，且基于普通混凝土深受弯构件的相关规范要求能否适用于高强轻骨料混凝土有待于进一步研究。

腹筋,配筋,配筋率,试件

第二章高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究高度 h 为 1400mm，剪跨与试件高度的比值 a/h 为 1.50，加载板和支座板宽度为 130mm。（2）配筋信息为保证试件不产生明显的弯曲效应，底部纵筋配筋率取 2.4%，并在钢筋梁端焊接钢板防止产生黏结锚固破坏，在加载板下方和支座板上方焊接钢筋笼防止发生混凝土局部压碎，如图 2.2 所示。

【参考文献】