受压区增强塑钢纤维轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

发布时间：2020-03-21 23:02

【摘要】：塑钢纤维轻骨料混凝土梁与普通混凝土梁相比具有承载能力高、变形性能好等特点,但当梁配筋率较大时,由于受压区混凝土抗压能力不足,在纵筋屈服前发生混凝土压碎破坏,这样的脆性破坏机制限制了轻骨料混凝土梁的使用范围。如何改进塑钢纤维轻骨料混凝土梁受压区混凝土的抗压性能,在保证承载力的同时获得较好的延性,从而发挥高配筋率梁的优良性能,此研究对于拓宽轻骨料混凝土的使用范围具有重要意义。采用提高受压区混凝土强度等级、跨中受压区使用钢纤维、受压区使用箍筋(矩形、螺旋)约束三种增强方式,设计了9根塑钢纤维轻骨料混凝土梁。通过分析钢筋和混凝土应变、截面相对受压区高度、特征点弯矩值、延性系数等指标,研究了受压区混凝土强度、增强方式、配筋率对塑钢纤维轻骨料混凝土梁受弯性能的影响,基于混凝土梁破坏特征和受压区增强机理,建立了受压区增强塑钢纤维轻骨料混凝土梁受弯承载力计算公式。研究结果表明:受压区增强塑钢纤维轻骨料混凝土梁的超筋破坏现象均得到改善;通过受压区约束方式和混凝土强度的改变,原1.95%的界限配筋率和2.52%的超量配筋率梁均表现出较好的延性。采用受压区局部使用钢纤维和局部箍筋约束受压区混凝土可以提高塑钢纤维轻骨料混凝土梁的承载能力和延性;而提高局部受压区混凝土强度时,试件的承载力降低,延性变差,脆性现象显著;受压区局部采用螺旋箍筋和矩形箍筋约束的混凝土梁,由于试件截面设计尺寸较小,箍筋形式对塑钢纤维轻骨料混凝土梁承载力和延性影响不大。建议在实际工程中受压区局部采用钢纤维增强塑钢纤维轻骨料混凝土梁。以提高局部受压区混凝土强度和受压区局部采用箍筋约束混凝土两种方式建立的承载能力计算公式算出的结果与试验值吻合度较好。本文研究结果为受压区增强塑钢纤维轻骨料混凝土梁的受弯承载力计算提供了依据,进一步拓宽了塑钢纤维轻骨料混凝土的应用范围,对纤维轻质混凝土的使用推广具有重要现实意义。
【图文】：

/mm/MPa/%（kg/m3）（kg/m3）5~10 6.9 4.8 780 1 333表 2.3 石子物理性能粒径/mm压碎指标/%空隙率/%表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）5-20 9 40 2 800 1 680（4）纤维塑钢纤维：浙江宁波大成新材料股份有限公司生产的高性能改性聚丙烯粗纤维纤维外形如图 2.2，，性能参数见表 2.4。钢纤维：唐山市玉田县致泰钢纤维制造有限公司生产的钢纤维，纤维外形如图2.3，性能参数见表 2.2。

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【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

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本文编号：2594064