高强钢筋再生混凝土梁抗弯性能试验研究及数值模拟

发布时间：2020-07-15 23:36

【摘要】：从上世纪90年代以来,我国的建筑行业得到了飞速发展,但同时也产生了大量的建筑垃圾无法处理,相比之下,日本在上世纪70年代就制定了再生混凝土规范。我国在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中淘汰了235MPa级低强钢筋,增加500MPa级高强钢筋,并明确将400MPa级钢筋作为主力钢筋,由此可以看出我国发展高强钢筋的趋势。因此本次试验在以上两个大背景下,结合了再生混凝土与高强钢筋,做了物理试验及数值模拟试验,并将两者进行对比分析。首先,通过物理实验我们可以得出再生混凝梁与普通混凝土梁在抗弯性质上是一致的。但在平均挠度值上,富含砖粒的再生混凝土梁与普通混凝土梁有明显的差异,在裂缝宽度方面,再生混凝土梁会比普通混凝土梁的裂缝宽度会变得更宽,在裂缝间距上再生混凝土梁会比普通混凝土梁小。其次,通过利用现行规范下相关公式计算值与试验值、ABAQUS模拟值比较可以发现再生混凝土梁的极限承载力基本一致,但再生混凝土梁最大挠度偏大,说明现行规范下混凝土梁的验算方法需要修正,最后提出了刚度修正系数α=0.86,经验算,引入刚度修正系数后,结果较为吻合。然后利用ABAQUS软件进行裂缝模拟,其最大裂缝宽度模拟值与试验值基本一致,开裂弯矩实测值与计算值、模拟值与计算值吻合较好,开裂弯矩可以根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行计算。最后进行ABAQUS拓展模拟,发现提高混凝土强度并不能显著改变配置高强钢筋混凝土梁的力学性能,但增加配筋率后,高强钢筋再生混凝土梁的力学性能显著改变。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1
【图文】：

技术路线图,混凝土配筋,开裂弯矩,裂缝宽度

技术路线图

试验梁,架立筋,箍筋,粗骨料

表 2-2 混凝土配合比Table 2-2 Concrete mix proportion试件编号取代率材料用量/3kg m水泥/g 砂子/g 天然粗骨料/g 再生粗骨料/g 减水剂/ml 水/mlA-4000%450 531 1239 0 4.5 180A-600 450 531 1239 0 4.5 180B-40030%450 531 867.3 371.7 4.5 180B-600 450 531 867.3 371.7 4.5 180C-40050%450 531 619.5 619.5 4.5 180C-600 450 531 619.5 619.5 4.5 180（3）试验梁构造本次试验受拉钢筋采用单层布置，即在混凝土受拉区布置两根受拉钢筋，受拉筋长度为 1800mm，直径为 12mm，同时在梁左右各布置 5个箍筋，箍筋间距为 125mm，直径为 8mm，在箍筋顶部布置架立筋，架立筋的长度为 600mm直径为 8mm。本次实验梁所用箍筋架立筋均为 HRB600 钢筋，A-400、B-400、C-400 采用 HRB400 钢筋，A-600、B-600、C-600 采用 HRB600 钢筋，试验梁构造如图 2-1所示：

钢筋图,钢筋,应变片

图 2-2 打磨钢筋Fig. 2-2 Grinding steel bar贴应变片。如图 2-3 所示，首先先在钢筋应变片上涂上 50应变片贴在钢筋贴片处也就是十字叉纹处，然后用手挤压02 胶水，接着继续压着应变片 1~2 分钟，确保没有小气泡成功需要二次粘贴，必须重新检查应变片有没有短路或断树脂的纱布包裹，最后还需包上一层防水胶布防水，在应敷上热塑管，做防水和防腐蚀处理。

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