600MPa高强钢筋高强混凝土梁刚度试验研究
发布时间：2021-09-12 12:41
分别进行了4组8根不同配筋率的配置600MPa高强钢筋与C60高强混凝土梁的刚度试验,以及1组2根配置400MPa钢筋与C60混凝土的对比梁的刚度试验研究.确定出各级荷载作用下各试验梁的截面应变变化规律,分析了开裂后正常使用阶段实测钢筋应力的变化规律,得到了配置600MPa高强钢筋高强混凝土梁的荷载-挠度全过程曲线.试验结果表明:配置600MPa级钢筋的高强混凝土梁具有良好的变形性能,荷载-挠度曲线仍为典型的三折线变化.其他条件相同时,配置600MPa高强钢筋的混凝土梁相比于配置400MPa钢筋梁的极限承载力提高了41.6%.基于试验研究结果,分析了现有国内外规范公式对于配置600MPa高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法的适用性,进而推荐了适用于600MPa高强钢筋高强混凝土梁刚度计算的3种计算模式.
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
试验测点布置示意
2.1 荷载-挠度全曲线图2为实测各试件的荷载—挠度全曲线(弯矩M—挠度f全曲线).如图2(a)所示,对于配置600MPa钢筋、C60混凝土、配筋率ρ=0.5%、0.8%、1.2%的3组试件的变形,呈现钢筋混凝土适筋梁典型的3阶段模式:(Ⅰ)试件未开裂前,可视为线弹性变化,其挠度、钢筋与混凝土应变呈线性增加.(Ⅱ)当外荷载达到开裂弯矩Mcr(≈20%～30%极限荷载Mu),梁纯弯段内出现一条或同时出现几条初始裂缝,荷载—挠度全曲线有较为明显的突变点,裂缝的出现使得试件刚度降低,其荷载—挠度曲线斜率开始发生明显改变.随着荷载进一步增加,挠度、钢筋与混凝土应变、裂缝宽度变化较为稳定,仍呈近似线性增加趋势.(Ⅲ)随着荷载进一步增加,使得600MPa纵向受力钢筋达到其屈服强度,则对应的试件挠度发生突增,荷载挠度曲线上出现第2个更为明显的拐点,曲线斜率变化较大,试件刚度降低明显.当裂缝宽度达到1.5mm左右,混凝土被压碎而试验梁失去承载能力.各试件最终都表现出明显的延性破坏特征,如图2(a)所示,在适筋情况下(ρ=0.5%、0.8%、1.2%)各试件的延性随着配筋率ρ的减小而降低.其实测位移延性系数的平均值依次为6.69、3.47、1.51,离散系数依次为0.07、0.08、0.03.
由图2(b)分别配置600MPa钢筋与配置400MPa钢筋的适筋试验梁(ρ=0.8%)的M—f全曲线的比较可见,两者的刚度变化过程具有相似特征,都呈现典型的三阶段模式.取开裂后正常使用阶段外荷载同为29kN时,配置600MPa钢筋梁与配置400MPa钢筋梁的实测跨中挠度分别为1.873mm和1.488mm(取每组两根梁的平均值);同为46kN时,实测跨中挠度分别为3.988mm和3.339mm,可见两者相差不大而较为接近(仅相差0.4～0.5mm).图3为配置600MPa钢筋与配置400MPa钢筋的适筋试验梁(ρ=0.8%)的裂缝发生发展情况.在其他条件相同情况下,配置600MPa钢筋梁的抗裂能力(开裂荷载平均值18.5kN)与配置400MPa钢筋梁(开裂荷载平均值17.5kN)相比有所提高但基本一致,即受力钢筋自身强度的提高对混凝土试件抗裂能力贡献有限.取开裂后正常使用阶段外荷载同为29kN时,配置600MPa钢筋的混凝土梁与配置400MPa钢筋梁,分别出现8条和6条裂缝;各裂缝的延伸高度平均值分别为0.43h和0.50h,离散系数分别为0.56和0.34,裂缝的最大延伸高度分别为0.78h和0.67h;实测钢筋重心对应的混凝土侧表面的平均裂缝宽度和最大裂缝宽度均为0.08mm和0.15mm.同为46kN时,配置600MPa钢筋梁与配置400MPa钢筋梁,两者相较29kN时各出现2条新裂缝,则裂缝分别为10条和8条;各裂缝延伸高度平均值分别为0.49h、0.45h,离散系数分别为0.47、0.44,裂缝延伸高度的最大值分别为0.78h和0.67h;实测钢筋重心对应的混凝土侧表面的平均裂缝宽度均为0.12mm,最大裂缝宽度分别为0.24mm和0.25mm.
【参考文献】：
期刊论文
[1]600MPa级新型抗震钢筋受力特性与本构模型研究[J]. 管俊峰,张谦,王丹,姚贤华,王伟夙,赵顺波. 应用基础与工程科学学报. 2018(01)
[2]600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁抗裂性能研究[J]. 管俊峰,张谦,王伟夙,姚贤华,白卫峰,谢超鹏. 混凝土. 2016(07)
[3]高强钢筋混凝土梁短期变形计算方法研究[J]. 周建民,陈硕,王晓锋,赵勇. 同济大学学报(自然科学版). 2013(04)
[4]我国现行混凝土结构设计规范钢筋选用的设计规定简介[J]. 侯建国,董黛,肖龙,李剑发,朱易龙,赵青玲. 武汉大学学报(工学版). 2012(S1)
[5]钢筋混凝土梁裂缝延伸高度发展规律试验研究[J]. 管俊峰,赵顺波,黄承逵. 应用基础与工程科学学报. 2011(02)
[6]配置500MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验[J]. 王铁成,李艳艳,戎贤. 天津大学学报. 2007(05)
本文编号：3394242
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
试验测点布置示意
2.1 荷载-挠度全曲线图2为实测各试件的荷载—挠度全曲线(弯矩M—挠度f全曲线).如图2(a)所示,对于配置600MPa钢筋、C60混凝土、配筋率ρ=0.5%、0.8%、1.2%的3组试件的变形,呈现钢筋混凝土适筋梁典型的3阶段模式:(Ⅰ)试件未开裂前,可视为线弹性变化,其挠度、钢筋与混凝土应变呈线性增加.(Ⅱ)当外荷载达到开裂弯矩Mcr(≈20%～30%极限荷载Mu),梁纯弯段内出现一条或同时出现几条初始裂缝,荷载—挠度全曲线有较为明显的突变点,裂缝的出现使得试件刚度降低,其荷载—挠度曲线斜率开始发生明显改变.随着荷载进一步增加,挠度、钢筋与混凝土应变、裂缝宽度变化较为稳定,仍呈近似线性增加趋势.(Ⅲ)随着荷载进一步增加,使得600MPa纵向受力钢筋达到其屈服强度,则对应的试件挠度发生突增,荷载挠度曲线上出现第2个更为明显的拐点,曲线斜率变化较大,试件刚度降低明显.当裂缝宽度达到1.5mm左右,混凝土被压碎而试验梁失去承载能力.各试件最终都表现出明显的延性破坏特征,如图2(a)所示,在适筋情况下(ρ=0.5%、0.8%、1.2%)各试件的延性随着配筋率ρ的减小而降低.其实测位移延性系数的平均值依次为6.69、3.47、1.51,离散系数依次为0.07、0.08、0.03.
由图2(b)分别配置600MPa钢筋与配置400MPa钢筋的适筋试验梁(ρ=0.8%)的M—f全曲线的比较可见,两者的刚度变化过程具有相似特征,都呈现典型的三阶段模式.取开裂后正常使用阶段外荷载同为29kN时,配置600MPa钢筋梁与配置400MPa钢筋梁的实测跨中挠度分别为1.873mm和1.488mm(取每组两根梁的平均值);同为46kN时,实测跨中挠度分别为3.988mm和3.339mm,可见两者相差不大而较为接近(仅相差0.4～0.5mm).图3为配置600MPa钢筋与配置400MPa钢筋的适筋试验梁(ρ=0.8%)的裂缝发生发展情况.在其他条件相同情况下,配置600MPa钢筋梁的抗裂能力(开裂荷载平均值18.5kN)与配置400MPa钢筋梁(开裂荷载平均值17.5kN)相比有所提高但基本一致,即受力钢筋自身强度的提高对混凝土试件抗裂能力贡献有限.取开裂后正常使用阶段外荷载同为29kN时,配置600MPa钢筋的混凝土梁与配置400MPa钢筋梁,分别出现8条和6条裂缝;各裂缝的延伸高度平均值分别为0.43h和0.50h,离散系数分别为0.56和0.34,裂缝的最大延伸高度分别为0.78h和0.67h;实测钢筋重心对应的混凝土侧表面的平均裂缝宽度和最大裂缝宽度均为0.08mm和0.15mm.同为46kN时,配置600MPa钢筋梁与配置400MPa钢筋梁,两者相较29kN时各出现2条新裂缝,则裂缝分别为10条和8条;各裂缝延伸高度平均值分别为0.49h、0.45h,离散系数分别为0.47、0.44,裂缝延伸高度的最大值分别为0.78h和0.67h;实测钢筋重心对应的混凝土侧表面的平均裂缝宽度均为0.12mm,最大裂缝宽度分别为0.24mm和0.25mm.
【参考文献】：
期刊论文
[1]600MPa级新型抗震钢筋受力特性与本构模型研究[J]. 管俊峰,张谦,王丹,姚贤华,王伟夙,赵顺波. 应用基础与工程科学学报. 2018(01)
[2]600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁抗裂性能研究[J]. 管俊峰,张谦,王伟夙,姚贤华,白卫峰,谢超鹏. 混凝土. 2016(07)
[3]高强钢筋混凝土梁短期变形计算方法研究[J]. 周建民,陈硕,王晓锋,赵勇. 同济大学学报(自然科学版). 2013(04)
[4]我国现行混凝土结构设计规范钢筋选用的设计规定简介[J]. 侯建国,董黛,肖龙,李剑发,朱易龙,赵青玲. 武汉大学学报(工学版). 2012(S1)
[5]钢筋混凝土梁裂缝延伸高度发展规律试验研究[J]. 管俊峰,赵顺波,黄承逵. 应用基础与工程科学学报. 2011(02)
[6]配置500MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验[J]. 王铁成,李艳艳,戎贤. 天津大学学报. 2007(05)
本文编号：3394242
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