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Vol.42，No.1第42卷第1期February，2016SichuanBuildingMaterials2016年2月混凝土梁抗剪性能的研究进展刘君阳,闫亚汐,栾力文(华北理工大学轻工学院,河北唐山063000)摘要:影响混凝土梁抗剪机理的因素有很多,其中影响做简要介绍。包括剪跨比、混凝土强度、水平钢筋屈服强度和竖向钢筋屈服强度。对于混凝土构件的抗剪机理的研究是一个复杂混凝土压力C的过程,因此,混凝土构件的抗剪机理是国内外工程领域非常关注的一个问题。本文分别介绍了国内外对混凝土构VaVc2件抗剪性能研究的主要成果,并对今后拟开展的研究工作Vs提出了建议。纵筋拉力T关键词:混凝土梁;抗剪性能;影响因素支撑力NVd中图分类号:TU375.1文献标志码:A文章编号:1672-4011(2016)01-0028-02图1钢筋混凝土梁抗剪内力示意图DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2016.01.0151．1混凝土强度对抗剪强度的影响混凝土强度对抗剪强度有直接的影响,这一点是显而ProgressofResearchonConcreteBeam易见的,因为剪切破坏是由于混凝土达到极限强度而发生ShearPerformance的,所以混凝土强度越高,抗剪强度就越高,而且对于普LIUJunyang,YANYaxi,LUANLiwen通混凝土构件来说,一般认为抗剪强度与混凝土强度是呈(QinggongCollege,NorthChinaUniversityofScienceAndTech-[2]线性关系的。潘柏荣等对混凝土强度的研究表明,对于nology,Tangshan063000,China)配有HPB235级箍筋系列的梁,抗剪承载力随混凝土强度[3]的提高呈线性增加趋势。Clark(混凝土强度为14~41Abstract:Thefactorsreviewedincludedtheshearspanra-[4]MPa)与Smith和Vantsiotis试验研究表明,在其他条件相tio,theconcretestrength,theyieldstrengthofhorizontalrein-同的情况下,随着混凝土强度增大,梁的受剪承载力增大。force,andtheyieldstrengthofverticalreinforce.Forthere-[5]Oh和Shin研究的深梁的混凝土强度为23~74MPa,并认searchofconcretestructuresshearmechanismisacomplicated为试验中混凝土抗压强度对极限抗剪强度有着显著的影响。process,Therefore,inthedomesticandforeignengineering1．2剪跨比对抗剪强度的影响fieldtheshearmechanismofconcretestructuresIsanissueof[6]长安大学张复兴通过有限元分析了有腹筋的钢筋混concern.Thispaperintroducesdomesticandinternationalon凝土深梁在集中荷载作用下在剪跨比的影响,研究表明,concretemembershearperformanceresearch,andthefutureof[3]随着剪跨比的增大,构件的抗剪承载力相应减小。ClarkresearchworkontheproposedSuggestionswereputforward..从剪跨比方面进行了一系列的钢筋混凝土梁受斜拉作用的Keywords:reinforcedconcretebeam;shearperform-试验,这一系列的梁包括无腹筋梁和不同配箍率的有腹筋ance;theinfluencefactors梁,试验的集中加载点的位置有五种。研究首次发现,随0前言着加载点由跨中逐渐向支座移动(即剪跨减小),斜拉抗力增[4]大。Smith和Vantsiotis试验了52根两点对称加载的深梁,混凝土构件的抗剪是钢筋混凝土结构诸多重要问题中研究剪跨比、竖向和水平腹筋的作用。试验表明,随着剪的经典问题之一。在钢筋混凝土结构设计中要求尽可能避跨比的减小,受剪承载力有很大提高。Kong,Robins和免构件发生脆性破坏。典型的脆性破坏是构件的剪切破坏。[7]Cole从跨高比、剪跨比和不同腹筋等方面进行了35根简为了避免构件发生剪切破坏,就需要研究构件发生剪切破支深梁试验,研究表明,不同类型的腹筋的作用取决于跨坏的机理,再采取针对性的措施。目前国内外针对集中荷高比和剪跨与梁高之比;随着剪跨比的增大,构件的抗剪载作用下混凝土梁的抗剪性能已经进行了大量的试验研究。承载力相应减小。本文对钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了总结和分析,以期1．3水平腹筋和竖向腹筋对抗剪强度的影响对今后开展研究和工程应用具有一定的参考价值。[6]长安大学张复兴通过有限元分析了有腹筋的钢筋混1钢筋混凝土梁的抗剪性能凝土深梁在集中荷载作用下的影响,研究表明,对于配有纵筋及箍筋的深受弯构件,随着箍筋强度的增大,构件剪如图1所示[1],钢筋混凝土梁的抗剪承载力是由混凝[8]应力相应增大。李平先等研究了有腹筋短梁在施加集中土和钢筋共同承担的,图中VCZ、Va、Vs、Vd分别表示受压区和均布荷载下其抗剪性能的24根有腹筋短梁,研究表明:未开裂混凝土梁的抗剪贡献、骨料咬合作用、腹筋抗剪作用随着剪跨比、高跨比的增大,垂直腹筋的作用也相应增大;和纵筋的销栓作用,VC表示这些项抗剪作用之和。影响混凝在集中荷载作用下,梁剪跨比大于1时,垂直箍筋作用要土梁抗剪机理的因素有很多。下面分别从混凝土强度、剪比水平腹筋的作用更大,当剪跨比等于1时,水平腹筋的跨比、水平腹筋和竖向腹筋对钢筋混凝土梁的抗剪性能的·28· 第42卷第1期Vol.42，No.12016年2月SichuanBuildingMaterialsFebruary，2016作用较垂直箍筋的作用要大;在均布荷载作用下,高跨比论分析进行更深一步的研究。大于等于3时垂直箍筋所起作用更大,高跨比小于3时水[ID:002579]平腹筋的作用要比垂直腹筋的作用大。Tan,Kong,Teng在参考文献:对两点加载的钢筋混凝土深梁试验研究,试验结果表明:[9]剪跨与梁高之比对破坏模式影响较大。对高强混凝土深[1]王作虎,杜修力,詹界东,等.FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究梁的试验,研究表明当剪跨与梁高之比大于1.0时,竖向进展[J],玻璃钢/复合材料,2010,37(1):82-85,88.腹筋对抗剪承载能力的提高比水平腹筋更有效;当同时配[2]潘柏荣.高强混凝土梁抗剪性能试验研究[D].长沙:湖南大置水平腹筋和竖向腹筋构成正交的腹筋网时,对提高梁的学,2009.[10][11][3]A.P.Clark.DiagonalTensioninReinforcedConcretebeams[J].抗剪承载能力最有效。Sung-WooShin等对剪跨比在ACIStructuralJournal,1951,23(2):145-156.1.5~2.5范围内的简高强混凝土深弯梁进行了实验分析。[4]Smith,K.N.,Vantsiotis,A.S.ShearStrengthofDeepBeams[J].研究表明,有腹筋深受弯梁的抗剪性能会更好,当箍筋配ACIJournal,1982:201-213.[12]置过多时梁的破坏由剪拉破坏变为剪压破坏。Tan,K.H[5]J.K.OhandS.W.Shin.ShearStrengthofReinforcedHigh-设计了配有斜向腹筋的深受弯梁,梁中加配斜向腹筋可以StrengthConcreteDeepBeams[J].ACIStructuralJournal,2001,98提高其抗剪能力,通过对此类深受弯梁的试验,结合试验(2):164-173.数据,得出了以下结论:达到极限承载力后,深受弯梁中[6]张复兴.基于有限元的钢筋混凝土深受弯构件抗剪性能研究配置的抗剪腹筋承载能力达到最大,无法承受更多剪力,[D].西安:长安大学,2011.但是斜向腹筋此时发挥了其承力作用,担当了主要的受力[7]Fung-KewKong,PeterJ.Robins,DavidF.Cole.“Webreinforce-部分,进而大幅度的提高了深受弯梁的受剪承载能力。menteffectsondeepbeams[J].ACIJournal,1970:1010-1017.由此可见,随着剪跨比的增大,构件的抗剪承载力相[8]李平先,丁自强,赵广田.有腹筋钢筋混凝土短梁抗剪强度的试验研究[J].郑州工学院学报:工学版,1993,14(1):1-11.应减小;随着混凝土强度的增强,构件抗剪承载力相应增[9]Kang-HaiTan,SusantoTeng,Fung-KewKong,etal.MainTen-大;箍筋强度和配筋率在一定范围内对抗剪承载力有强化sionSteelinHighStrengthConcreteDeepandShortBeams[J].作用;随着梁高的增大,构件的抗剪强度会降低;纵筋对ACIStructuralJournal,1997,94(6):752-768.受压区的混凝土有约束增强作用。[10]Kang-HaiTan,Fung-KewKong,SusantoTeng,LingweiGuang.EffectofWebReinforcementonHigh-StrengthConcreteDeep2结语Beams[J].ACIStructuralJournal,1997,94(5):572-582.抗剪性能是钢筋混凝土梁一个非常重要的性能,目前[11]Sung-WooShin,Kwang-SooLee,Jung-ⅢMoon,S.K.Ghosh.国内外对钢筋混凝土梁的抗剪性能的研究大多是通过试验ShearStrengthofReinforcedHigh-strengthConcreteBeamsWithShearSpan-to-DepthRatiosBetween1.5and2.5[J].ACI进行分析,并且大多数是在集中荷载作用下进行的抗剪试StructuralJourmal,1999:549-556.验,而在工程实际中构件除承受集中荷载外,还主要承受[12]Tan,K.H.,Tang,C.Y,Tong,K.Shearstrengthpredictionsof均布荷载。对于钢筋混凝土梁抗剪性能的数值分析还比较pierceddeepbeamswithinclinedwebreinforcement[M].Magazine少。为了能够为工程实际中梁的抗剪性能研究提供参考,ofConereteReseareh,2004.今后应该对钢筋混凝土梁在均布荷载作用下抗剪性能的理■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■(上接第25页)表6再生砖28d抗压强度编号28d抗压强度/MPa编号28d抗压强度/MPa试样041.3试样743.3试样142.5试样845.2试样235.0试样942.2试样337.7试样1041.5试样442.8试样1141.5试样542.7试样1238.7试样641.91)采用尾矿替代细河砂后,强度略有增加,因为尾矿的细度更细,能起到较好的填隙作用。2)配合比3参考了标准砂的标准级配,物料的级配会图1再生砖切面图偏粗,造成再生砖的密实度较差,如图1所示,截面上可3结论与展望见砖内部空隙较多,对强度影响大。分析原因主要为混凝土砖的生产为干硬性混凝土,没有普通混凝土搅拌过程中1)再生骨料和尾矿可以综合利用生产再生砖,尾矿为所形成的水泥浆。再生骨料的级配调整提供了更大的空间。3)配方调整后,试样8的强度较高,为45.2MPa,相2)再生砖的生产过程中,通常企业只采用一种或两种比较基准配合比,强度提高了9.4%。强度设计等级为规格再生骨料,这不利于再生砖的性能最优化,建议可以Cc40,可以适当降低水泥用量。试样11为降低了水泥用量细化再生骨料的粒径等级。后,强度仍满足设计要求的配合比,水泥用量相比较基准3)尾矿是否有为再生砖提供了一定水化活性有待进一配合比,减少了8%。步探讨。[ID:002532]·29·
