钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁抗弯刚度试验研究

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1、第36卷第1期华北水利水电大学学报(自然科学版)Vo1．36No．12015年2月JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Feb．2015DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2015．01．009钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁抗弯刚度试验研究潘丽云，尚亚琼，康星星，李长永(华北水利水电大学，河南郑州450045)摘要：钢纤维全轻混凝土叠浇梁兼具钢纤维全轻混凝土质量轻、抗拉性能好与普通混凝土抗压性能

2、好的优良特性．通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁、2根钢筋混凝土梁和2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁的正截面受力性能对比试验，研究分析了钢纤维体积率、钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面抗弯刚度的影响规律，提出了基于有效惯性矩的钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面抗弯刚度计算公式．结果表明：叠浇梁的正截面抗弯刚度随着钢纤维体积率的增加而增大，随着钢纤维全轻混凝土截面高度比例的增大而减小；基于有效惯性矩的抗弯刚度进行叠浇梁的挠度计算结果与试验结果符合良好．关键词：钢纤维全轻混凝土；叠浇梁；抗弯刚度；截面高度；钢纤维体积率；有效惯性矩中图分类号：TU5

3、28；TV332文献标识码：A文章编号：1002—5634(2015)01—0043—04为了充分利用普通混凝土抗压和钢纤维轻骨料刚度进行了分析研究，提出了相应的计算方法混凝土抗拉的优点，赵顺波等提出了一种新型的1试验概况梁(板)组合结构形式，即在下部一定高度的钢纤维轻骨料混凝土上叠浇普通混凝土组成的叠浇梁1．1试验梁设计与制作(板)．在钢纤维全轻混凝土力学性能和钢筋钢纤维如图1所示，试验梁截面尺寸为150mm×全轻混凝土叠浇板受力性能研究成果基础上J，300mm，长度为31TI，跨度为2．7m．架立筋为24,1o，开展了一系列钢筋钢纤维

4、全轻混凝土叠浇梁的受力剪跨段的箍筋为8@100mm，纯弯段不配置箍筋．性能试验研究．笔者结合钢筋钢纤维全轻混凝试验梁纵向受力钢筋均配置2根，纵向受力钢筋的土叠浇梁正截面受力性能试验研究成果，对其抗弯混凝土保护层厚度均为25mm．1108—～14150I900900I900图1试验梁尺寸及配筋示意图(单位：mm)试验设计制作了14根叠浇梁及用于对比的232mm，等效直径0．6mm．根钢筋混凝土梁和2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁．根据钢纤维全轻混凝土叠浇梁的组合形式，先纵向受拉钢筋均为带肋钢筋，普通混凝土强度等级浇筑下部钢纤维全轻混凝土并振实，其

5、高度在振实为C30，钢纤维全轻混凝土的基准混凝土强度等级后量测控制；再在其上浇筑高强混凝土并振实抹面，为LC30．钢纤维采用钢板剪切端钩型钢纤维，长度控制振捣棒插入结合面在20mm以内．待成型48h收稿日期：2014—11—11基金项目：河南省高校生态建筑材料与结构工程科技创新团队(13IRTsHN002)；河南省新型城镇建筑技术协同创新中心(教科技[2013]638号)．作者简介：潘丽云(1967一)，女，安徽安庆人，教授，主要从事混凝土结构设计理论与应用等方面的研究．华北水利水电大学学报(自然科学版)2015年2月后，拆模并洒水养护7

6、d，此后为室内环境条件下自试验梁的编号与参数组合见表1．其中编号含然养护．在浇筑梁的同时，浇筑边长为150mm的立义为：普通混凝土(钢纤维全轻混凝土)强度等级一方体试块和150mm×150mmX300mm的棱柱体试钢纤维全轻混凝土高度(h)一纵向受拉钢筋直径件，以测定混凝土的实际强度．一钢纤维体积率，a和b表示每组有2根梁．表1试验梁实测性能参数1．2试验方法挠度经历了因截面开裂而明显增大、随裂缝开展与试验梁采用反力架及液压千斤顶加力装置，两条数增多而逐渐增大以及随纵向受拉钢筋屈服或受端简支、跨中三分点对称集中加载，由荷载传感器控压区混凝

7、土压碎而突然增大等3个阶段；钢筋混凝制荷载值，各级荷载作用下的跨中挠度由布置在跨土梁在截面开裂后的挠度明显增大，钢纤维体积率中截面和支座处的位移计测试，采用英国Solatron增大对减小叠浇梁的跨中挠度有明显效果；随着钢高精度全自动数据采集系统进行数据采集．纤维全轻混凝土截面高度的增大，叠浇梁截面开裂时的挠度突增现象变得难以辨析，在同样荷载作用2试验结果分析下叠浇梁的跨中挠度有所增加．2．1跨中挠度一弯矩曲线2．2梁的抗弯刚度试验梁的跨中挠度一弯矩曲线如图2所示．根据钢筋混凝土受弯构件挠度计算的最小刚度-9O『—-▲~-C30-180-1

8、g4)ab；C40-120-20-1．2ab；C40-210-20-1．2ab原则，按材料力学的简支梁挠度计算公式，可以一(l8o．1啪8日b：—‘一c40_150_2o．12ab：—}一Dc