钢筋钢纤维混凝土连梁的变形特点

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1、第33卷第6期华北水利水电学院学报Vo1．33No．62012年12月JournalofNoahChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec．2012文章编号：1002—5634(2012)06—0051—05钢筋钢纤维混凝土连梁的变形特点赵军，马鑫，李光辉(郑州大学土木工程学院，河南郑州450001)摘要：通过4个不同钢纤维体积率的钢筋混凝土连梁在低周反复荷载作用下的试验，测试了连梁在低周反复荷载作用下钢筋应变和侧向位移，分析了钢纤维对连梁中钢筋应变和侧向位

2、移的影响规律．研究结果表明：钢纤维对连梁的纵向钢筋应变、箍筋应变和侧向位移影响明显；随着钢纤维体积率的增大，钢筋的极限应变和连梁的极限位移都显著增大．关键词：钢纤维混凝土；连梁；钢纤维体积率；低周反复荷载；应变随着现代混凝土结构理论的发展和混凝土强度个不同钢纤维体积率的钢筋混凝土连梁，进行低周的提高，剪力墙结构的承载能力和抗震能力都有大反复荷载作用下的试验研究．幅度提升．发生地震时，主要由剪力墙结构来承担和1试验概况抵抗水平地震作用．从世界各地发生的地震破坏情况来看，作为剪力墙结构中重要构件的连梁最先受1．1试件尺寸到冲击而破

3、坏，连梁作为结构的第一道防线在墙肢依据文献[10—12]对试件设计的规定，同时，屈服之前达到屈服，尽可能发挥其塑性变形能力以综合考虑剪力墙结构中连梁的尺寸、加载设备和试及耗散地震能量，可有效减轻整个主体结构的损坏验空间等因素，取连梁的截面尺寸(长×宽×高)为程度，因此如何提高连梁的性能也受到了国内外学800mm×150mm×400mm，跨高比为2．0，两端各者的广泛重视¨．有一片1000mm×150mm×600mm的剪力墙．整钢纤维能显著改善混凝土的抗拉、抗弯、抗剪等个试件呈工字形，分为连梁和墙肢两部分，总长度为力学性能，提高

4、混凝土的延性和韧性，增加钢筋混凝2000mm，连梁和墙肢的厚度均为150mm．所有构土结构的变形能力和抗震能力"．在钢筋混凝土件均采用相同的尺寸和配筋形式．具体试件尺寸和连梁或者剪力墙中加入钢纤维，将改善连梁或剪力配筋如图1和图2所示．墙结构的承载能力和抗震性能．因此，笔者设计了4600600JlOJ10,1lOdlOLl15J0a叫删0dI111．—JF8@12o，一『1善IlI＼1＼III一

5、I——图1试件尺寸简图图2试件配筋简图收稿日期：2012—09—25基金目：国家自然科学基金项目(51078333)；教育部新世纪优

6、秀人才支持计划(NCET一10—0125)．作者简介：赵军(1971一)，男，河南漯河人，教授，博导，博士，主要从事纤维材料增强与加固混凝土结构方面的研究52华北水利水电学院学报2012年12月1．2试验参数及原材料力方向两侧各布置4个位移计来测量加载过程中连混凝土强度等级为C50，分别制作普通混凝土梁与剪力墙的相对位移，位移计在连梁各侧的具体和钢纤维混凝土两种试件，钢纤维体积率分别为布置情况和编号如图4所示．0．0％，0．5％，1．5％，2．5％．C50混凝土配合比见表1．表1C50混凝土配合比kg／m注：编号中第1项CCB

7、为混凝土剪力墙连梁英文首字母缩写，其后数字为连梁编号；第2项为钢纤维体积率．如CCB2—05表示2号连梁，其钢纤维体积率为0．5％．试验原材料：剪切型微扭钢纤维，长径比为42，等效直径为0．76，抗拉强度为760MPa；P·042．5图3钢筋应变片分布图级普通硅酸盐水泥；细集料为天然河砂，Ⅱ区中砂；粗集料为5～20mm连续级配碎石．1．3加载装置采用水平低周反复加载方式，加载时将试件竖立放置，连梁两端剪力墙分别与地梁和加载曲梁连接，水平荷载通过连梁两端的剪力墙传递到连梁上．为模拟实际工程中由剪力墙相对变形引起连梁受力的情况，试

8、验装置在加载曲梁顶面设计了保证水平加载的平行铰，曲梁加载点位于连梁形心位置．图4连梁位移测点分布图采用荷载一位移混合控制的水平低周反复荷载2钢筋应变分析的加载制度，加载过程分为荷载控制和位移控制两个阶段．在试件屈服之前，采用荷载控制的方式对试2．1纵向钢筋应变分析件进行加载，所加荷载分级递增并水平往复进行，每试件在正向加载过程中的纵向钢筋应变随荷载级荷载循环1次，当荷载临近试件屈服荷载时增加的变化情况如图5所示．从开始加载到破坏，连梁中分级，直至试件屈服．当试件屈服之后，改为位移控钢筋应变的变化可分为以下4个阶段．制加载，即根

9、据试件屈服时的位移作为位移控制参1)初始加载时，荷载较小，由于混凝土和钢筋数，逐级递增，每次位移循环3次，直到构件的承载共同承受荷载，梁顶、跨中和梁底截面的钢筋应变都力下降为极限承载力的80％时停止，认定此时构件比较小．在梁顶出现受弯裂缝之后，随着荷载的变已完全破坏．化，连梁