橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影响的理论分析

《橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影响的理论分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第l8卷4期应用基础与工程科学学报Vo1．I8．No．42010年8月JOURNALOFBASICSCIENCEANDENGINEERINGAugust2010文章编号：1005-0930(2010)04-0609-07中图分类号：TU528．01文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-0930．2010．04．008橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影响的理论分析杨林虎2，朱涵2，李艳茹3(I．天津大学建筑工程学院土木工程系，天津300072；2．滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学)，天津300072；3．海军工程大学后勤指挥与工程系，天津300450)摘

2、要：橡胶集料掺入混凝土中改变了混凝土的应力应变关系，应力应变关系的变化对钢筋混凝土梁截面的延性产生了重要影响．以橡胶集料混凝土受压应力应变关系为出发点，建立了掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数模型．结合材料性能试验，通过具体实例分别计算出了普通和掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数．结果表明橡胶集料能够显著提高钢筋混凝土梁截面的延性．关键词：混凝土；橡胶集料；延性；截面曲率延性系数大量的实验研究和地震教训表明，在地震作用下，特别是罕遇地震作用下，建筑结构都会进入弹塑性状态，出现塑性变形．这就要求结构构件除了具有足够的强度和刚度外，还必须具有良好的延性⋯，尤其是在剪力墙结构

3、设计中，对连梁的延性要求更高。．传统的改善结构构件延性的方法是提高配箍率4J、改变箍筋形势_5]，但这种方法仅局限在构造方面，对混凝土构件延性的改善十分有限．近几年来，开始出现对混凝土材料自身特性的改善J，如在普通混凝土中加入适量的钢纤维或者碳纤维来降低混凝土的脆性，提高延性．橡胶集料混凝土是由天津大学朱涵教授研发出的一种新型环保建筑材料，是在普通混凝土组分的基础上引入新的柔性成分橡胶集料后配制而成的．其本身延性较普通混凝土有大幅提高，目前很多文献报道了其力学性能特点以及在路面桥面上的应用⋯⋯．他们的研究结果表明，与普通混凝土相比，橡胶集料混凝土单轴受压峰值压应变和极限压应均增大，并且应变

4、能密度(应力-应变曲线与坐标轴围成的面积)也有大幅增长．橡胶集料混凝土单轴受压力学特点表明它能够承担更大的变形，破坏前能够吸收更多的能量，这一特点预示着如将橡胶集料混凝土应用在结构构件中，构件将会表现出良好的延性特征．本文针对掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁，结合材料性能试验，进行了梁截面曲率延性系数(curvatureductilityfactor，CDF)的理论分析和实例计算．收稿日期：2008-11—17；修订日期：2009-03-23基金项目：国家自然科学基金资助项目(50878142)作者简介：杨林虎(1981～)，男，博士研究生．E-mail：yan~inhul021@yahoo．t

5、om．ell通讯作者：朱函(1956一)男，教授，博士生导师．E-mail：hanzhuaz@yahoo．com．cn610应用基础与工程科学学报1理论分析基础1．1试验采用天津科威橡胶厂生产的橡胶集料，平均粒径为1．5mm，如图1所示．采用天津水泥厂生产的骆驼牌42．5普通硅酸盐水泥，细骨料采用细度模数为2．55的中砂，粗骨料采用5—25mm粒径的碎石，骨料的筛分情况见表1．减水剂采用广州西卡建筑材料有限公司天津分公司生产的Sika一3301型高效减水剂．混凝土配合图1橡胶集料比及测试结果见表2和表3所示．Fig．1Crumbrubber表1粗细骨料级配Table1Gradationof

6、coarseandfineaggregates表3混凝土的强度与弹性模量Table3Strengthsandyoung’smodulusofconcrete大量文献表明，掺入橡胶集料会降低混凝土的强度，笔者在试验过程中，通过配合比设计优化，配制了与普通混凝土相同强度等级的橡胶集料混凝土，并且新拌混凝土的和易性良好．在此配合比中，橡胶集料的掺量是150kg／m。．在此掺量下，橡胶集料混凝土的峰值压应变和极限压应变分别为普通混凝土的1．5倍和1．82倍，它们随着橡胶集料掺量的不同而变化．根据立方体抗压强度和轴心抗压强度试验结果，我们认为此配合比配制出的杨林虎等：橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影

7、响的理论分析611混凝土强度等级为C35．在实例计算中，认为强度等级为C35的橡胶集料混凝土与普通混凝土具有相同的轴心抗压强度设计值．1．2应力应变模型在普通混凝土理论计算模型和橡胶集料混凝土试验的基础上，文献[11]首先提出引入A，A：两个参数，分别作为橡胶集料混凝土的峰值压应变和极限压应变的提高系数，建立了以下橡胶集料混凝土的应力应变理论计算模型O'RC=『拿一f盟1‘1，0≤8。≤A。。(1)A180＼A18o，(