钢筋增强高韧性水泥基复合材料梁受剪延性分析.pdf

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1、第45卷第13期人民长江V01．45．No．132014年7月YangtzeRiverJuly，2014文章编号：1001—4179(2014)13—0079—03钢筋增强高韧性水泥基复合材料梁受剪延性分析杨忠，刘成建，张文健，江德保(九江学院土木工程与城市建设学院，江西九江332005)摘要：为分析钢筋增强超高韧性水泥基复合材料简支粱在集中荷栽作用下的受剪承载力和延性性能，对9根超高韧性水泥基复合材料梁和1根混凝土梁开展了集中荷载作用下不同配筋率、不同配箍率及不同剪跨比的抗剪试验研究。结果表明

2、，钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁较之普通钢筋混凝土梁具有更好的抗剪性能和延性性能。介绍了加栽试验中试件规格、加载方式及测量设备等，分析了影响试件受剪延性性能的因素。关键词：超高韧性水泥基复合材料；抗剪性能；延性性能；剪跨比中图法分类号：TV431文献标志码：A由于超高韧性水泥基复合材料开裂后，其裂缝是表1试验梁参数无危害的细微裂缝，因此带有钢筋的超高韧性水泥基复合材料梁截面不退出工作而是继续保持有承载能力，使其结构性能与普通混凝土结构不完全相同。本文以钢筋增强的超高韧性水泥基复合材料简支梁作为

3、研究对象，对其进行不同配筋率、不同配箍率及剪跨比的抗剪试验研究“，分析其抗剪性能和延性性能，以期为超高韧性水泥基复合材料的工程应用提供理论支持。1试验概况1．1试件设计弹模聚乙烯醇纤维。本试验主要参数包括配箍率、纵向钢筋配筋率及1．3数据采集和测点布置剪跨比；纤维体积掺量按照材料的超高韧性要求确定；百分表主要布置在梁跨中位置，两端位置用于测试件数量按照正交设计试验方法确定，试件编号为量梁的挠度曲线。在斜裂缝可能出现位置的箍筋以及CB1～CB10，其中CB1～CB9为超高韧性水泥基复合跨中纵向受力

4、钢筋处贴标距为1mm的电阻应变片，材料梁，CB10为混凝土梁。试验梁主要参数见表1。用于测量箍筋及纵筋的应变。加载试验中，所加的荷1．2试验材料载大小由力传感器测得，加载过程中的钢筋应变、混凝土应变、荷载与挠度由人工采集读数，并观测可能的弯试验中水泥采用42．5普通硅酸盐水泥；试验所用曲裂缝及剪弯区斜裂缝(见图1)。的粉煤灰由九江市发电厂提供；纵向受力钢筋采用直径为l2，14，16mm的HRB335钢筋，架力筋采用直径1．4加载方案及设备为10mm的HPB235光圆钢筋；箍筋采用直径为6mm受弯

5、试件梁在反力架上进行加载，采用两点对称的HPB235光圆钢筋；纤维为上海博宁公司生产的高集中加载，以荷载控制，每级荷载增加量为5kN，在试收稿日期：2014—02—17作者简介：杨忠，男，讲师，硕士，主要从事结构工程分析与抗震研究。E—mail：masyang@163．tom80人民长江现裂缝，宽度约为0．05mm，达到极限强度的65％时，裂缝宽度为0．15mm。而对比试件CB10的在剪力达到50％时，试件裂缝宽度已达0．38mm。图1加载方式及测点布置件即将产生裂缝及达到极限荷载的90％时，荷

6、载增量等级减半，确保在试验过程中能够得到较为准确的荷载位移凸线，从而确定出开裂荷载及极限荷载。2试验分析图2试件CB5与CB10破坏形态2．1试验结果超高韧性水泥基复合材料梁在加载过程中，呈现出与普通钢筋混凝土梁不同的破坏形态，如斜截面开委、裂荷载明显提高，斜裂缝出现推迟，使得梁弯矩垂直裂＼R嗣：缝发展更为充分，同时裂缝分布也更为均匀，裂缝深度也较小，形成一系列细密微裂缝；而且破坏一般不会沿着单一的临界裂缝发展，而是除了临界裂缝外还伴有其他微裂缝，整个系列试验结果见表2。裂缝冤度／rm表2试验梁

7、主要指标及试验结果图3斜裂缝宽度对比2．3延性分析评价结构或一种构件在剪切破坏下的延性，可采用不同的延性指标。如延性系数指标，可以荷载一位移曲线的下降段上85％极限荷载时所对应的位移与初始屈服所对应的位移之比来衡量。初始屈服点目前没有统一认可的确定方法，对于大多数的试验梁，为计算方便，可以取为荷载一位移曲线上升段上85％峰值荷载时的位移为屈服位移点。根据试件试验结果，计算的试件位移延性系数见表2。2．2斜裂缝形态及宽度与普通混凝土梁延性系数相比，超高韧性水泥基复合材料梁具有更好的延性与能量吸收能

8、力。其延性图2给出了试件CB5和CB10的破坏形态以及主增强的机理，一方面由于超高韧性水泥基复合材料本要裂缝的分布情况。分析图2可知，与普通钢筋昆凝身具有超高韧性，改善了梁的韧性，能够提高剪压区的土梁相比，CB5试件裂缝的宽度较小，分布更均匀，加极限压应变与变形能力；另一方面当裂缝出现后，基体载过程中试件出现裂缝后，添加的聚乙烯醇纤维能够中的纤维起到桥联作用，能够承担水泥基体中释放的起到桥联作用，承担材料开裂后的应力，同时在其他位应力，把裂缝的宽度限制在极为细小的范围内，使裂缝置产生新的有规则细