水利工程論文-預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁斜截面抗裂試驗和計算方法.doc

水利工程論文-預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁斜截面抗裂試驗和計算方法摘要：根據(jù)25根預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土無腹筋梁和20根預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土箍筋梁斜截面受力試驗研究，分析了箍筋、剪跨比、有效預(yù)壓力、鋼纖維體積率和長徑比對預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁斜截面抗裂度的影響規(guī)律.通過理論推導(dǎo)，提出了預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁的斜截面抗裂的計算公式.關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁斜截面抗裂度鋼筋鋼纖維混凝土梁施加預(yù)應(yīng)力后，進一步增強了正截面的抗彎性能，使正常使用狀態(tài)下正截面的裂縫和變形控制更易實現(xiàn)，但其斜截面的受力性能如何，國內(nèi)尚無研究資料可查，國外也僅做了少量的試驗研究，有關(guān)斜截面抗裂的研究資料更少1.為此，本文對預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁的斜截面抗裂性能和計算方法進行了比較系統(tǒng)的研究.1試驗概況試驗梁分兩批制作.第一批在大連市預(yù)制構(gòu)件一廠100m預(yù)應(yīng)力張拉臺制作，包括18根預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土無腹筋梁和20根預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土箍筋梁，梁長2.30m，截面尺寸bh=150mm300mm.縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋為2l18冷拉級鋼筋，縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋為214熱軋級鋼筋，架立筋和箍筋分別為28和26.5熱軋級鋼筋，箍筋間距s=120mm,160mm,200mm.鋼纖維為剪切型，矩形斷面0.4mm0.5mm，長度lf=35mm、50mm和60mm，體積率f=0,0.5%、1.0%和1.5%.水泥采用525#普通硅酸鹽水泥，中砂、碎石(最大粒徑10mm)，水灰比0.40，水泥用量445kg/m，水泥砂石=11.442.57，NF-B型減水劑用量3.56kg/m.混凝土在容積為1.0m的攪拌倉內(nèi)分8批投料攪拌，人工投撒鋼纖維，出倉后發(fā)現(xiàn)鋼纖維體積率f=1.5%長度lf=35mm、鋼纖維體積率f=1.0%長度lf=50mm和60mm的3批混凝土內(nèi)鋼纖維有不同程度的“結(jié)團”現(xiàn)象，人工散開后拌和均勻再入梁模內(nèi)成型.第二批在大連理工大學(xué)結(jié)構(gòu)實驗室由人工拌合鋼纖維混凝土成型，包括7根預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土無腹筋梁，梁長1.65m，截面尺寸bh=120mm240mm.縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋為2l16或2l20冷拉級鋼筋，縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋為25或212熱軋級鋼筋.采用長度lf=35mm的剪切型鋼纖維，體積率f=1.0%.混凝土配合比與第一批梁相同.試驗梁的截面尺寸和材料性能列入表1，其中鋼纖維混凝土立方體強度ffcu和抗拉強度fft取與試驗梁同批制作并養(yǎng)護的150mm立方體試塊實測抗壓和劈拉強度的平均值，鋼筋的屈服強度fy,極限強度fsu取同批試樣的相應(yīng)平均值.試驗梁除PFA10-4a,4b和PV16-A10-43根梁采用單點加載外，其余均采用兩點對稱集中加載.測試內(nèi)容包括剪壓區(qū)混凝土應(yīng)變、與斜裂縫相交處縱向受拉鋼筋和箍筋應(yīng)變、與箍筋相交處及縱向受拉鋼筋重心處斜裂縫寬度、跨中撓度、斜截面開裂荷載及破壞荷載.試驗梁斜截面開裂剪力實測值和斜截面破壞形態(tài)列入表1.表1預(yù)應(yīng)力鋼纖維混凝土梁截面尺寸、材料性能及斜截面抗裂剪力試驗值試驗梁編號bhh0/mmf/(%)lf/dfffcu/MPa/(%)Np0/kNVpfcr/kN破壞特征PB0-2a1503002651.960044.32.0615490剪壓PB0-2b1603062701.930044.31.89137100剪壓第PFA5-2a1503002651.960.57047.82.06137120剪壓PFA5-2b1503002651.960.57047.82.06137100剪壓一PFA10-1a1503102751.161.07046.82.00137140斜壓PFA10-1b1453052701.191.07046.82.10154160斜壓批PFA10-2a1463052701.931.07046.82.08154120斜壓PFA10-2b1483062702.301.07046.82.05137110剪切無PFA10-3a1483082.811.07046.82.0313770彎剪272PFA10-3b1483032652.891.07046.82.0913790彎剪腹PFA10-4a1503002653.381.07046.82.0613790剪壓PFA10-4b1503052703.321.07046.82.0215490彎壓筋PFA15-11453052701.561.57043.42.10154160剪壓PFA15-21453052701.931.57043.42.10154120剪壓梁PFB10-11503052701.561.010037.42.02137140剪壓PFB10-21503052651.931.010037.42.02137120剪切PFC10-2a1553002651.961.012041.02.00137100剪切PFC10-2b1503002651.961.012041.02.06137100剪切第PFA10-2-011202402151.861.07039.03.46055剪切二PFA10-2-021172402151.861.07039.03.46060剪切批PFA10-2-111202402151.861.07039.03.4612275剪切無PFA10-2-121202402151.861.07039.03.4612280剪切腹PFA10-2-21202402151.861.07039.03.3114585剪切筋PFA10-2-311202402151.861.07039.03.31190100剪切梁PFA10-2-321202402151.861.07039.03.3119090剪切PBV16-0-2a1503052701.930044.32.0215490剪切PBV16-0-2b1503002651.960044.32.0215490剪切PV16-A5-2a1503002651.960.57047.82.06137110剪切箍PV16-A5-2a1503002651.960.57047.82.06154110剪切PV12-A10-2a1503052701.931.07047.12.02154100剪彎PV12-A10-2b1503002651.960.57047.12.06154110剪彎PV16-A10-2a1453052701.931.07047.12.10154105彎剪筋PV16-A10-2b1503002651.961.07047.