钢纤维再生混凝土梁受弯性能试验研究
发布时间：2020-07-19 19:41
【摘要】：再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、筛分后,形成再生骨料,再由此骨料部分或全部代替天然骨料制成再生混凝土。该技术的研究与推广可以有效解决拆建垃圾的堆放问题,实现建筑材料的循环利用,具有良好的应用前景。由于再生骨料自身的缺陷,其内部含有大量砂浆且存在裂缝,导致由此制成的再生混凝土结构的抗裂性及耐久性等性能较普通混凝土结构有所降低。由再生粗骨料制成的混凝土梁,其力学性能已有众多学者开展相关研究。在再生混凝土中加入钢纤维,可以有效提高其抗拉性能,改善结构受力性能。目前,国内外学者在这方面的研究已经取得了一定成果,但研究结果尚未统一。为了进一步研究钢纤维再生混凝土受弯构件的力学性能,本文主要进行以下几个方面的研究:(1)为开展钢纤维再生混凝土梁受弯性能试验,设计制作了 5根再生混凝土简支梁,包括1根普通再生混凝土梁和4根不同掺量的钢纤维再生混凝土梁。对试验梁进行两点加载直至破坏,获得了试验梁的混凝土开裂荷载、极限承载力、挠度及裂缝分布等相关试验数据。基于试验数据,对钢纤维再生混凝土梁正截面受弯承载能力、最大裂缝宽度和控制截面挠度等情况进行分析。试验结果表明:钢纤维再生混凝土梁在受力过程中基本符合平截面假定;其荷载-挠度曲线与普通再生混凝土梁相近;钢纤维的掺入可以较好地抑制裂缝的发展;钢纤维的增韧效果明显,钢纤维再生混凝土梁的延性得到显著提高。(2)基于试验数据,利用有限元分析软件对5根试验梁进行受弯模拟分析,分析结果表明:计算值与试验值吻合较好。在此基础上以纵向受拉钢筋配筋率及混凝土强度等级为参数,对钢纤维再生混凝土梁的单一变量力学性能影响情况开展有限元拓展分析研究,研究结果表明:配筋率主要对钢纤维混凝土梁开裂后的受力性能影响较大;混凝土强度等级从C30增加至C50,钢纤维再生混凝土梁的极限承载力提高6.8%。通过正交试验数值分析,对16根钢纤维再生混凝土梁进行受弯性能的综合影响研究,并基于不同的考察项,提出相应的推荐最佳配比。(3)基于上述研究分析结果,提出钢纤维再生混凝土梁正截面承载能力极限状态计算方法,以《混凝土结构设计规范》与《纤维混凝土结构技术规程》中的相关计算公式为依据,提出了钢纤维再生混凝土梁开裂弯矩及极限承载力计算公式。(4)根据试验结果,对钢纤维再生混凝土梁正常使用状态进行裂缝控制验算及受弯构件挠度验算,并以数据及相关验算公式为依据,提出钢纤维再生混凝土梁最大裂缝宽度及挠度的验算公式。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37
【图文】：
逦２试验方案及材料性能逦逡逑２试验方案及材料性能逡逑２．１试验概况逡逑２＿１＿１试验原材料及制备逡逑（１）逦再生粗骨料逡逑再生粗骨料选自工厂废弃构件，混凝土强度等级为Ｃ３０，构件废弃年限为１年。首逡逑先用人工破碎方式对废弃构件进行初次破碎，再由颚式破碎机破碎，最后将破碎的骨料逡逑通过人工筛分，取粒径大于４．７５ｍｍ且小于３１．５ｍｍ的再生粗骨料经过清水冲洗晒干后逡逑留用。经验证，再生粗骨料符合连续级配要求。试验所用再生粗骨料如图２－１所示。逡逑逦逦逦逦
表２－２钢纤维特征参数抗＾虽ｆ逦ｒ长度、逦等效直（ＭＰａ）逦（ｍｍ）逦（ｍｍ）６８０逦３０逦０．６５再生混凝土受弯构件的力学性能，设计制作了邋４及１根再生混凝土梁，开展钢纤维再生混凝为３３００ｍｍ，计算跨度为３０００ｍｍ，两端剪跨００ｍｍ，再生混凝土设计强度等级为Ｃ４０。纵向为２０ｍｍ的热轧带肋钢筋；架立筋采用强度等肋钢筋；箍筋采用强度等级为ＨＰＢ３００，直径为３所示。为了防止试验梁发生剪切破坏，在试验如图２－３所示。逡逑表２－３试验梁参数
图２－２钢纤维逡逑逦表２－２钢纤维特征参数逦逡逑纤维类型逦抗＾虽ｆ逦ｒ长度、逦等效直径逦长径比逡逑逦（ＭＰａ）逦（ｍｍ）逦（ｍｍ）逦逡逑￣邋剪切型钢纤维逦６８０逦３０逦０．６５逦４６逡逑２．１．２试验梁设计逡逑为了研究钢纤维再生混凝土受弯构件的力学性能，设计制作了邋４根不同钢纤维掺量逡逑的再生混凝土简支梁及１根再生混凝土梁，开展钢纤维再生混凝土梁受弯性能试验研逡逑究。逡逑试验梁设计长度为３３００ｍｍ，计算跨度为３０００ｍｍ，两端剪跨各为１０００ｍｍ，梁截逡逑面尺寸为２００ｍｍｘ３００ｍｍ，再生混凝土设计强度等级为Ｃ４０。纵向受力钢筋采用强度等逡逑级为ＨＲＢ４００，直径为２０ｍｍ的热轧带肋钢筋；架立筋采用强度等级为ＨＲＢ４００，直径逡逑为１０ｍｍ的热轧带肋钢筋；箍筋采用强度等级为ＨＰＢ３００，直径为８ｍｍ的光圆钢筋，逡逑试验梁参数如表２－３所示。为了防止试验梁发生剪切破坏，在试验梁弯剪区段进行箍筋逡逑加密处理，具体配筋如图２－３所示。逡逑逦表２－３试验梁参数逦逡逑＂
本文编号：2762876
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37
【图文】：
逦２试验方案及材料性能逦逡逑２试验方案及材料性能逡逑２．１试验概况逡逑２＿１＿１试验原材料及制备逡逑（１）逦再生粗骨料逡逑再生粗骨料选自工厂废弃构件，混凝土强度等级为Ｃ３０，构件废弃年限为１年。首逡逑先用人工破碎方式对废弃构件进行初次破碎，再由颚式破碎机破碎，最后将破碎的骨料逡逑通过人工筛分，取粒径大于４．７５ｍｍ且小于３１．５ｍｍ的再生粗骨料经过清水冲洗晒干后逡逑留用。经验证，再生粗骨料符合连续级配要求。试验所用再生粗骨料如图２－１所示。逡逑逦逦逦逦
表２－２钢纤维特征参数抗＾虽ｆ逦ｒ长度、逦等效直（ＭＰａ）逦（ｍｍ）逦（ｍｍ）６８０逦３０逦０．６５再生混凝土受弯构件的力学性能，设计制作了邋４及１根再生混凝土梁，开展钢纤维再生混凝为３３００ｍｍ，计算跨度为３０００ｍｍ，两端剪跨００ｍｍ，再生混凝土设计强度等级为Ｃ４０。纵向为２０ｍｍ的热轧带肋钢筋；架立筋采用强度等肋钢筋；箍筋采用强度等级为ＨＰＢ３００，直径为３所示。为了防止试验梁发生剪切破坏，在试验如图２－３所示。逡逑表２－３试验梁参数
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【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 秦中伏;孙楠楠;温海珍;;再生骨料混凝土的应用现状与研究进展[J];材料导报;2013年23期
2 陈宗平;范杰;叶培欢;郑巍;;钢筋再生混凝土梁受力性能试验研究[J];建筑结构;2013年09期
3 肖建庄;李宏;;再生混凝土单轴受压疲劳性能[J];土木工程学报;2013年02期
本文编号：2762876
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