李月霞 劉 超

(1.桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西 桂林 541004； 2.桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院，廣西 桂林 541002)

高強(qiáng)鋼筋活性粉末混凝土梁變形性能試驗(yàn)研究★

李月霞1劉 超2

(1.桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西 桂林 541004； 2.桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院，廣西 桂林 541002)

在研究剪跨比、配箍率、縱筋配筋率對(duì)試驗(yàn)梁抗剪性能影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)8根高強(qiáng)鋼筋活性粉末混凝土簡(jiǎn)支梁的變形性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：無腹筋活性粉末混凝土梁具有一定的變形性能，混凝土構(gòu)件變形隨剪跨比、縱筋配筋率的增大而增大；而對(duì)于有腹筋梁，高強(qiáng)鋼筋活性粉末混凝土梁變形發(fā)展曲線基本相同。

高強(qiáng)鋼筋，活性粉末混凝土，簡(jiǎn)支梁，變形性能

活性粉末混凝土[1，2](簡(jiǎn)稱RPC，Reactive Powder Concrete)是一種力學(xué)性能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、韌性高和體積穩(wěn)定性好[3]，在惡劣條件下壽命長(zhǎng)的高性能混凝土[4]。而HRB500級(jí)鋼筋是一種強(qiáng)度高、延性好，可節(jié)約鋼筋用量的新型鋼筋。國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)高強(qiáng)鋼筋RPC構(gòu)件延性及變形性能已有一定的研究。澳大利亞Voo等[5]研究了預(yù)應(yīng)力RPC無腹筋工字形梁的抗剪性能，發(fā)現(xiàn)鋼纖維提高了抗剪承載力，配置一定量的腹筋可以改善梁變形能力。楊劍等人[6]在研究CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和變形性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)RPC梁具有良好的變形能力，同時(shí)提出的荷載—撓度曲線下降段斜率能較好地反映出結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情形。鄧宗才等人[7]研究纖維摻量對(duì)高強(qiáng)鋼筋混雜纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土抗剪性能影響，試驗(yàn)結(jié)果表明混雜纖維顯著改善了RPC梁的抗剪變形能力，使梁由脆性剪切破壞變?yōu)檠有云茐摹?/p>

為了研究高強(qiáng)鋼筋RPC梁的變形和延性性能，本文對(duì)配置HRB500級(jí)縱筋的RPC混凝土梁進(jìn)行試驗(yàn)研究，為工程應(yīng)用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)和理論參考。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試件設(shè)計(jì)與制作

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了8根試驗(yàn)梁，其截面尺寸均為b×h=150 mm×250 mm，梁長(zhǎng)2 200 mm，鋼筋錨固長(zhǎng)度200 mm，計(jì)算長(zhǎng)度1 800 mm。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C120，試驗(yàn)梁中間不設(shè)架立筋；試驗(yàn)梁均在高溫65 ℃熱水中養(yǎng)護(hù)7 d；各試驗(yàn)梁參數(shù)見表1。

表1 試驗(yàn)梁主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)加載方式

試驗(yàn)主要測(cè)量梁的荷載—撓度曲線、RPC筋應(yīng)變?cè)隽?、跨中截面?yīng)變分布以及裂縫寬度，其測(cè)點(diǎn)布置見圖1。

2 試驗(yàn)梁的變形性能

2.1 試驗(yàn)梁的變形規(guī)律

本文對(duì)8根試驗(yàn)梁進(jìn)行了抗剪破壞試驗(yàn)，荷載比較小時(shí)，荷載與變形基本以線性關(guān)系成比例增加，隨荷載的繼續(xù)增加，RPC梁進(jìn)入非彈性工作階段，曲線斜率變緩，但未出現(xiàn)明顯折點(diǎn)；臨近破壞時(shí)，變形突然增加，破壞后，荷載下降，變形仍有所增加，并且最大位移在14 mm以上。這是由于RPC中鋼纖維的橋架作用，混凝土開裂后，有效地阻止了斜裂縫面上混凝土的崩裂，混凝土仍可承擔(dān)一部分的力。

2.2 影響試驗(yàn)梁變形性能的因素

1)剪跨比影響。圖2為剪跨比對(duì)荷載—撓度的影響規(guī)律圖，跨中變形隨剪跨比的增大而增大，并且變形速度也隨剪跨比的增大而增大。這是因?yàn)椋环矫婕艨绫容^大的梁在相同條件下產(chǎn)生更大的彎矩，另一方面，剪跨比大的梁剛度較小，因此RPC開裂后，剪跨比大的梁變形增長(zhǎng)速度較快，達(dá)到破壞時(shí)，產(chǎn)生的變形就比較大。

2)縱筋配筋率影響。從圖3可看出，縱筋配筋率在一定范圍內(nèi)，RPC梁變形隨縱筋配筋率的增大而增大，但當(dāng)縱筋率過高時(shí)提高作用并不明顯。

3)配箍率影響。由圖4可看出不同配箍率的高強(qiáng)箍筋RPC試驗(yàn)梁的荷載—跨中撓度曲線發(fā)展趨勢(shì)基本相同，這是因?yàn)楦吲涔柯孰m然約束了斜裂縫的發(fā)展，但對(duì)試驗(yàn)梁的剛度并無明顯的影響。加載后期，配置高強(qiáng)鋼筋的RPC梁，撓度曲線沒有突然下降，這是因?yàn)楣拷钤诤奢d下降段相繼屈服。特別注意的是，L3-3的曲線在極限荷載附近，荷載增加較少或基本不增加，但撓度不斷增加，最后才進(jìn)入下降段，這與梁發(fā)生彎剪破壞的特性相似。

3 結(jié)語(yǔ)

1)無筋梁具有較好的延性。跨中變形隨剪跨比的增大而增大，并且變形速度也隨剪跨比的增大而增大?？v筋配筋率在一定范圍內(nèi)，RPC梁變形隨縱筋配筋率的增大而增大，但當(dāng)縱筋率過高時(shí)提高作用并不明顯。

2)不同配箍率的高強(qiáng)箍筋RPC試驗(yàn)梁的荷載—跨中撓度曲

線發(fā)展趨勢(shì)基本相同，這是因?yàn)楦吲涔柯孰m然約束了斜裂縫的發(fā)展，但對(duì)試驗(yàn)梁的剛度并無明顯的影響。

[1] Dugat J,Roux N,Bernier G.Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes[J].Materials and Structures,1996,29(4):233-240.

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[3] 李建平.超細(xì)礦粉活性粉末混凝土性能的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011.

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Deformability of high strength reinforced RPC beams★

Li Yuexia1Liu Chao2

(1.BowenCollegeofManagementGuilinUniversityofTechnology,Guilin541004,China; 2.GuilinBuildingDesignandResearchInstitute,Guilin541002,China)

Based on study the influence of shear span ratio, stirrup ratio and longitudinal reinforcement ratio to the tested beams’ shear bearing capacity, eight high strength reinforced reactive powder concrete beams’ deformability were researched. The results show that RPC beams without stirrups have a certain deformation properties, the deformation is larger with the increase of shear span ratio and longitudinal reinforcement ratio, for the RPC beams with stirrups, the deformation curve is basically the same.

high strength steel, reactive powder concrete, simply supported beam, deformability

1009-6825(2017)20-0038-02

2017-05-06★：2016年度廣西區(qū)級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育示范專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目；國(guó)家自然科學(xué)基金(51368013)

李月霞(1988- )，女，助教； 劉 超(1988- )，男，工程師

TU317.1

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