不同剪跨比HRB500钢筋RPC简支梁抗剪性能试验研究

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随着社会的不断发展与进步,国家对于环境的保护和自然资源利用的优化也提出了更高的要求。活性粉末混凝土简称RPC(Reactive powder concrete)作为一种具有强度大、韧性高、耐久性优的高性能新型水泥基复合材料,它的使用不仅提高了资源的利用率,而且也给社会带来十分良好的经济效益。由于活性粉末混凝土的各项性能明显优于普通混凝土,因此,其受弯构件的斜截面抗剪受力性能一定具有其特定的优越性。  本文在国家自然科学基金项目“HRB500级钢筋活性粉末混凝土梁抗剪承载力及剪切延性研究”(51368013)的资助下,采用两点对称式加载方式对12根HRB500级钢筋RPC简支梁进行抗剪性试验研究,通过对试验数据的整理和分析,主要完成了以下几个方面的了研究:  (1)进行HRB500级钢筋RPC简支梁的抗剪性能试验,系统分析了RPC梁在集中荷载下斜截面的抗裂性能、承载力、斜裂缝宽度以及破坏形态等关键问题,并揭示了RPC简支梁的剪切破坏机理;  (2)根据试验结果,对RPC的应力—应变关系曲线,HRB500纵向钢筋的荷载—应变曲线、HRB500级钢筋RPC梁荷载—挠度曲线等进行了详细而系统的分析;  (3)在试验数据分析的基础上,着重分析了剪跨比的不同对于无腹筋高强钢筋RPC梁抗剪承载力及其破坏形态的影响。剪跨比越小,HRB500级钢筋RPC梁的承载力越高,当剪跨比λ分别为1.5、1.75、2.20时,发生剪切破坏,当剪跨比λ为3.0时发生斜拉破坏;  (4)简要分析了箍筋配箍率、纵向钢筋配筋率、钢纤维体积率三种因素对RPC简支梁抗剪性能的影响。结果表明:箍筋率、纵向钢筋配筋、钢纤维体积率的提高对于RPC梁的抗剪能力有着相应的提高。当剪跨区箍筋率过高时,RPC梁的破坏形态有可能由剪切破坏转变为弯曲破坏,钢纤维的掺入有效提高了RPC的界面强度和RPC的抗裂性能,延缓裂缝的开展。  (5)利用拉—压杆桁架模型,分析了不同剪跨比下试验梁内部压应力和拉应力的分布情况以及压杆、拉杆的作用。基于试验数据,建立了两点集中荷载作用下HRB500级钢筋RPC无腹筋梁相关剪跨比的抗剪承载力建议计算公式;  (6)HRB500级钢筋RPC简支梁具有良好的剪切延性,且其剪切延性系数随着剪跨比的增大而不断提高。
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