1、1钢骨再生粗骨料混凝土组合梁抗剪性能的研究摘要为研究钢骨再生粗骨料混凝土组合梁的受剪性能，进行了 10根钢骨再生粗骨料混凝土组合梁和 2根普通钢骨混凝土组合梁的抗剪性能试验。本次试验中有 8根发生剪切斜压破坏，4 根发生弯剪破坏。钢骨再生粗骨料混凝土组合梁与普通钢骨混凝土组合梁受力过程相似，抗剪性能表现良好。 关键词钢骨再生粗骨料混凝土；梁；抗剪性能； 试验研究； 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 在钢骨混凝土组合结构中引入再生粗骨料混凝土，可以实现资源的节约利用，达到组合结构的可持续发展。目前，国内外关于普通钢骨混凝土组合梁力学性能有了一些研究，但对钢骨再生粗骨料混
2、凝土组合梁的受力性能研究尚属空白。同时钢骨混凝土组合结构的有些问题仍需进行研究，如对钢骨混凝土组合梁的抗剪性能的研究。基于上述分析，需进行钢骨再生粗骨料混凝土组合梁的试验研究，了解其抗剪性能和特点，以便确保组合梁的合理设计。 1 试验方案 本次试验共设计了 10根钢骨再生粗骨料混凝土组合梁，同时为作对比，设计了 2根普通钢骨混凝土梁。梁长有 1300mm、1600mm 两种。各试件的纵筋均通长布置，所有纵筋均选用 HRB335级 18钢筋，拉压纵筋配2筋率分别为 1.2%。箍筋沿梁全长等间距布置，间距 100mm，选用 HPB235级6 钢筋，配箍率 0.32%。型钢为热轧普通工字钢 I14,
3、Q345钢，截面配钢率 5%，沿截面对称布置。 试件纵筋的混凝土保护层厚度 20mm，型钢的混凝土保护层厚度为50mm。在试件的浇注时同时制作寸为 150mm 150mm 150mm混凝土立方体试块，和试件在同条件下进行养护。28 天后测试混凝土的立方体抗压强度。试件的基本设计参数及混凝土强度等级见表 1，试件配筋见图 1。 图 1 试件配筋 表 1 试验梁的设计参数 图 2 现场加载图 试验在广西大学结构工程国家重点试验室进行。加载装置采用 100 t级液压千斤顶。试验为单调加载的静力试验，采用两点集中加载。试件屈服前按力控制加载，屈服后按力一位移双控。 试验过程中主要采集各测试点的应变、挠
4、度以及裂缝宽度。挠度通过布置在支座的 2个百分表及梁底的 1个百分表测量，应变通过 DH3819静态应变测试系统采集。梁开裂后，裂缝宽度用裂缝仪测试。在加载过程中，肉眼观察试验梁的受力过程及受力性能，记录破坏形态和破坏特3征。 2.试验现象 钢骨再生粗骨料混凝土组合梁斜截面受剪破坏的全过程可划分为弹性、弹塑性和破坏三个阶段。在加载初期，由于应力和应变都很小，型钢、纵筋及再生粗骨料混凝土均处于弹性工作阶段，型钢和再生粗骨料混凝土完全共同工作。由于再生粗骨料混凝土的脆性较明显，加载至约20.0%极限荷载时，在构件加载点的正下方出现第一条微小的正裂缝，随后出现数条类似裂缝。 随着荷载增大，构件两加载
5、点之间出现新的正裂缝，并延伸到腹板中部，在构件下部支座附近(型钢下翼缘)出现加载点与支座连线方向的斜裂缝；继续加载时，已出现的斜裂缝开展至受压钢筋处，并且加载点与支座连线方向上的斜向裂缝增多，已出正裂缝开展缓慢，支座处新增几条指向加载点的斜裂缝；荷载继续增加时，正裂缝缓慢延伸，裂缝宽度变化不大，而斜裂缝宽度加大，梁型钢上翼缘处新增几条斜裂缝。这时特点是梁带裂缝工作，型钢和混凝土能够协同工作。 当荷载达到 75%-84%极限荷载时，加载点下方的混凝土出现脱落现象，裂缝基本出齐；加载点下已出的平行斜裂缝向支座方向延伸，梁型钢上翼缘的部位出现数条水平裂缝，各裂缝的宽度变大。 随着继续加载，各级裂缝宽
6、度明显加宽；纵向受拉钢筋及型钢受拉翼缘应变增加迅速，梁挠度增长加快，加载点附近受压区混凝土大面积外鼓，并伴有剥落现象，呈现出明显的剪切破坏状态，但由于型钢的存在，钢骨再生粗骨料混凝土组合梁仍表现出较好的变形性能与耗能能力。4之后还能增加一些荷载，直至受压区混凝土大面积剥落压碎，斜裂缝贯通，梁构件斜截面达到受剪承载力而破坏。 3.试验结果 对于梁的受剪试验而言，其特征荷载是极限荷载。试验测得的 12根试验梁的特征荷载及对应的位移见表 3。 表 3 试验主要结果 4 结论 在抗剪试验的基础上，通过对试验数据及试验现象的归纳总结，得到以下结论: （1）钢骨再生粗骨料混凝土组合梁的斜裂缝发生和发展过程
7、以及形态与普通钢骨混凝土组合梁类似。在混凝土强度差不多其他条件相同的条件下，承载力没有明显下降，可见再生粗骨料混凝土具有广阔的发展空间。 （2）在钢骨再生粗骨料混凝土组合梁中配置一定数量的箍筋可避免发生剪切粘结破坏。本次试验的 12根构件中有 8根发生剪切斜压破坏，4根发生弯剪破坏，没有构件发生剪切粘结破坏。 （3）由于钢骨再生粗骨料混凝土组合梁中的型钢具有较大的抗剪刚度,对斜裂缝的开展有较强的约束作用, 因而试验梁达到极限承载力以后，仍具有相当的承载力和一定的变形能力。 （4）钢骨再生粗骨料混凝土组合梁的破坏是以压区粗骨料混凝土在5局部区段的压碎为标志,同普通钢骨混凝土组合梁相比,破坏后承载力下降较快。 参考文献 1 薛建阳. 钢与混凝土组合结构M.武汉：华中科技大学出版社，2007 2 张俊杰，刘书贤等.型钢轻骨料混凝土梁斜截面承载力的试验研究J混凝土，2005，2(5)：6369 3 刘凡 翁晓红 邵永健.型钢轻骨料混凝土梁剪切性能的试验研究.工业建筑，2009，39（5）： 4 张伟军.型钢高强高性能混凝土梁抗剪承载力的计算理论及设计方法研究J.哈尔滨工业大学学报，2007, 39(2): 244-247.
