有腹筋不锈钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

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不锈钢筋具有强度高、优越的耐腐蚀性能、良好的抗冲击性和延性等特点,采用不锈钢筋可以极大的提升钢筋混凝土结构的耐久性,降低后期维护成本。目前,对有腹筋不锈钢筋混凝土梁抗剪性能的研究较少。本文通过12根有腹筋不锈钢筋混凝土梁抗剪性能试验,探讨了箍筋配箍率、剪跨比对梁的破坏形态、斜截面开裂情况、裂缝发展、试件梁的变形性能、箍筋应变、主筋应变、混凝土应变以及有腹筋不锈钢筋混凝土梁抗剪承载力的影响,对比了现有规范的设计计算方法,提出了适用于有腹筋不锈钢筋混凝土梁的抗剪计算公式。主要成果如下:(1)通过室温金属拉伸试验测得了不锈钢筋的基本力学性能,试验结果表明:不锈钢筋比普通钢筋具有更高的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率,但是其弹性模量较小。(2)通过观察有腹筋不锈钢筋混凝土梁在集中荷载作用下的试验现象,发现有腹筋不锈钢筋混凝土梁的破坏形态与普通钢筋混凝土梁的破坏形态基本一致,裂缝的发展变化规律为:梁的跨中附近会出现第一条竖向裂缝,随着荷载的继续增加,在跨中逐渐向梁两边扩展的纯弯段范围内产生新的竖向裂缝,同时原有的竖向裂缝的高度和宽度也随之增大,第一条斜裂缝随之出现在剪跨段,荷载继续增加,临界斜裂缝迅速形成并发展直至梁体破坏。(3)分析了配箍率和剪跨比对有腹筋不锈钢筋混凝土梁的极限破坏荷载的影响。试验结果表明:配箍率从0.25%增大至0.34%,梁的极限破坏荷载提高了15%~20%,说明配箍率的增大可以显著提高有腹筋不锈钢筋混凝土梁的极限抗剪承载力;当剪跨比从1增大至2.5时,梁的极限破坏荷载降低了35%~40%,可见剪跨比对梁的极限破坏荷载影响很大,随着剪跨比的增大梁的极限破坏荷载显著减小。(4)分析了在集中荷载作用下有腹筋不锈钢筋混凝土梁的箍筋应变、混凝土应变的变化情况。结果表明:在剪跨区中间部分的箍筋应变和混凝土应变要大于支座与加载点附近处的应变,这与斜裂缝两端窄中间宽的试验现象相对应。(5)通过试验得到12根有腹筋不锈钢筋混凝土梁的抗剪承载力,参照中国规范中斜截面抗剪承载力计算公式,对本文的试验数据进行回归分析,推荐了相关性较好的有腹筋不锈钢筋混凝土梁斜截面抗剪计算公式。
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