三维网格配纤及配筋高强混凝土强度与韧性研究

《三维网格配纤及配筋高强混凝土强度与韧性研究》作者是丁星，由蒲心诚教授指导。

副题名

外文题名

论文作者

丁星著

导师

蒲心诚教授指导

学科专业

材料学

学位级别

d 2000n

学位授予单位

重庆建筑大学

学位授予时间

2000

关键词

钢丝网混凝土 混凝土 高强混凝土

馆藏号

TU528

唯一标识符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002662069

馆藏目录

2001\TU528\39 2100433B

本项目通过对混凝土结构现有抗剪配筋理论及各国规范抗剪配筋设计方法的深入研究及分析对比，认识到现有抗剪模型对相应配筋体系中箍筋和混凝土的抗剪机制在理论上并没有完整解释清楚、部分甚至采用试验现象解释等不足之处，从而对混凝土结构抗剪配筋基础理论进行研究，以建立完整的抗剪配筋设计方法，最终实现混凝土结构（梁单元、板单元等）抗剪配筋设计方法的统一。 本项目在已有的研究成果（水平钢筋抗剪初步试验研究及腹部适配筋概念）的基础上，首次提出了混凝土结构“拉应力域”抗剪配筋理论，深入到应力层面，对钢筋混凝土梁的抗剪机理进行了解释；以截面上的应力分析为基础对混凝土结构的剪切钢筋设计及抗剪强度计算进行了研究：从两维主应力下混凝土的破坏形态入手，结合混凝土破坏准则，研究不同承剪构件（梁、板等）、不同受力区域（简支梁、连续梁反弯点等）混凝土的抗剪机理；从抗剪钢筋平衡主拉应力的角度，提出了一种新的剪切钢筋布置形式——正交网格剪切钢筋（由竖直箍筋及腹板水平钢筋组成），它可以承担各种荷载（轴力、弯矩、剪切及扭转）产生的正应力和剪应力（即任意角度的主拉应力分布）。 本项目也进行了一系列考虑纵向腹板水平钢筋参与受力的桥梁抗剪承载能力的模型试验研究（钢筋混凝土工字型截面薄腹梁），其中包括4片简支梁和4片简支带悬臂梁。通过试验深入认识了钢筋混凝土梁（是否配置腹板水平钢筋）的剪切性能及其随试验参数的变化规律，重点揭示了腹板混凝土次生裂缝发展过程中主压应力倾角及斜裂缝间混凝土主压应力的变化规律，以及连续梁反弯点（是否配置腹板水平钢筋）的抗剪性能规律，充分认识纵向腹板水平钢筋在钢筋混凝土梁中所发挥的抗剪作用；通过对两个系列试验梁的抗剪承载能力、裂缝宽度、梁体位移的分析比较，并对同一系列中不同剪切配筋形式的试验梁进行钢筋受力及腹板混凝土受力的分析比较，验证了理论模型的正确性和合理性；采用本项目提出的“拉应力域”抗剪配筋设计方法对试验梁进行抗剪承载力的研究分析，并与国内外规范的抗剪计算结果进行了比较，充分体现了本项目所提出方法的普遍适用性；上述这些工作为最终建立完整的“拉应力域”抗剪配筋理论体系提供了依据，也丰富了钢筋混凝土结构抗剪试验的研究成果，为桥梁的设计计算提供了有意义的参考。 最后，对国内外现行设计规范中斜截面抗剪配筋设计计算方法提出了建议，并对进一步工作的方向进行了简要的讨论。

（1）自然环境下配筋高强高性能混凝土的收缩徐变呈现早期发展较快，后期发展缓慢的特点，这与混凝土收缩徐变发展规律相一致；

（2）配筋混凝土的收缩徐变均小于素混凝土的收缩徐变。当配筋率较低时，其对收缩徐变的影响较小，在工程应用中，可以按素混凝土来对待；当配筋率较高时，其对收缩徐变的减小作用需进行具体的试验研究；

（3）通过对配筋混凝土的有限元分析以及和试验结果的对比可以得出，配筋混凝土的收缩应变分析中应考虑徐变的作用，忽略徐变的作用将对收缩应变产生较大的误差； 配筋率的大小对徐变的影响也不同，配筋率越高，徐变越小，相同配筋条件下，不同加载龄期下混凝土徐变相近。

（1）当连续梁跨高比≤9时，由于梁承受弯矩较小，配筋基本受最小配筋率控制，裂缝宽度和烧度都较小；（2）当跨高比≥10时，随着钢筋强度的提高，纵筋计算配筋率明显减小；（3）当跨高比较大荷载较大时，配筋可能受裂缝宽度和挠度的限制，与釆用HRB400钢筋相比，不能体现HRB500钢筋的强度优势，宜选用钢筋；（4）跨高比在10~14之间时，与采用HRB400钢筋相比，采用HRB500钢筋节约钢筋较为明显，宜采用HRB500钢筋。

综合上述，当梁跨高比较小且承受荷载不大时梁纵筋宜选用HRB400钢筋，避免采用HRB500造成不必要的浪费；当梁跨度或荷载较大时，采用高强钢筋可能受裂缝和烧度制约，应根据实际情况选取适宜的梁截面高度或跨高比和筋强度等级。 2100433B