高强钢筋不同类型钢纤维混凝土梁受弯性能试验研究

摘要

随着工程建设对钢筋性能要求的不断提高，同时，考虑到工程建设的经济性和环保性，实现建筑行业的可持续发展，高强钢筋的应用是必然趋势。为发挥高强钢筋的强度优势，高强钢筋一般与高强混凝土搭配使用，高强混凝土的使用增大了结构的脆性，同时，高强钢筋混凝土梁在正常使用阶段可能产生宽度超过规范规定的裂缝。在高强钢筋混凝土梁中掺入钢纤维形成高强钢筋钢纤维混凝土梁是解决上述问题的有效方法，利用钢纤维优异的阻裂限裂作用，不仅可以提高高强混凝土的塑性，减小梁的裂缝宽度，而且可提高受弯承载力，增大截面刚度。因此，对高强钢筋钢纤维混凝土梁受弯性能进行研究具有重大意义。 本文通过 6 根高强钢筋钢纤维混凝土梁受弯性能试验，研究了钢筋强度等级和钢纤维类型对梁的受力过程、纵筋应变、钢纤维混凝土应变、荷载-挠度曲线、裂缝发展和分布的影响。试验结果表明，随钢筋强度等级的提高，梁受弯承载力增大，相同荷载等级下裂缝宽度和截面刚度基本保持不变。钢纤维的掺入可提高梁受弯承载力，减小裂缝宽度，增大截面刚度。Ⅰ型钢纤维的阻裂增强作用最优，相同荷载等级下的最大裂缝宽度最小，截面刚度最大。 本文分析了国内外规范中受弯承载力计算方法对高强钢筋钢纤维混凝土梁的适用性，结果表明，《纤维混凝土结构技术规程》CECS 38：2004和Fib Model Code 2010中的计算方法对高强钢筋钢纤维混凝土梁适用性良好，ACI544的计算值偏小。对ACI 544中承载力计算方法进行修正，修正后的计算值与试验值符合良好。 本文提出了梁最大裂缝宽度和截面刚度的计算方法，以普通混凝土梁最大裂缝宽度计算方法为基础，考虑钢纤维的影响，对计算方法中各参数进行修正。基于有效惯性矩法计算截面刚度，分别考虑受拉区未开裂钢纤维混凝土和开裂区钢纤维的有效惯性矩，最大裂缝宽度和截面刚度的计算值与试验值符合良好。

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