铁尾矿砂混凝土简支梁抗弯刚度和裂缝试验研究

摘要

为了研究普通混凝土简支梁的刚度公式与裂缝公式是否适用于尾矿砂混凝土梁，本试验对15根尾矿砂混凝土梁和3根普通混凝土梁进行了弯曲试验，并对试验现象和试验数据进行了理论分析，得到结论如下:
　　1、尾矿砂混凝土梁应力-应变特性与普通混凝土梁的基本相同，都能满足平截面假定。若混凝土强度等级、纵向受力钢筋的配筋率相同，则在正常使用的同一荷载下，尾矿砂混凝土梁纵向受力钢筋的应变比普通混凝土梁的要略大。
　　2、跟普通混凝土相似，尾矿砂混凝土梁的挠度曲线也近似可以分为开裂前期、裂缝出现至钢筋屈服和钢筋屈服以后至破坏三个阶段。若混凝土强度等级、纵向受力钢筋的配筋率相同，则在正常使用的同一荷载下，尾矿砂混凝土梁的跨中挠度要比普通河砂混凝土梁的略大。
　　3、对尾矿砂混凝土梁截面抵抗矩系数、内力臂系数、裂缝不均匀系数分别进行了线性回归，类似用待定系数法，得到尾矿砂混凝土梁在正常使用荷载条件下的短期刚度公式，将其与普通混凝土适筋梁的刚度进行对比可知，尾矿砂混凝土梁的刚度比规范中刚度略有降低，其减小量约1.1％。因为减小量很小，可以忽略不计，所以可以用混凝土规范中适筋梁的短期刚度公式代替本实验中尾矿砂混凝土梁的刚度计算公式，即在刚度方面，尾矿砂混凝土梁可以代替普通混凝土梁并能够满足正常使用荷载条件下的要求。
　　4、借鉴混凝土规范，通过实验数据线性回归得到尾矿砂混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式，本文回归式计算的裂缝宽度与实际测量的最大宽度的比值很接近，按照混凝土规范计算式得到的最大裂缝宽度要比实际测量的最大宽度大16％，由于骨料的离散性导致个别数据有所偏离，所以本文提出的宽度计算公式较好，更加适合本实验中尾矿砂混凝土梁的最大裂缝宽度计算。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．尾矿砂的研究背景

1．1．1 尾矿砂存在及研究现状

1．1．2 尾矿砂的危害

1．2．课题的研究意义

1．3．国内外研究现状

1．4 钢筋混凝土梁的弯曲刚度理论

1．4．1 截面弯曲刚度的定义

1．4．2 我国混凝土规范中的刚度计算

1．5 钢筋混凝土梁的受弯裂缝理论

1．5．1 裂缝产生的机理

1．5．2 平均裂缝间距与平均裂缝宽度

1．6 本实验主要的研究目标、内容

第二章 试验方案设计

2．1 试件设计

2．2 试验原材料及配合比

2．3 试验装置

2．3．1 试验施压装置

2．3．2 试验数据采集装置

2．4 试验步骤

2．4．1 试验材料的准备

2．4．2 钢筋应变片的黏贴

2．4．3 钢筋笼的绑扎

2．4．4 模板的制作与混凝土的浇筑

2．4．5 试件的养护

2．5 本章小结

第三章 试验现象及分析

3．1 梁试验现象及分析

3．1．1 少筋梁

3．1．2 超筋梁

3．1．3 适筋梁

3．2 各个梁裂缝的出现及开展

3．3 预留立方体试块试验结果及分析

3．4 预留钢筋试验结果及分析

3．5 平截面假定

3．6 混凝土梁变形性能分析

3．7 荷载-钢筋应变分析

3．8 本章小结

第四章 尾矿砂混凝土适筋梁弯曲刚度计算

4．1 梁刚度公式理论推导

4．2 内力臂系数η

4．2．1 内力臂系数η实测值

4．2．2 内力臂系数回归分析

4．3 关于截面弹塑性抵抗矩系数ζ

4．3．1 ζ的理论公式

4．3．2 截面弹塑性抵抗矩系数回归分析

4．4 不均匀系数φ

4．4．1 εs-εsm关系

4．4．2 不均匀系数φ线性回归

4．5 尾矿砂混凝土梁短期抗弯刚度

4．5．1 尾矿砂混凝土梁短期抗弯刚度公式

4．5．2 尾矿砂混凝土梁与普通混凝土梁短期抗弯刚度的比较

4．6 本章小结

第五章 尾矿砂混凝土梁裂缝试验结果及分析

5．1 尾矿砂混凝土梁裂缝实验结果

5．2 配筋率对裂缝的影响

5．3 平均裂缝间距lm

5．3．1 平均裂缝间距lm定义

5．3．2 平均裂缝间距线性回归分析

5．4 最大裂缝宽度的回归分析

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

致谢