三維網格配纖及配筋高強混凝土強度與韌性研究

《三維網格配纖及配筋高強混凝土強度與韌性研究》作者是丁星，由蒲心誠教授指導。

副題名

外文題名

論文作者

丁星著

導師

蒲心誠教授指導

學科專業(yè)

材料學

學位級別

d 2000n

學位授予單位

重慶建筑大學

學位授予時間

2000

關鍵詞

鋼絲網混凝土 混凝土 高強混凝土

館藏號

TU528

唯一標識符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002662069

館藏目錄

2001\TU528\39 2100433B

本項目通過對混凝土結構現有抗剪配筋理論及各國規(guī)范抗剪配筋設計方法的深入研究及分析對比，認識到現有抗剪模型對相應配筋體系中箍筋和混凝土的抗剪機制在理論上并沒有完整解釋清楚、部分甚至采用試驗現象解釋等不足之處，從而對混凝土結構抗剪配筋基礎理論進行研究，以建立完整的抗剪配筋設計方法，最終實現混凝土結構（梁單元、板單元等）抗剪配筋設計方法的統一。 本項目在已有的研究成果（水平鋼筋抗剪初步試驗研究及腹部適配筋概念）的基礎上，首次提出了混凝土結構“拉應力域”抗剪配筋理論，深入到應力層面，對鋼筋混凝土梁的抗剪機理進行了解釋；以截面上的應力分析為基礎對混凝土結構的剪切鋼筋設計及抗剪強度計算進行了研究：從兩維主應力下混凝土的破壞形態(tài)入手，結合混凝土破壞準則，研究不同承剪構件（梁、板等）、不同受力區(qū)域（簡支梁、連續(xù)梁反彎點等）混凝土的抗剪機理；從抗剪鋼筋平衡主拉應力的角度，提出了一種新的剪切鋼筋布置形式——正交網格剪切鋼筋（由豎直箍筋及腹板水平鋼筋組成），它可以承擔各種荷載（軸力、彎矩、剪切及扭轉）產生的正應力和剪應力（即任意角度的主拉應力分布）。 本項目也進行了一系列考慮縱向腹板水平鋼筋參與受力的橋梁抗剪承載能力的模型試驗研究（鋼筋混凝土工字型截面薄腹梁），其中包括4片簡支梁和4片簡支帶懸臂梁。通過試驗深入認識了鋼筋混凝土梁（是否配置腹板水平鋼筋）的剪切性能及其隨試驗參數的變化規(guī)律，重點揭示了腹板混凝土次生裂縫發(fā)展過程中主壓應力傾角及斜裂縫間混凝土主壓應力的變化規(guī)律，以及連續(xù)梁反彎點（是否配置腹板水平鋼筋）的抗剪性能規(guī)律，充分認識縱向腹板水平鋼筋在鋼筋混凝土梁中所發(fā)揮的抗剪作用；通過對兩個系列試驗梁的抗剪承載能力、裂縫寬度、梁體位移的分析比較，并對同一系列中不同剪切配筋形式的試驗梁進行鋼筋受力及腹板混凝土受力的分析比較，驗證了理論模型的正確性和合理性；采用本項目提出的“拉應力域”抗剪配筋設計方法對試驗梁進行抗剪承載力的研究分析，并與國內外規(guī)范的抗剪計算結果進行了比較，充分體現了本項目所提出方法的普遍適用性；上述這些工作為最終建立完整的“拉應力域”抗剪配筋理論體系提供了依據，也豐富了鋼筋混凝土結構抗剪試驗的研究成果，為橋梁的設計計算提供了有意義的參考。 最后，對國內外現行設計規(guī)范中斜截面抗剪配筋設計計算方法提出了建議，并對進一步工作的方向進行了簡要的討論。

（1）自然環(huán)境下配筋高強高性能混凝土的收縮徐變呈現早期發(fā)展較快，后期發(fā)展緩慢的特點，這與混凝土收縮徐變發(fā)展規(guī)律相一致；

（2）配筋混凝土的收縮徐變均小于素混凝土的收縮徐變。當配筋率較低時，其對收縮徐變的影響較小，在工程應用中，可以按素混凝土來對待；當配筋率較高時，其對收縮徐變的減小作用需進行具體的試驗研究；

（3）通過對配筋混凝土的有限元分析以及和試驗結果的對比可以得出，配筋混凝土的收縮應變分析中應考慮徐變的作用，忽略徐變的作用將對收縮應變產生較大的誤差； 配筋率的大小對徐變的影響也不同，配筋率越高，徐變越小，相同配筋條件下，不同加載齡期下混凝土徐變相近。

（1）當連續(xù)梁跨高比≤9時，由于梁承受彎矩較小，配筋基本受最小配筋率控制，裂縫寬度和燒度都較??；（2）當跨高比≥10時，隨著鋼筋強度的提高，縱筋計算配筋率明顯減??；（3）當跨高比較大荷載較大時，配筋可能受裂縫寬度和撓度的限制，與釆用HRB400鋼筋相比，不能體現HRB500鋼筋的強度優(yōu)勢，宜選用鋼筋；（4）跨高比在10~14之間時，與采用HRB400鋼筋相比，采用HRB500鋼筋節(jié)約鋼筋較為明顯，宜采用HRB500鋼筋。

綜合上述，當梁跨高比較小且承受荷載不大時梁縱筋宜選用HRB400鋼筋，避免采用HRB500造成不必要的浪費；當梁跨度或荷載較大時，采用高強鋼筋可能受裂縫和燒度制約，應根據實際情況選取適宜的梁截面高度或跨高比和筋強度等級。 2100433B