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CRB600H高延性冷轧带肋钢筋混凝土板受弯性能试验

2014-08-18 16:00:20浏览:251评论:0来源:高延性冷轧带肋钢筋行业协会   
核心摘要:本文的试验是以一些规范作参考在以完成高延性冷轧带肋钢筋的物理力学性能、锚固性能等实验研究成果的基础上进行的,并从构件设计、制作、试验方案、试验现象及实验结果等方面对高延性冷轧带肋钢筋混凝土扳受弯均件的试验进行分析描述,为混凝土结构理论和工程设计提供依据。
  本文的试验是以一些规范作参考在以完成高延性冷轧带肋钢筋的物理力学性能、锚固性能等实验研究成果的基础上进行的,并从构件设计、制作、试验方案、试验现象及实验结果等方面对高延性冷轧带肋钢筋混凝土扳受弯均件的试验进行分析描述,为混凝土结构理论和工程设计提供依据。这些参考的规范主要有《混凝土结构殴计规范》(GB50010-2010),《混凝土结构试验方法》(GB50152-92),《混凝土结构工程施工质量验收规范》(OB50204-2002),《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》(JG.195-2003)及《冷轧带肋钢筋( GB13788-2000)。
   本次试验设计6块钢筋混凝土扳,其受力纵筋和分布钢筋均为CRB600H高延性冷轧带肋钢筋,混凝土保护层厚度按《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》取用,本次构件设计均为20mm(二类环境),受弯部位位于非搭接区。主要变化参数为纵筋和分布钢筋的直径、刚距、配筋率班及混凝土强度等级,扳的设计参数见表2.1,各试验扳的配筋示意图和配筋形式如图2.1和图2.2所示。

  2.2试件制作
  本次试验制作6块CRB600H高延性冷轧带肋钢筋混凝土扳,每批板浇筑时预留三个标准混凝土立方块,截面尺寸为150mmX150mmX150mm,养护条件与板相同。在每块板试验前一天或当天进行混凝土立方体块的抗压强度试验测得其抗压强度,作为试验板实际混凝土强度的依据。
  2.2.1横板制作和钢筋绑扎
  鉴于本次试验对板表面平整度要求在±1mm误差范围之自,板底模不采用易变形的普通模板,而采用刚度较高、平整度较好的细木工板,细木工扳市场规格为18mmX1220mmX2440mm,单块底模采用一张单板和半张单板拼台而成,接缝处用木方钉好加固,井用腔带密封,防止漏浆。为控制扳底模的平整度,模板底面纵向采用1OcmX10cm木方支撑,横向采用5cmX5cm木方支撑。


  使用18mn厚细术工板作侧模,保证表面尺寸误差在允许范围之内。侧模外侧沿板长方向采用两条5cmX5cm木方加固,并用短术方钉定在底模横向支座上,以保证侧模和底模的牢固连接,短木方加固的位置在每道底模横向支撑的上部,并每隔两道支撑设置斜撑,具体布置见图2.4。侧模和底模接缝处应用腔带密封,防止漏浆。端模高度和侧模高度均采用和板厚相等的高度,端模用木方固定在侧模和底模上。实验模扳图如图2.5所示。
  板受力钢筋绑扎前,要根据试件详图在模板上划出钢筋位置线,以确保钢筋间距准确,纵横向钢筋捌采用细铁丝满绑,保护层厚度的控制采用在板受力钢筋底部点焊相应尺寸(20mm长)的钢筋头,横向焊接在边缘钢筋和中间钢筋底部,纵向焊接在端部和四分点处。在钢筋阿的上部四个角落点焊钢筋,并在其上用红油漆标注混凝土浇注高度,以作为板面标高控制点。钢筋绑扎完成,接应变布置图粘贴钢筋应变片,并用腔带包好,预留足够长导线。实验图片如图2.6 所示。
  2.2.2 混凝土浇筑和养护
 
 
  浇注混凝土前,在模板内侧弹上扳顶面标高的墨线,并用红油漆做数个控制点,作为控制扳面标高的措施。在模板内侧涂刷脱模剂,以保证折模后混凝土板表面的光滑。混凝土采用商品混凝土,每个批扶每种强度等级的混凝土做三组试件,每组试件三块,与板在同等条件下养护。浇注混凝土时,先采用振动棒振捣,再采用平板振动器振实,振捣完成后,首先用手工搓平,然后用钢制的刮刀以侧模顶面为标高控制面刮平混凝土板的表面。浇注混凝土的过程中,注意应变片的预留导线一定要保证留在混凝土体外,棍凝土板终凝后采用覆盖麻袋浇水养护。试验板混凝土浇筑过程和养护情况如图2.7和图2.8所示。
  2.3.1加载方式
  为了方便对裂缝进行观测,试验时对构件采用倒置的加载方式,板底面(配筋一面)朝上,板上表面(未配筋一面)朝下,用千斤顶在跨中近三分点处向上加载,用加荷架横粱压紧板两端的支座,支座形式一端为固定铰支座,另端为滚动较支座。加载装置如图2 9所示。
  试验正式加载之前先进行预加载以检查仪器工作是否正常。正式加载时,从开始加载到扳开裂以前要分4-5级加戴,一直加载到计算开裂荷载的900%.然后再以计算开裂荷载的5%分级加载直到构件开裂,每级荷载加载都要持续5min再进行下一数的加载,持续加载过程中要及时观测裂缝及变形并记录;混凝土板开裂毗后,分5级加载至计算极限承载力的90%,再以计算极限荷载的5%分级加载直至构件破坏。每级荷载加载持续1Omin后再进行一级加载,同时应及时观测裂缝及变形并记录。
   2.3.2量测内容厦方法
   ①试验应变测量:试验构件的应变包括钢筋应变片对应于每级荷载的应变值和混凝土应变片对应于每级荷载的应变值,这两种应变值的测量均是采用CM-2B型静态应变仪系统量测并通过电脑进行数据采集。

  实验时,量测加载过程中钢筋的应力变化是通过在试件纵筋纯弯段部分粘贴电阻应变片进行的,应变片布置为梅花状;测量受压混凝土的压应变是通过在扳受压面擗中沿水平方向粘贴电阻应变片进行的,钢筋的拉应变是根据所测压应变值由平截面假定H算而得到的,测点布置见图2.10。
   ②挠度测量:5个位移计分别置于构件两端千斤顶加载点处及跨中纯弯段,详见图2.11。
  ③板面裂缝测量:试验前用石灰浆刷白两侧面和扳底面,井绘制
  50mmX50mm的方网格。试验过程中借助放大镜用肉眼查找裂缝。构件开裂后应立即用裂缝测量仪及钢直尺等工具对裂缝的出现位置、发展情况等进行详细观测,井记录各级荷载(0.4Pu-09 Pu)作用下的裂缝宽度、长度及裂缝间距。每条裂缝需量测每条纵筋位置处和两条纵筋中间位置处的裂缝宽度。直至荷载加载到0.8M.后,使用透明硫酸纸打上50mmX50mm的方网格,附在扳面上绘出实际裂缝图。
  ④板内裂缝测量:将板切开用裂缝测宽仪测量裂缝从板表面到纵筋处裂缝的发展。为观测板内部裂缝形态,部分板试验完成后在持荷状恋下用环氧树脂浆液灌^裂缝,环氧树脂固化后再卸载,以保持受荷时内部裂缝的形态,如图2.12所示。
  2.4试验现象和试验结果
  试验过程表明,高延性冷轧带肋钢筋馄凝士板的受弯特性与有明显屈服点的热轧钢筋棍凝土扳类似,加载初期,跨中荷载挠度曲线增长缓慢,挠度曲线基本呈线性关系;随着荷载的增大直到扳底开裂时,荷载挠度曲线出现一明显的转折,此后随着荷载的增加曲线斜率减小,挠度增长加快,临近破坏时,纵向受力钢筋屈服,混凝土受压区边缘压应变增大且达到极限压应变,跨中挠度增长迅速,扳底裂缝数量运渐增多,发展迅速,裂缝宽度增大显著,破坏预兆明显,最后因裂缝宽度或跨中挠度过大而达到破坏标志。
  如图2.13、图2.14和图2.15所示分别为从加载到破坏过程中6块扳的荷载—跨中挠度曲线,荷载一纵筋应变曲线,以及达到承载能力投限状忐临近破坏时的变形情况,表2.2为受弯试验结果。
  2.5小结
  本文从试验目的出发,详细阐述了6块钢筋混凝土板(其受力纵筋和分布钢筋均为CRB600H高延性冷轧带肋钢筋)的试验设计、制作咀厦加载过程中的操作和观测项目,从而获得了晟韧的试验现象和原始的数据,为进一步的分析做了准备。本文主要针对试验板的受弯性能进行观测记录,对高延性冷轧带肋钢筋棍凝士板的受力性能指标通过实验仪器进行了数据采集,对结果新步整理后得出:6块试验板的受弯特点与有明显屈服点的热轧带肋钢筋混凝土板类似,临近破坏时均能够表现出明显的破坏预兆:其受弯承载力可猷按照《混凝土结构设计规范》GB50010规定的公式进行计算,按照《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》建议将crb600h高延性冷轧带肋钢筋抗拉强度设计值取415Mpa,有很大安全储备,实验结果都达到了预期的要求,试验数据是有效的。
(责任编辑:小编)
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