原创《高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验》：关于免费高强论文范文在这里免费下载与阅读,为您的高强相关论文写作提供资料。
摘 要：为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm,对 析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律.研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显；高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱.
关键词：高强混凝土；钢筋混凝土柱,小偏心受压；力学性能；尺寸效应
中图分类号：TU375
文献标志码：A
文章编号：1674-4764（2013）04-0001-06
混凝土作为土木、水利等工程结构的主要材料,在工程结构中得到广泛应用.随着工程结构向大跨度、超高层及超大型方向发展,对混凝土性能提出了更高的要求.随着水泥品种的改善以及外加剂的使用,工程中使用的混凝土强度越来越高.混凝土属于准脆性材料的范畴,试验研究表明[1-5],试件尺寸对其强度和韧性都有一定影响,即混凝土的力学性能存在随着几何尺寸的变化而变化的尺寸效应.钢筋混凝土构件是由混凝土和钢筋2种材料组成的,其力学性能直接取决于混凝土和钢筋的力学性能,混凝土材料的尺寸效应必然直接反映到钢筋混凝土构件的力学性能中.另外,钢筋混凝土构件中钢筋和混凝 同工作的基础是它们之间存在的粘结力,而钢筋和混凝土之间粘结力的大小受钢筋直径和外形、钢筋间距、混凝土强度、混凝土保护层厚度及混凝土浇筑时钢筋所处的位置等影响,这些因素的影响程度都会随构件尺寸的不同而变化,进而其力学性能随构件尺寸不同发生变化,加剧钢筋混凝土构件力学性能受尺寸效应的影响.因此,开展大尺寸钢筋混凝土构件破坏试验,研究其破坏机理和力学性能,基于此开展钢筋混凝土构件尺寸效应研究[6-10],是建立更为科学、合理、可靠的钢筋混凝土结构设计方法的需要.本文进行不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压性能试验,分析其力学性能的尺寸效应规律.
1试验方案
1.1试件设计
共设计6个试件,其截面尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm,试件相应编号为DZ200、DZ400、DZ800,每种截面2个试件,试件长细比均为4.5.试件初始偏心距设为0.25 h0,为小偏心受压.为保证试件在受压加载过程中不发生柱端加载点处破坏,以及便于试验加载,将柱端设计成牛腿形式,并按照牛腿的设计方法加密箍筋.柱中部不设箍筋,以保证试验结果不受箍筋对混凝土的约束作用影响,柱中受力纵筋采用对称配筋方式[11-13].各试件的具体配筋情况如图1所示.
试件制作所用混凝土为商品混凝土,强度等级为C60,混凝土实测立方体抗压强度为63.7 MPa,弹性模量为44.5 GPa.钢筋的实测力学性能见表1.
1.2加载方案
试验在北京工业大学工程结构试验中心的4 000 t多功能电液伺服加载系统上进行,试验加载装置及位移、材料应变测点布置如图2所示.试验采用力和位移混合控制加载.加载前进行预加载[14],以检查各仪表是否工作正常,以及消除试件的非结构性变形.正式加载时,每级加荷增量为计算极限荷载的10%,加载的时间间隔为10 min,加荷至计算极限荷载的60%后,每级加荷增量调整为计算极限荷载的5%,加荷至其90%后,加荷由力控制改为位移控制,并加荷直至试件破坏.人工观测裂缝.
2试验结果及分析
2.1破坏形态
各试件的破坏形态如图3所示.由图3可见,3种不同几何尺寸的试件受拉侧均出现较少的弯曲横向裂缝,且裂缝发展较缓慢,加载至接近极限荷载时,压区混凝土应变达到极限压应变,保护层混凝土开裂,并发出“噼啪”的响声,几秒钟后,试件发出很大的“砰”的响声,试件受压区混凝土均被严重压碎,破坏区域成锥体,部分混凝土碎块崩出,受压钢筋屈曲并向外鼓出,试件受拉侧弯曲横向裂缝向内开展至截面中部.各尺寸试件均在受压区混凝土压碎后,因有效截面面积减小严重,导致试件突然出现一条破坏斜裂缝,将试件混凝土完全剪开,试件抗压承载力突然完全丧失,并导致受拉侧保护层混凝土大片脱落,受拉钢筋外露.由此可见,各组试件均表现为混凝土首先压碎的脆性破坏形态,没有明显预兆,属于典型的小偏心受压破坏形态.
DZ200-1试件在加荷至第5级荷载时,试件受拉侧下部出现1条初始弯曲横向裂缝,DZ200-2试件在加荷至第4级荷载时,试件受拉侧上部出现1条初始弯曲横向裂缝,试件破坏时,2个试件的混凝土压碎区域长度分别为320、350 mm,深度为150、140 mm,2个试件破坏后形成的斜裂缝和其竖向纵轴夹角约为36°和38°.DZ400的2个试件在加荷至第4级荷载时,在试件受拉侧分别出现4条和2条初始弯曲横向裂缝,试件破坏时,2个试件的混凝土压碎区域长度分别为750、700 mm,深度为280、260 mm,破坏后形成的斜裂缝和其竖向纵轴角约为30°和33°.DZ800的2个试件分别在加荷至第9级和第10级荷载时,在试件受拉侧中部出现1条弯曲横向初始裂缝,试件破坏时,2个试件的混凝土压碎区域长度均为1 600 mm,深度分别为420、500 mm,2个试件破坏后形成的斜裂缝和其竖向纵轴夹角约为27°.
由不同几何尺寸的试件破坏形态比较可知,在研究的尺度范围内,大尺寸试件的受压区破坏区域略大些,大尺寸试件和小尺寸试件的破坏形态基本相同,没有表现出明显的尺寸效应,只是截面尺寸越大,试件从出现“噼啪”的混凝土破坏声音到完全破坏的持续时间越短,试件破坏脆性越显严重些.
高强论文参考资料：
结论：高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验为关于高强方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关高强主演的电影论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
