钢纤维部分增强高强混凝土梁疲劳性能的试验研究.pdf

第 33卷第 6期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 V0I．33No．6 2012年 12月 JournalofNoAhChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower Dec．2O12 文章编号 ：1002—5634(2012)06—0056—03 钢纤维部分增强高强混凝土梁疲劳性能的试验研究 张 明，高丹盈，赵 军 (郑州大学，河南 郑州 450002) 摘 要 ：通过 1根普通高强混凝土梁和3根钢纤维高强混凝土梁 的疲劳试验 ，分析 了疲劳荷载作用下钢纤维 部分增强高强混凝土梁跨 中挠度及裂缝宽度随循环次数增加 的变化规律 ，探讨 了钢纤维掺人层厚对钢纤维 高强混凝土梁跨 中挠度及裂缝宽度 的影响．结果表明，在高强混凝土梁 中部分掺加钢纤维能够有效地控制梁 的刚度及限制裂缝 的发展 ，疲劳抗裂性能及变形性能随着钢纤维混凝土层厚的增加而提高． 关键词 ：钢纤维；高强混凝土梁 ；疲劳；挠度 ；裂缝宽度 随着钢纤维的广泛应用，钢纤维混凝土在混凝 试件实际工作情况 ，试验梁两端采用平板橡胶支座． 土结构中的应用得到 了迅速发展 ，在公路 、铁路 、桥 安置试验梁时要求几何对中，保持两支座等高 ，加载 梁、工业民用建筑等领域的应用也越来越广泛 ¨ ． 点与支座处均垫有钢板，以预防发生混凝土局部压 这些结构形式在其服务期 内除了承受静载作用外 ， 坏．疲劳试验施加的疲劳荷载最大值为0．50M 最 还承受疲劳荷载的作用．在疲劳荷载作用下，由于疲 小值为固定值0．15M (根据试验机能够控制的最小 劳累积损伤的影响，结构功能退化 ，结构变形及裂缝 荷载选取)，M 为试验梁的极限荷载． 会影响结构的正常使用甚至安全性．因此有必要对 表 1 试件设计 疲劳荷载作用下钢纤维高强混凝土构件及钢纤维部 分增强高强混凝土构件的疲劳变形性能及裂缝开展 情况进行研究． 笔者以疲劳试验为基础 ，分析了钢纤维高强混 凝土梁疲劳荷载作用下的变形及裂缝宽度随钢纤维 掺入层厚变化的发展规律． 1 试验概况 根据混凝土结构试验方法标准 ，等幅疲劳试 试验共制作 了 1根普通高强混凝土梁 (梁号 ：L 验加载程序包括静载试验 、疲劳试验和破坏试验 3 一 0)和 3根钢纤维高强混凝土梁 (梁号 ：L一1，L一 个阶段．静载试验阶段 ，按照静力单调加载试验的加 2，L一3)，研究的 目的是探求钢纤维高强混凝土梁 载程序进行 ，首先进行预加载，检验设备是否正常后 在第一次静载试验及经历一定疲劳循环次数重复加 加载至疲劳上限、然后卸载；疲劳试验阶段 ，进行等 载后的变形及裂缝发展规律 以及钢纤维对其的影 幅疲劳试验 ，加载频率为 5Hz，在保持加载频率的 响，在设计试验梁时主要考虑了钢纤维掺入层厚的 基础上反复调节，保持荷载稳定，使误差不大于 变化．试件设计见表 1． ±3％．在试验过程 中，动荷载循环到 1万、5万、10 试验梁均采用跨中单点分级疲劳加载．为模拟 万、l5万、2O万 、50万 、100万 、150万和200万次后 收稿 日期 ：2012—09—30 基金项 目：河南省教育厅科学技术研究重点项 目(12A560013)． 作者简介：张 明(1981一)，男，河南安阳人，讲师，博士研究生，主要从事钢纤维混凝土结构性能方面的研究． 高丹盈 (1962一)，男，河南三门峡人 ，教授，博导，博士，主要从事新型复合材料结构理论及其应用方面的研究 第 33卷第 6期 张 明，等 ： 钢纤维部分增强高强混凝土梁疲劳性能的试验研究