李月霞 刘 超

(1.桂林理工大学博文管理学院，广西 桂林 541004； 2.桂林市建筑设计研究院，广西 桂林 541002)

高强钢筋活性粉末混凝土梁变形性能试验研究★

李月霞1刘 超2

(1.桂林理工大学博文管理学院，广西 桂林 541004； 2.桂林市建筑设计研究院，广西 桂林 541002)

在研究剪跨比、配箍率、纵筋配筋率对试验梁抗剪性能影响规律的基础上，对8根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁的变形性能进行了研究。结果表明：无腹筋活性粉末混凝土梁具有一定的变形性能，混凝土构件变形随剪跨比、纵筋配筋率的增大而增大；而对于有腹筋梁，高强钢筋活性粉末混凝土梁变形发展曲线基本相同。

高强钢筋，活性粉末混凝土，简支梁，变形性能

活性粉末混凝土[1，2](简称RPC，Reactive Powder Concrete)是一种力学性能长期保持稳定、早期强度高、韧性高和体积稳定性好[3]，在恶劣条件下寿命长的高性能混凝土[4]。而HRB500级钢筋是一种强度高、延性好，可节约钢筋用量的新型钢筋。国内外研究学者对高强钢筋RPC构件延性及变形性能已有一定的研究。澳大利亚Voo等[5]研究了预应力RPC无腹筋工字形梁的抗剪性能，发现钢纤维提高了抗剪承载力，配置一定量的腹筋可以改善梁变形能力。杨剑等人[6]在研究CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能时，发现RPC梁具有良好的变形能力，同时提出的荷载—挠度曲线下降段斜率能较好地反映出结构实际受力情形。邓宗才等人[7]研究纤维掺量对高强钢筋混杂纤维增强活性粉末混凝土抗剪性能影响，试验结果表明混杂纤维显著改善了RPC梁的抗剪变形能力，使梁由脆性剪切破坏变为延性破坏。

为了研究高强钢筋RPC梁的变形和延性性能，本文对配置HRB500级纵筋的RPC混凝土梁进行试验研究，为工程应用和结构设计提供数据和理论参考。

1 试验概况

1.1 试件设计与制作

试验共设计了8根试验梁，其截面尺寸均为b×h=150 mm×250 mm，梁长2 200 mm，钢筋锚固长度200 mm，计算长度1 800 mm。混凝土强度等级为C120，试验梁中间不设架立筋；试验梁均在高温65 ℃热水中养护7 d；各试验梁参数见表1。

表1 试验梁主要设计参数

1.2 试验加载方式

试验主要测量梁的荷载—挠度曲线、RPC筋应变增量、跨中截面应变分布以及裂缝宽度，其测点布置见图1。

2 试验梁的变形性能

2.1 试验梁的变形规律

本文对8根试验梁进行了抗剪破坏试验，荷载比较小时，荷载与变形基本以线性关系成比例增加，随荷载的继续增加，RPC梁进入非弹性工作阶段，曲线斜率变缓，但未出现明显折点；临近破坏时，变形突然增加，破坏后，荷载下降，变形仍有所增加，并且最大位移在14 mm以上。这是由于RPC中钢纤维的桥架作用，混凝土开裂后，有效地阻止了斜裂缝面上混凝土的崩裂，混凝土仍可承担一部分的力。

2.2 影响试验梁变形性能的因素

1)剪跨比影响。图2为剪跨比对荷载—挠度的影响规律图，跨中变形随剪跨比的增大而增大，并且变形速度也随剪跨比的增大而增大。这是因为，一方面剪跨比较大的梁在相同条件下产生更大的弯矩，另一方面，剪跨比大的梁刚度较小，因此RPC开裂后，剪跨比大的梁变形增长速度较快，达到破坏时，产生的变形就比较大。

2)纵筋配筋率影响。从图3可看出，纵筋配筋率在一定范围内，RPC梁变形随纵筋配筋率的增大而增大，但当纵筋率过高时提高作用并不明显。

3)配箍率影响。由图4可看出不同配箍率的高强箍筋RPC试验梁的荷载—跨中挠度曲线发展趋势基本相同，这是因为高配箍率虽然约束了斜裂缝的发展，但对试验梁的刚度并无明显的影响。加载后期，配置高强钢筋的RPC梁，挠度曲线没有突然下降，这是因为箍筋在荷载下降段相继屈服。特别注意的是，L3-3的曲线在极限荷载附近，荷载增加较少或基本不增加，但挠度不断增加，最后才进入下降段，这与梁发生弯剪破坏的特性相似。

3 结语

1)无筋梁具有较好的延性。跨中变形随剪跨比的增大而增大，并且变形速度也随剪跨比的增大而增大。纵筋配筋率在一定范围内，RPC梁变形随纵筋配筋率的增大而增大，但当纵筋率过高时提高作用并不明显。

2)不同配箍率的高强箍筋RPC试验梁的荷载—跨中挠度曲

线发展趋势基本相同，这是因为高配箍率虽然约束了斜裂缝的发展，但对试验梁的刚度并无明显的影响。

[1] Dugat J,Roux N,Bernier G.Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes[J].Materials and Structures,1996,29(4):233-240.

[2] Yang S L,Millard S G,Soutsos M N,et al.Influence of Aggregate and Curing Regime on the Mechanical Properties of Ultra-high Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC)[J].Construction and Building Materials,2009,23(6):2291-2298.

[3] 李建平.超细矿粉活性粉末混凝土性能的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学，2011.

[4] 郑文忠,吕雪源.活性粉末混凝土研究进展[J].建筑结构学报,2015(10):44-58.

[5] Voo Y L，Poon W K，Foster S J．Shear strength of steel fiber-reinforced ultrahigh-performance concrete beams without stirrups[J].Journal of Structural Engineering，2010，136(11):1393-1400.

[6] 杨 剑,方 志.CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能[J].湖南大学学报(自然科学版),2015(3):14-22.

[7] 邓宗才,陈春生,陈兴伟.混杂纤维活性粉末混凝土梁抗剪性能试验研究[J].土木工程学报,2015(5):51-60.

Deformability of high strength reinforced RPC beams★

Li Yuexia1Liu Chao2

(1.BowenCollegeofManagementGuilinUniversityofTechnology,Guilin541004,China; 2.GuilinBuildingDesignandResearchInstitute,Guilin541002,China)

Based on study the influence of shear span ratio, stirrup ratio and longitudinal reinforcement ratio to the tested beams’ shear bearing capacity, eight high strength reinforced reactive powder concrete beams’ deformability were researched. The results show that RPC beams without stirrups have a certain deformation properties, the deformation is larger with the increase of shear span ratio and longitudinal reinforcement ratio, for the RPC beams with stirrups, the deformation curve is basically the same.

high strength steel, reactive powder concrete, simply supported beam, deformability

1009-6825(2017)20-0038-02

2017-05-06★：2016年度广西区级创新创业教育示范专业建设项目；国家自然科学基金(51368013)

李月霞(1988- )，女，助教； 刘 超(1988- )，男，工程师

TU317.1

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