低速冲击下混凝土少筋梁断裂性能*
2021-07-09陈青青王志勇王志华
爆炸与冲击 2021年6期
宋 敏,张 杰,陈青青,王志勇,王志华,3
(1. 太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所 山西 太原 030024;2. 太原理工大学材料强度与结构冲击山西省重点实验室,山西 太原 030024;3.青海大学土木工程学院,青海 西宁 810016)
混凝土的抗拉强度较低,为了提高混凝土的抗裂性能,往往会在基体中加入不同的增强相。钢筋是阻止混凝土裂纹扩展的有效方法之一,许多学者研究了准静态加载下钢筋的阻裂性能[1-2]。然而,瞬时载荷作用下钢筋的变形、破坏及钢筋和混凝土之间的相互作用与加载速率密切相关,这导致钢筋混凝土复杂的结构行为,给钢筋混凝土的动力学特性研究带来较大困难。付应乾等[3]发现,随着加载速率的提高,无缺口的钢筋混凝土梁由弯曲破坏逐渐转变为剪切破坏,裂纹扩展的数量和方向发生明显改变,加载点附近的局部破坏更为突出。Mindess等[4]采用高速摄像记录了落锤冲击下无缺口钢筋混凝土梁的断裂过程,发现动态加载下裂纹扩展行为与静态加载下相比存在差异。Bentur 等[5]对冲击荷载下含光圆钢筋或带肋钢筋混凝土梁的断裂过程进行了对比分析,结果表明带肋钢筋附近衍生出许多微裂纹,提高了混凝土梁的极限承载力。然而,冲击荷载下无缺口钢筋混凝土梁底部随机产生的多条裂纹,导致难以分析钢筋对单条裂纹的阻裂机理。因此,实验中常采用在混凝土中预制裂缝的方法以避免随机裂纹的产生[6-7]。以往研究中,许多学者将混凝土和钢筋作为整体以分析梁的动态断裂过程,但钢筋和混凝土的局部破坏对裂纹扩展的影响更为突出。……
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