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转换层钢骨混凝土梁力学性能的试验研究.pdf
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1、第9 期 2 0 o 5 年9 月 广 东土 木与建 筑 GUANGD0NG ARCHI TECTURE CI VI L ENGI NEERI NG N o 9 S E P 2 0 0 5 转换层钢骨混凝土梁力学性能的试验研究 崔秋 江 蔡 f 华 南理 工大 学 健 杨 春 广州 51 0 0 6 4) 摘 要 : 本 文进行 了 3根 中空钢骨混凝土 梁的 力学性能试验 , 采用不 同的配筋率和 配箍 率研 究钢骨混凝 土粱的 受力性能和各级荷载下的工作性状 , 为钢骨混凝 土转换 粱的施工与设计提供 了试验参考数据。 关键 词: 钢骨混凝 土粱;力学性能 1 前言 梁 式转 换 层 由于
2、 传力 直 接 明确 , 便 于工 程设 计 和计 算 , 且造价 相对 较低 , 故成 为 目前应用 最广 的转 换层结 构形 式之一 , 但作 为主要受力 构件 的转换 大梁 受力大 且应力状态复杂 ,通常需要 较大 的截 面尺寸 。 采用钢 骨( 型钢 ) 混凝土构 件作为 主要 受力构 件 , 则可 有效减小构件截面和减轻结构 自重 ,同时降低材料 消耗 和提 高抗震 性能 , 更好 地满 足建 筑功能 要求 。 但在现行的 钢骨混凝土结构设计规程 和 型 钢混凝 土组 合结 构技 术规 程 中 , 对钢 骨混 凝土 梁承 载力 采用 不 同 的计算 方 法 , 且 对 于它 用 作
3、转换 层 的 构造措施缺乏针对性 的规定 , 故本文对中空钢骨混 凝土梁 采用 不 同的配筋 率 和配箍 率 ,对 钢骨混凝 土 转换 梁的受力性 能及 其机理进 行试验分 析 , 研究 钢骨 混 凝土 梁 的受 力性 能 和 各级 荷 载 下 的工 作 性状 , 为 钢 骨混凝土转 换梁施工 和设计 提供试验参 考数据 。 2试验 概况 2 1 试 件 本 次试 验对 象 为 3根 L = 3 5 m 的钢 骨 混 凝 土梁 试 件 , 钢 骨形状 为翼缘 悬 挑箱形 , 改 变底筋 的配 筋率 和配箍 率 , 其截 面参 数见 表 1 。 表 1 钢 骨 混 凝 土 梁试 件 截 面 参
4、数 注)截面为3 0 0 x 6 5 0 , 采用箱形 型钢 、 中空 , 尺寸 为 2 0 0 x 4 5 0 x 6 0 , 上下配筋 3 1 6 。 所 有 梁 试 件 的型 钢 部 分 均 在 船 厂 加 工 焊接 完 成 , 绑扎好钢筋后使用商品混凝土一次浇注完成。 钢 材采用 Q 2 3 5钢 , 混凝土采用 C 3 0 , 型钢和钢筋 的力 学性能见表 2 , 混凝土强度 = 2 8 8 N m m 。 2 2 加 载装 置及测 试 方法 钢 骨混 凝 土 梁试验加载装置 上 上 及 百 分表 安 装 位 置如图1 所示。 赶 试验中通过 5个 ! ! ! 一 冲 呈 = 量 梁
5、 在 各 级 荷 载 7 7 万 77 万 7 7丌 7l万 下 的挠 度 ,并 在 部 分 型钢 和 钢筋 上 布 置一 定数 量 的 应变 片来 测 定 上下 纵 筋 、 箍 筋 及 型 钢 的应变值 。通过分 级加 载来 确定 梁 的开裂荷 载 和 极 限荷 载 , 加荷 过 程 中描 绘 裂缝 开 展 曲线 并 量 测 各级 荷 载下 主要裂 缝宽 度 。 3试 验 结果及 分 析 3 1 试 件 的破坏 过程 及破坏 形 态 ( 1 )试件 K L l : 为中空 3 0 0 x 6 5 0的梁 , 配有 6 mm 厚 的箱形 型钢 , 上下 纵筋 分 别 为 3 1 6 , 4 2
6、 2 。按 规 表 2型 钢 及 钢 筋试 件 力学 性 能 表 范 计 算 得 出 的 单 个 加 荷 点 屈 服承 载力 为 5 8 0 k Nf 试 验 中两 千斤 顶 加荷 值相 同 以 下 所 述 荷 载 值 均 为单 个 千 斤顶的加荷值 ) ,极限承载 力为 8 2 7 k N 试 验 实 际极 限 荷 载 为 9 4 9 k N, 比计 算 值 高 1 4 8 。试 验按 预估 极 限荷 1 1 维普资讯 http:/ 2 O o 5 年9 月 第9 期 崔秋江等: 转换层 钢骨混 凝土梁 力学 性能的 试验研究 S E P 2 O o 5 N o 9 载 的 5 开始分 级加
7、 载 , 当加 载至 1 2 4 k N( 1 3 1 破 坏 荷载) 时 , 梁跨 中纯弯段 出现细微正裂缝 ; 当加载至 3 3 0 k N( 3 4 8 破 坏荷 载 ) 时 , 梁剪 跨 区腹 部 出现 斜 裂 缝 , 缝 宽 0 0 5 m m。 此 时正 裂缝 宽 0 0 8 mm; 随着荷 载 的增 大 , 裂缝逐 步 开展 , 当加载 至 4 5 4 k N( 4 7 8 破坏 荷载 ) 时, 可听到梁中有轻微 的开裂声 , 此时正裂缝 宽 0 2 m m, 斜 裂 缝 宽 0 1 m m; 当加 载至 5 7 8 k N( 6 0 9 破坏荷载) 时 跨 中纯弯段梁顶出现纵向
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