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对角斜筋小跨高比连梁的提出

时间:2022-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:普通配筋小跨高比连梁由于延性不足,耗能能力低,容易发生剪切破坏,在地震作用下混凝土保护层极易剥落。通过对目前小跨高比抗震性能的对比分析发现,连梁配置对角斜筋及采用纤维增强混凝土作为连梁基体是提高小跨高比连梁抗震性能的有效途径之一。本章通过对FRC对角斜筋小跨高比连梁的低周反复加载试验结果进行分析,评估这种新型连梁的抗震性能,为对角斜筋小跨高比连梁的进一步推广应用提供科学依据。

普通配筋小跨高比连梁由于延性不足,耗能能力低,容易发生剪切破坏,在地震作用下混凝土保护层极易剥落。为了解决联肢剪力墙连梁所面临的问题,对角斜筋方案小跨高比连梁最早由美国的G.B.Barney等人在1980年发表的论文中提出,如图2.1所示,并给出了跨高比分别为2.5和5.0的两个连梁试件在低周反复加载作用下的试验结果。研究结果表明,这种斜对角配筋方案连梁性能优于普通配筋连梁,但仍存在一些问题,比如在反复荷载作用下混凝土保护层容易酥裂脱落。聚乙烯纤维增强混凝土(PVA-FRC)的性能恰好能弥补普通混凝土性能的不足,所以本书提出了PVA-FRC对角斜筋小跨高比连梁方案,希望能解决混凝土酥裂脱落、提高连梁延性、耗能等问题。

图2.1 配置对角交叉斜筋的小跨高比连梁

FRC是一种新型复合建筑材料,由水泥、精细砂、水、粉煤灰、纤维和高效减水剂组成,不含粗骨料,具有较强的能量吸收能力和耐损伤能力,在国外已被广泛应用于大坝和输水渡槽等水利设施的修复工程中[1]。FRC与普通纤维混凝土最大区别是仅添加2%左右的纤维,其单轴拉伸应变可达到2%~6%,为普通混凝土的100~300倍、钢筋屈服应变的10~15倍,且具有超高的受拉应变—硬化性能[2,3]。试验研究表明,FRC用于以受剪为主的构件和高剪应力作用下的受弯构件,可减少或取消抗震构件的约束钢筋数量,增大其受剪强度、变形能力和损伤容限[4,5]

通过对目前小跨高比抗震性能的对比分析发现(本书1.3.1节),连梁配置对角斜筋及采用纤维增强混凝土(FRC)作为连梁基体是提高小跨高比连梁抗震性能的有效途径之一。因此,鉴于FRC的以上优点,在本课题组前期对FRC研究的基础上[6,7],将利用地方材料配置的FRC(PVA纤维)应用于跨高比不大于1.5的对角斜筋连梁中,对角斜筋不设置拉结筋,并采用远小于规范要求的箍筋数量,设计了4个不同跨高比的FRC对角斜筋小跨高比连梁试件与1个混凝土连梁对比试件,并对其进行拟静力试验,研究其抗震性能。

本章通过对FRC对角斜筋小跨高比连梁的低周反复加载试验结果进行分析,评估这种新型连梁的抗震性能,为对角斜筋小跨高比连梁的进一步推广应用提供科学依据。

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