钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究

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发布时间：2021-09-12

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钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究
汪明栋王铁成于庆荣
(天津大学建筑工程学院300072)
姜维山
(西安建筑科技大学710055)
[提要】通过对8根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的试验，研究了钢骨轻骨料混凝土受弯构
件在单调荷载作用下的裂缝开展与分布情况。试验表明，在正常使用极限状态下，钢骨轻骨料混凝土受弯构
件的最大裂缝宽度符合使用要求。与钢骨普通混凝土受弯构件相比，其裂缝宽度稍大，但裂缝宽度变异系数
较小。受拉纵筋应力是影响裂缝宽度的最重要因素，二者近似呈线性关系。由于型钢对混凝土具有约束作
用，在保护层厚度与有效配筋率两个变量中应考虑型钢的影响。在试验资料和理论分析的基础上，给出了钢
骨轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。公式的计算结果与实测数据符合较好。
[关键词】钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度
Experimental Study oil Crack Width of Steel—reinforced Light-weight Concrete Beams／Wang Mingdong‘， Wang
Tiecheng‘
， Yu Qingrong ，Jiang Weishan (1 Civil Engineering College，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2 Xi’an
University of Architecture&Technology，Xi’an 7l0055，China)
Abstract：Based on the experiment of eight steel-reinforced light-weight concrete beams and two steel·reinforced concrete
beams，the opening and distribution of cracks are studied and a comparison with two different aggregates has been made to find
out wider cracks for light·concrete beams with smaller variations．It is indicated that the stress of tensile bars is the most vital
factor affecting the crack width and a linear relationship also develops betwen the two．While taking into consideration of the
efect of steel shape，a formula for the maximum crack width under short·term load of SRLC beams is also proposed with
satisfactory agre ment obtained betwen formula results and experimental data．
Keywords：steel·reinforced；light·weight concrete；beam ；crack width
1 试验方案
试验设计了l0根试件梁，其中8根为钢骨轻骨料
混凝土梁，2根为钢骨普通混凝土梁。试件共同的截
面特性见图l，其他特征见表l。
00
P仡 J 2●l2
图1 试件尺寸及配筋与加载示意
试验采用单调加载。试验前先预加lOkN，然后以
5kN一级加至计算开裂荷载的90％，改为2．5kN一级。
构件开裂后以lOkN为一级。荷载超过使用状态短期
荷载试验值以后，以5kN为一级直至破坏。试验以加
载破坏时对应的荷载作为承载力极限状态对应荷载，
以破坏荷载除以1．27的分项系数作为正常使用极限
状态对应荷载。
2 试验结果分析
2．1概况
首批裂缝大都出现于跨中，由于?昆凝土的不均匀
62
试件特征表1
试件截面特征含钢剪跨
编号型钢下部纵筋箍筋率(％) 比 C。混凝土
SRLCB．1 I 1O 2 12 中6@150 4．26 3．4 110 陶粒
SRLCB．2 I 1O 2 12 qb6@150 4．26 3．4 110 陶粒
SRLCB．3 I 1O 2 12 qb6@150 4．26 3．4 B0 陶粒
SRLCB4 I 1O 2 18 中6@150 4．90 3．4 80 陶粒
SRLCB．5 I 1O 2 12 中6@150 4．26 3．4 110 陶粒
SRLCB．6 I14 2 12 中6@l50 5．89 3．4 70 陶粒
SRLCB-7 I14 2 12 qb6@250 5．89 3．4 70 陶粒
SRLCB 8 I16 2 12 qb6@150 6．93 3．4 50 陶粒
SRCB．9 I 1O 2 12 中6@150 4．26 3．4 110 普通
SRCB．10 I 16 2 12 qb6@150 6．93 3．4 50 普通
性，少数裂缝也会出现在离跨中较远位置，宽度约为
0．o2 0．03mm。随着外荷载增加，由于钢筋和混凝土
之间的粘结和应力传递，于首批裂缝间出现第二批垂
直裂缝。荷载达到开裂荷载的四倍左右时，垂直裂缝
基本出齐。裂缝随荷载增大而向上延伸，裂缝宽度也
不断加大。构件接近破坏时，最大裂缝宽度达1．0
1．5mm。构件斜裂缝出现不太明显。随着荷载增加，
支座附近少数裂缝斜向发展，向加载点延伸。也有极
少数由腹剪裂缝发展成为较长的斜裂缝。构件破坏
时，斜裂缝最大宽度达0．1mm。