钢纤维部分增强高强混凝土梁疲劳性能的试验研究
张 明,高丹盈,赵 军
(郑州大学,河南郑州450002)
摘要:通过1根普通高强混凝土梁和3根钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,分析了疲劳荷载作用下钢纤维
部分增强高强混凝土梁跨中挠度及裂缝宽度随循环次数增加的变化规律,探讨了钢纤维掺人层厚对钢纤维
高强混凝土梁跨中挠度及裂缝宽度的影响.结果表明,在高强混凝土梁中部分掺加钢纤维能够有效地控制梁
的刚度及限制裂缝的发展,疲劳抗裂性能及变形性能随着钢纤维混凝土层厚的增加而提高.
关键词:钢纤维;高强混凝土梁;疲劳;挠度;裂缝宽度
随着钢纤维的广泛应用,钢纤维混凝土在混凝
土结构中的应用得到了迅速发展,在公路、铁路、桥
梁、工业民用建筑等领域的应用也越来越广泛¨ .
这些结构形式在其服务期内除了承受静载作用外,
还承受疲劳荷载的作用.在疲劳荷载作用下,由于疲
劳累积损伤的影响,结构功能退化,结构变形及裂缝
会影响结构的正常使用甚至安全性.因此有必要对
疲劳荷载作用下钢纤维高强混凝土构件及钢纤维部
分增强高强混凝土构件的疲劳变形性能及裂缝开展
情况进行研究.
笔者以疲劳试验为基础,分析了钢纤维高强混
凝土梁疲劳荷载作用下的变形及裂缝宽度随钢纤维
掺入层厚变化的发展规律.
1 试验概况
试验共制作了1根普通高强混凝土梁(梁号:L
一0)和3根钢纤维高强混凝土梁(梁号:L一1,L一
2,L一3),研究的目的是探求钢纤维高强混凝土梁
在第一次静载试验及经历一定疲劳循环次数重复加
载后的变形及裂缝发展规律以及钢纤维对其的影
响,在设计试验梁时主要考虑了钢纤维掺入层厚的
变化.试件设计见表1.
试验梁均采用跨中单点分级疲劳加载.为模拟
试件实际工作情况,试验梁两端采用平板橡胶支座.
安置试验梁时要求几何对中,保持两支座等高,加载
点与支座处均垫有钢板,以预防发生混凝土局部压
坏.疲劳试验施加的疲劳荷载最大值为0.50M 最
小值为固定值0.15M (根据试验机能够控制的最小
荷载选取),M 为试验梁的极限荷载.
表1 试件设计
根据混凝土结构试验方法标准 ,等幅疲劳试
验加载程序包括静载试验、疲劳试验和破坏试验3
个阶段.静载试验阶段,按照静力单调加载试验的加
载程序进行,首先进行预加载,检验设备是否正常后
加载至疲劳上限、然后卸载;疲劳试验阶段,进行等
幅疲劳试验,加载频率为5 Hz,在保持加载频率的
基础上反复调节,保持荷载稳定,使误差不大于
±3% .在试验过程中,动荷载循环到1万、5万、10
万、l5万、2O万、50万、100万、150万和200万次后
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