高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

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发布时间：2021-09-14

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高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究
戎贤，张健新，李艳艳
(1．河北工业大学土木工程学院，天津300401；2．河北省土木工程技术研究中心，天津300401)
摘要：为研究高强钢筋聚丙烯纤维混凝土粱在集中荷载作用下的受弯性能，对6根掺量不同的聚丙烯纤维矩
形截面梁进行了试验研究，对比分析了高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承栽力、正常使用阶段的裂缝宽度及变
形。结果表明，高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受力性能和普通钢筋混凝土梁相同；高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的
受弯承载力、挠度及裂缝宽度均可以按照现行GB 50010-2010((~凝土结构设计规范》中相关公式计算。
关键词：高强钢筋；混凝土梁；聚丙烯纤维；受弯承载力；裂缝宽度
Abstract：In 0rder to investigate the bending behavior of polypropylene fiber concrete beam with high strength steel
bars。6 rectangular section beams with different dosages of polypropylene fiber are tested．The bending capacity．crack
width and deformation of polypropylene fiber concrete beams reinforced with high strength steel bar are analyzed．The
results show that the mechanical property of polypropylene fiber concrete beams reinforced with high strength steel bar is
the same as the common reinforced concrete beams．The bending capacity．deflection and crack width of polypropylene
fiber concrete beams reinforced with high strength steel bar can still be calculated according to GB50010—2010<Concrete
structure design specification>．
Key words：High strength steel bar；Concrete beam；Polypropylene fiber；Bending capacity；Crack width
中图分类号：TU528．572 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2012)07—37—04
0 前言
聚丙烯纤维混凝土是掺入少量的短切聚丙烯
纤维以改善或增强混凝土性能的复合材料。聚丙烯
纤维增强的普通混凝土，可以有效增强混凝土的抗
冲击性及柔韧性，提高混凝土的力学性能。对聚丙
烯纤维混凝土力学性能的研究成果表明，聚丙烯纤
维在混凝土中的主要作用是减小由于水泥基体收
缩而出现的微裂纹，在受力初期延缓及阻止基体中
微裂纹的扩展，逐渐成为外荷载的主要承载者，以
此提高混凝土的抗拉强度，使混凝土的综合使用性
能得以提高 -3]。
目前对高强钢筋混凝土梁的研究结果表明，受
力钢筋使用HRB500钢筋将会导致钢筋混凝土梁
在高应力状态下出现过宽裂缝，难以满足结构适用
性和耐久性的要求4 ，因此，应采取合理措施来控
制配置高强钢筋混凝土梁的裂缝宽度。文献中对聚
丙烯纤维混凝土构件受力性能研究比较少[7-ol，对配
置HRB500级钢筋的聚丙烯纤维混凝土构件受力性
能的研究尚未发现。笔者提出掺入聚丙烯纤维的方
法，通过对配置高强钢筋的聚丙烯纤维混凝土梁的
基金项目：河北省自然科学基金项目(E2009000073)，河北省
教育厅基金项目(2009325)，河北省建设科学技术研究计划
项目(2009—148)。
受弯试验，研究其受弯承载力、裂缝宽度及挠度等
性能，以验证现行CB 50010-2010(混凝土结构设
计规范》对于计算配置HRB500级钢筋的聚丙烯纤
维混凝土梁的受弯承载力、裂缝宽度及挠度的适用
性问题。
1 试验概况
本试验共设计了6个配置HRB500钢筋混凝
土梁的弯曲破坏试验。其中，L系列2根试件没有掺
人聚丙烯纤维，LX—A和LX—B系列2根试件分别
掺入0．9kg／m 和1．2kg／m。的聚丙烯纤维。试件的截
面形式如图1所示，试件的配筋情况如表1所示。
试件的?昆凝土强度等级为C20，L、LX—A和LX—B系
列混凝土立方体抗压强度实测平均值分别为
14I33MPa、14．78MPa和14．05MPa，轴心抗压强度实
测平均值分别为1．87MPa、1．91MPa和1．86MPa。试
件的纵筋为HRB500级钢筋，直径为14mm、16mm
和25ram，屈服强度分别为525MPa、550MPa和505