高强混凝土梁抗剪性能研究现状及展望

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发布时间：2021-09-15

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高强混凝土梁抗剪性能研究现状及展望
蔡静。贾金青
(大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连1 16024)
摘要：改善高强混凝土梁的抗剪性能对提高结构安全性具有重要意义。总结了近十几年来国内外对高强混凝土梁、型钢高强混凝土梁
及预应力高强混凝土梁抗剪性能的研究现状及存在且亟需解决的主要问题。结合预应力钢筋、型钢和超高强混凝土的优点，对预应力型钢
超高强混凝土梁的可行性及优越性进行了展望。
关键词：高强混凝土；型钢高强混凝土；抗剪性能
中图分类号： TU528．31 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)07—0049—02
Research status and prospect of shear behavior of high strength reinforced concrete beam
CAIJing，JIAJin-qing
(StateKeyLaboratoryofCoastal andOfshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian 116024，China)
Abstract： Improving the sheafing performance of high—strength concrete beam has significance for increasing the structural security．Summa—
rizes statusquo ofstudyon shearbehaviorofhigh-strength reinforced concretebeam ，steel reinforcedhigh-strength concretebeam an dprestressed
high strength reinforced concrete beam over the last decade．The existing problems were also presented．Baeed on the advan tages ofpre-stressed．
section steel and super high-strength concrete，the practicability and the superiority ofthe prestressed and steel reinforced super high strength con·
crete beam is prospected．
Kevwords： high—strength concrete；steel reinforcedhigh-strengthconcrete；shearbehavior
0 引言
高强混凝土利用其强度高、早强性、变形小、耐久性能好、
经济效益显著等优点，被广泛的应用于高耸建筑和大跨重载等
结构体系中，然而，高强混凝土在受压时表现出明显的脆性，因
此如何提高其延性及高性能化成为当代高强混凝土应用研究
的热点。近几年通过对几次较大地震的震害分析发现：在地震作
用下钢筋混凝土结构构件更容易发生剪切破坏。鉴于目前高强
钢筋混凝土构件抗剪试验数据比较匮乏以及计算理论的不完
善，导致许多力学特性没有明确地解决，因此各国仍沿用普通
强度钢筋混凝土构件抗剪承载力的设计原理。为了确保使用该
种高强度材料的安全度，采用了比普通强度钢筋混凝土构件更
大的安全系数或者是规定了材料强度的上限【1】，但由于抗剪破
坏机理过于复杂、影响因素较多，造成了各国规范关于抗剪承
载力计算方法难以形成统一的理论体系。总结了高强混凝土
梁、型钢高强高性能混凝土梁以及预应力高强混凝土梁抗剪性
能的研究现状，并结合以上各种形式的梁的优点分析了预应力
型钢超高强混凝土梁抗剪研究的意义和可行性。
1 高强钢筋混凝土梁抗剪性能的研究
高强混凝土具有高强度等优良的力学性能，在工程中能够
减少混凝土的用量，可节约大量不可再生的宝贵资源，有利于
环境的保护，具有十分可观的经济效益。目前该材料已经在现代
收稿日期：2012-01-27
基金项目：国家自然科学基金项目(51078059)
工程领域中被广泛应用，针对高强混凝土梁的抗剪性能的研究，
国内外学者做了大量工作。
重庆大学的李立仁等闭，做了18根超高强混凝土有腹筋约
束梁集中荷载作用下的剪切试验，定性的分析了试验中梁的抗
剪强度随混凝土强度和配箍特征值的增大而增大，随剪跨比的
增大而减小。由于当时缺少超高强混凝土无腹筋梁的对比试
验，该公式的第一项，沿用了GB 50010--2002(混凝土结构设
计规范》抗剪公式中的第一项，而公式中混凝土强度的上限为
C80，没有考虑混凝土强度的提高对抗剪承载力的影响，因此该
公式不够准确。
李欣[3]进行了18根超高强混凝土无腹筋梁(包括9根简支
梁和9根约束梁)在集中荷载下抗剪强度的试验研究，在文献【2]
的基础上讨论了约束情况对构件抗剪强度的影响。结果表明，
简支梁抗剪强度高于约束梁，但是随着剪跨比增大，简支梁与
约束梁抗剪强度逐渐接近，并依据对试验数据的回归分析分别
得出了集中荷载作用下强度范围在C80-C1 10超高强混凝土无
腹筋简支梁和约束梁的抗剪强度公式。然而由于试件数量较少且
无腹筋梁在破坏时有很大的偶然性，该公式的可靠度难以保证。
湖南大学的潘柏荣嗍进行了12根无腹筋梁和有腹筋梁的
剪切破坏试验，其混凝土强度、剪跨比等因素对梁抗剪性能的
影响与文献【2—3]相同；此外原文建立了考虑软化的压杆一拉杆
桁架模型的抗剪理论，据该模型所推导的计算公式能较好地符
合试验结果。