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高强混凝土和高强钢筋正在工程结构中推广应用,它们的组合较容易满足极限承载状态的要求,但由于高强混凝土性能脆,延性差,导致裂缝、挠度等正常使用要求,尤其是在长期荷载作用或疲劳荷载作用下,常常成为其结构设计的控制。本文作为对高强混凝土结构的初步研究,通过对常用配筋率的9片高强钢筋高强混凝土梁和4片普通混凝土梁的抗弯性能试验,主要对高强钢筋高强混凝土梁疲劳性能进行了分析。
本文首先对试验概况进行了简述,试验包括:静载试验3片混凝土梁,疲劳试验10片混凝土梁。高强混凝土强度为65MPa,普通混凝土强度为45MPa;高强钢筋屈服强度为660N/mm2,普通钢筋屈服强度为445N/m2。此后,对静载和动载试验结果进行了分析,并重点对高强钢筋高强混凝土梁疲劳使用性能中的裂缝宽度、刚度进行了统计分析和理论推导。
研究结果表明,在高强混凝土梁中应用高强钢筋,可以使两者的性能得以充分发挥,不仅承载力大幅度提高,而且能较好的满足正常使用极限状态的要求。高强混凝土受弯构件在疲劳荷载作用下刚度降低,裂缝宽度增大,其变化规律和受压区混凝土应变的增加规律基本一致。疲劳荷载作用N次后构件的裂缝宽度,可根据初始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数来计算,也可采用与循环次数有关的初始裂缝扩大系数来计算。根据上述特点,经过分析推导,得到了高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的截面应力、裂缝宽度、疲劳刚度计算公式。并根据试验分析,得到了高强钢筋S-N曲线回归公式。以上研究成果,为高强混凝土梁设计提供一定的参考依据,并可进一步推动高强混凝土与高强钢筋在实际工程中的应用。
本文最后介绍了高强混凝土原材料及配合比设计参数的选择,同时给出了原材料和配合比设计参数对高强混凝土强度和工作性的影响。以及高强泵送混凝土的配制、混凝土粘度增加及坍落度损失、混凝土养护、早期裂缝控制等施工中存在的几个问越进行了探讨,并提出了行之有效的解决办法。