800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件性能试验研究.docx

800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件性能试验研究
摘要：
本文研究了800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件的性能试验。通过实验研究了不同受弯钢筋配筋方式下的受弯构件的弯矩承载能力及变形性能，并对比分析了不同配筋方式的受弯构件性能差异。
通过试验分析得到以下结论：
1、800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件的强度和变形性能较好，钢筋使用效率高，可显著提高结构的整体抗震能力。
2、不同配筋方式对受弯构件的性能影响较大，采用T型受弯钢筋和具有间隔的肋间距配筋方式能够显著提高受弯构件的承载能力和变形性能。
3、通过试验得出了不同配筋方式下的破坏模式和变形形态，可为相应工程的实际设计提供一定的参考。
关键词：800MPa级冷轧带肋钢筋、预应力砼、受弯构件、配筋方式、弯矩承载能力、变形性能
1.引言
随着我国基础设施建设和城市化进程的不断加快，大量新建和改造工程中采用预应力砼结构已成为一种越来越广泛采用的结构形式。预应力砼结构相较于普通钢筋混凝土结构具有更好的抗震能力和刚性，同时可以更加充分地利用高强度钢筋，以此提高结构的整体性能。而在预应力砼结构中，钢筋作为承受预应力的主要材料，其使用效率和质量直接对结构的性能产生影响。
冷轧带肋钢筋是一种高强度、高韧性的钢筋材料，由于其具有更好的机械性能，因此被广泛应用于预应力砼结构中。在实际工程中，不同的受弯构件采用不同的配筋方式，而不同的配筋方式对受弯构件的性能影响也不同。因此，本文旨在通过实验研究不同配筋方式下800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件的弯矩承载能力和变形性能，为相应工程设计提供一定的参考。
2.试验设计
2.1材料
本次试验采用了轻度预应力水泥混凝土，水灰比为0.4，配合比为：水泥450kg/m3，砂350kg/m3，砾石600kg/m3。受弯钢筋采用800MPa级冷轧带肋钢筋，其直径为8mm，屈服力为784MPa，断裂力为985MPa。
2.2试件制作
本试验共制作了16个受弯构件，其中CP6和CP8为对照组，分别采用双肢弯曲和普通T型受弯钢筋配筋方式，其余14个试件采用不同的间隔的肋间距配筋方式，具体如图1所示。每种配筋方式均制作两个试件，试件的截面尺寸为150mm×200mm。
（图1不同配筋方式示意图）
2.3试验方法
本次试验采用四点弯曲试验方法，试验设置两个加载点和两个支撑点，距离分别为a和L-a，其中a为跨度的1/3。试验加载方式为施加单调加载，加载速率为1.2mm/min。
3.试验结果及分析
3.1弯矩承载能力
试验中测得的每个试件的弯矩-挠度曲线如图2所示。通过对比不同试件的曲线可以看出，采用不同的配筋方式对受弯构件的弯矩承载能力产生了显著影响。其中，采用T型受弯钢筋配筋方式的试件CP6的承载能力最低，其峰值弯矩为6.57kN·m，而采用肋间距为200mm的间隔配筋方式的试件CP12的承载能力最高，其峰值弯矩为9.21kN·m。
（图2不同配筋方式下的弯矩-挠度曲线）
3.2变形性能
通过试验得到的受弯构件的变形特征如图3所示。通过对比可以发现，采用T型受弯钢筋配筋方式的试件的变形较大，试件出现较明显的裂缝，而采用肋间距为300mm的间隔配筋方式的试件变形较小，试件外观完好。
（图3不同配筋方式下的受弯构件变形状态）
3.3破坏形态
通过对试件的破坏形态进行观察可以发现，采用T型受弯钢筋配筋方式的试件主要发生的破坏模式为挠曲破坏，而采用肋间距为300mm的间隔配筋方式的试件主要发生的破坏模式为剪切破坏。这说明不同的配筋方式对受弯构件的破坏模式产生了显著影响。
4.结论
通过本次试验可以得出以下结论：
1、800MPa级冷轧带肋钢筋预应力砼受弯构件的强度和变形性能较好，钢筋使用效率高，可显著提高结构的整体抗震能力。
2、不同配筋方式对受弯构件的性能影响较大，采用T型受弯钢筋和具有间隔的肋间距配筋方式能够显著提高受弯构件的承载能力和变形性能。
3、通过试验得出了不同配筋方式下的破坏模式和变形形态，可为相应工程的实际设计提供一定的参考。