再生混凝土梁抗剪計(jì)算方法研究

余方　殷燦彬

[摘 要]本文在再生混凝土梁與普通混凝土梁的抗剪破壞過程相似的基礎(chǔ)上，對(duì)再生混凝土梁抗剪機(jī)理進(jìn)行探討，得出再生混凝土梁抗剪承載能力標(biāo)準(zhǔn)值的估算公式。

[關(guān)鍵詞]再生混凝土梁；抗剪性；計(jì)算公式

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.17.162

再生性混凝土梁抗剪試驗(yàn)共4根梁，其中一根為天然粗骨料對(duì)比梁，編號(hào)RCL5；兩根再生粗骨料取代率為50%、100%；而細(xì)骨料均為天然黃沙（粒徑0～5mm）的再生性混凝土梁，編號(hào)分別為RCL6與RCL7；一根再生粗骨料取代率100%，細(xì)骨料為再生性細(xì)骨料（粒徑0～5mm），本文將這種梁稱為全再生梁，編號(hào)RCL8。

在此之前已對(duì)3根再生混凝土梁的抗剪性能與普通混凝土梁進(jìn)行了對(duì)比研究，得出再生混凝土梁與普通混凝土梁的抗剪破壞過程相似，均有彈性階段和非彈性階段，再生混凝土梁應(yīng)用于工程實(shí)際是可行的。在以前的研究基礎(chǔ)上，本文主要對(duì)再生混凝土梁抗剪計(jì)算方法進(jìn)行研究。

1 再生混凝土梁抗剪機(jī)理探討

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，再生混凝土梁抗剪的破壞形態(tài)與普通混凝土梁的相似，故可參照取普通混凝土梁破壞時(shí)的受力狀態(tài)來分析再生混凝土梁的抗剪機(jī)理。再生混凝土梁抗剪破壞時(shí)的受力情況如下圖所示。

再生混凝土梁抗剪破壞時(shí)的受力簡(jiǎn)圖

設(shè)試驗(yàn)梁在達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，剪壓區(qū)高度為x，忽略臨界斜裂縫間的骨料咬合力和縱筋的銷栓力，則有下列平衡方程：

由于4根梁達(dá)到抗剪承載能力時(shí)縱筋和箍筋應(yīng)變均大致相等，故根據(jù)以上三式，再生混凝土梁抗剪極限承載能力較小的原因主要是，再生混凝土比普通混凝土抗剪能力低。根據(jù)文獻(xiàn)，在相同正應(yīng)力σ作用下，混凝土的抗剪能力與其極限抗拉強(qiáng)度呈增函數(shù)關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明：與普通混凝土相比，再生混凝土的極限抗拉強(qiáng)度較低，隨之，抗剪強(qiáng)度較差。

值得指出的是，對(duì)于再生混凝土梁，其臨界斜裂縫間骨料的咬合力機(jī)理與普通混凝土略有不同。對(duì)于普通混凝土，天然粗骨料的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于水泥石的強(qiáng)度，在斜裂縫表面處骨料可能突出表面，突出的天然粗骨料將阻止斜裂縫兩側(cè)相對(duì)滑移，此即所謂咬合力；再生粗骨料的孔隙率比較大，且存在許多微裂縫，在其臨界主裂縫處容易被拉斷，斜裂縫表面只有少量的粗骨料突出表面，骨料咬合力主要取決于裂縫面間摩擦力的大小。

2 計(jì)算公式的推導(dǎo)

本文試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，在縱筋配筋率、截面尺寸、基體強(qiáng)度都相同的條件下，為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方便，本文結(jié)合我國規(guī)范中的斜截面受剪承載力計(jì)算方法。以本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，探討再生性混凝土梁斜截面受剪承載力的計(jì)算方法，得到適合再生性混凝土梁特點(diǎn)的受剪承載力計(jì)算公式。抗剪承載力規(guī)范法和試驗(yàn)實(shí)際對(duì)照結(jié)果見表1。

相對(duì)于普通混凝土梁，再生混凝土梁的抗剪能力略差。一方面如果用普通混凝土梁的計(jì)算公式直接計(jì)算再生混凝土梁的抗剪承載力，將是偏于不安全的；另一方面在再生混凝土走向工程實(shí)際中，確實(shí)需要簡(jiǎn)便適用的計(jì)算公式，故本文根據(jù)我國規(guī)范，結(jié)合再生混凝土特點(diǎn)，對(duì)再生混凝土梁抗剪承載力公式做了初步探討。

3 小 結(jié)

從以上研究中，可以得到如下初步結(jié)論。

一是再生混凝土梁與普通混凝土梁的抗剪破壞過程相似，均有彈性階段和非彈性階段，再生混凝土梁應(yīng)用于工程實(shí)際是可行的。

二是再生混凝土梁的抗剪承載力隨著粗骨料取代率的增加而減小，而細(xì)骨料的取代率對(duì)其影響較小；再生混凝土梁抗剪承載能力標(biāo)準(zhǔn)值可以按照式（5）進(jìn)行估算。

參考文獻(xiàn)：

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