全轻混凝土梁承载力研究.pdf

2 0 1 1 年 第 3 期 总 第 2 5 7 期 ) Nu mb e r 3 i n 2 01 1 ( To t a I No2 5 7) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THEoRETI CAL RES E ARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 3 0 1 5 全轻混凝土梁承载力研究 杨 艳敏 ( 吉林建筑 工程学院 ，吉林 长春 1 3 0 1 1 8 ) 摘要： 对比分析了同强度等级、 相同截面尺寸、 不同配筋、 不同作用方式的全轻混凝土受弯构件正截面抗弯和斜截面抗剪的承载力研 究。 通过对 1 l 片全轻混凝 土梁的试验分析 ， 探讨全轻混凝土应用的可行性及与现有规范的符合性 。 为实现将 全轻混凝土应用 于多层建筑 结构_中 ， 替 代多层建 筑工程中 普通混凝土 受弯 构件， 为轻质节 能的多层建 筑结构体系提供了 理论依 据。 关键词 ： 全轻混凝土 ；抗弯性能 ；抗剪性能 中图分类号 ： T U 5 2 8 2 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 4 8 0 3 S t ud y on c a r r y i n g c a pac it y of a l l - l i g ht we i ght c onc r e t e b ea ms yANG ya n m抽 ( J i l i nA r c h i t e c t u r a l a n dCi v i l E n g i n e e r i n gI n s t it u t e ， C h a n g c h u n 1 3 0 1 1 8 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： I t s t ud i e d t h e c a r r y i n g c a p a c i t y o f a l l l i g h t we i g h t c o n c r e t e b e a ms ， a n a l y z e d c a r r y i n g c a p a c i t y o f c r o s s s e c t i o n b e n d i n g r e s i s t a n c e a n d o b l i q u e s e c t i o n s h e a r - r e s i s t a n c e of b e n d i n g be a m me mb e r s wh i c h h a v e t h e s a me l e v e l o f i n t e n s i t y， t h e s a m e s e c t i o n s i z e ， a n d d i ffe r e n t m o d e s o f b a r c o n fig u r a t i o n， d i ffe r e n t mo d e s o f a c t i o n c o mp a r a t i v e l y Th r o u g h I 1 Te s t a n a l y s i s ， t h e p a p e r e x p l o r e d t h e f e a s i b i l i ty o f a l l l i g h t we i g h t c o n c r e t e be a ms a p pl i c a t i o n a n d t h e c o mp l i a n c e wit h e x i s t i n g n o r ms， f o un d e d s o m e ba s i s t h a t l i g h t we i g h t c o n c r e t e b e a ms ma y r e p l a c e o r d i n a r y c o n c r e t e b e a ms i n mu l t i - s t o r e y b u i l d i n g， a n d wi l l r e a l i z e t h e f u l l l i g h t e n e r y s a ving mu l t i s t o r e y c o n s t r u c t i n s t r u c t u r e s s y s t e m Ke y wor ds ： a l l l i g h t we i g h t c o n c r e t e； be n d i n g r e s i s t a n c e p r o pe r t i e s ： s h e a r r e s i s t a n c e p r o p e r t i e s 0 引 言 2 0世纪 9 0年代以前 ， 我罔轻骨料混凝 土主要应用于高层建 筑外墙板， 现在主要用于高层建筑框架填充墙中的小型空心砌 块 ， 而在承重结构 中的应用较少。 为进一步降低结构 自重 ， 在轻 骨料混凝土研究的基础上， 开始研究全轻混凝土在承重结构体 系中的应用。 全轻混凝土是用轻粗骨料 、 轻细骨科 、 胶凝材料和 水泥及水配制而成的轻骨料混凝土 。 全轻混凝土可大 幅度减轻 结构 自重， 减少地基荷载， 使下部结构断面减小 ， 降低基础造 价， 从而降低开发建设成本， 并且节约了砂石资源 ， 节约材料用 量和运输量。 由于我国轻砂及超轻粗骨料品种质量较难满足工程 要求， 限制了全轻混凝土的应用技术研究。 因此 ， 近年来全轻混凝 土应用不多 1 1 。 欧洲、 美国等在高层及大跨度建筑中应用全轻混 凝土作为小型空心砌块和墙板 、 屋顶板等， 而将全轻混凝土替代 多层建筑_ 程中普通混凝土的梁 、 板 、 柱等承重构件研究较少 。 1 材料性 能 全轻混凝土梁 的粗 、 细骨料 由陶粒及 陶砂组成 ， 试验梁 的 混凝土表观密度为 1 1 5 0 1 3 5 0 k g m ， 明显低于轻骨料混凝土表 观密度 1 9 5 0 k g m ， 。 试验用材料基本性能如表 1 所示。 全轻混凝 表 1 试验用材料基本性 能 收稿 日期 ：2 O 1 0 1 0 - 2 0 48 土力学性能指标如表 2所示 。 表 2 全轻混凝土力学性能 抗压强度 抗剪强度 抗拉强度 软化 吸水率抗冻性能( 5 O次循环 ) MP a MP a MP a系数 强度损失 质量损失 2 0 4 1 7 1 8 09 5 8_3 9 8 1 0 9 3 2 正截 面受 弯性能研 究 2 1 计算 方法 全轻混凝土受弯构件仍采用平截面假定进行计算， 计算简 图可简化为等效矩形应力图。 由于材料的特殊性， 全轻混凝土压 区应力图形合力点略高于普通混凝土， 比较接近三角形。 因此， 其等效应力图形的受压区高度与中和轴高度的比值 比普通 混凝土稍小， 当轻骨料混凝土强度L C 4 0时， ， 取为 0 7 5 ， 普通 混凝土取值 0 8 O 。 矩形应 力图的应力值取为轻骨料混凝土轴心 抗压强度设计 值乘 以系数 O ， 当普通混凝土强度不超过 c 5 0 H ， O 均取为 1 0 ， 而轻骨料混凝土强度为 L C 4 0 、 L C 4 5 、 L C 5 0时， O ， 取值分别为 1 0 0 、 O 9 9 、 O 9 8 。 J G J 5 1 2 o 0 2 轻骨料混凝土技术 规程 规定等效矩形应力与应变曲线峰值强度的比值 1 0 。 J G J 1 2 _ 2 o 0 6 轻骨料混凝土结构技术规程 日 规定混凝土受压的 应力一 应变关系曲线与普通混凝土不同， 按标准中式 5 1 2 1 及 5 1 2 - 2取用。 其他如相对界限受压区高度、 钢筋应力及正截面受 弯承载力计算等与普通混凝土构件完全相同。 2 2试 验 研 究 ( 1 ) 试验概况。 为研究全轻混凝土梁的正截面受弯性能， 共设