本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，具體是一種再生混凝土抗剪梁。
背景技術(shù)：
：我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市公用與民用建筑、市政設(shè)施正大量進(jìn)行更新、改造。在建設(shè)過(guò)程中，大量舊建筑物被拆除，從而產(chǎn)生大量的建筑垃圾(主要包括廢棄混凝土塊、碎磚塊等)，目前我國(guó)建筑垃圾數(shù)量已占到城市垃圾總量的30～40％。根據(jù)有關(guān)資料，經(jīng)過(guò)對(duì)磚混結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等建筑施工材料損耗的粗略估計(jì)，我國(guó)每年的房屋施工面積超過(guò)54億平方米，產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量已經(jīng)占到了城市垃圾總量的1/3左右。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅四川汶川地震一次產(chǎn)生的約3億噸建筑垃圾，就已經(jīng)超過(guò)了中國(guó)1年產(chǎn)生的建筑垃圾總和。這些垃圾影響了城市生活環(huán)境，造成了環(huán)境污染。因此對(duì)建筑垃圾的再生利用也已成為解決建筑垃圾燃眉之急的一劑“良方”。隨著城市的不斷發(fā)展，一方面建筑垃圾所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，另一方面不斷使用混凝土原材料———粘土、石料、砂、煤炭等耗用了大量的礦產(chǎn)資源從而影響了環(huán)境。因此廢舊混凝土的回收利用，是節(jié)約能源與資源、保護(hù)人類生存環(huán)境、走可持續(xù)發(fā)展道路的重要課題，應(yīng)引起高度重視。對(duì)混凝土的再生利用離不開(kāi)再生混凝土技術(shù)的成熟，就目前我國(guó)對(duì)再生混凝土產(chǎn)品的研究與利用來(lái)看，再生技術(shù)水平有待提高。而所謂再生混凝土則就是將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)清洗、破碎、分級(jí)和按一定比例與級(jí)配混合形成再生骨料，部分或者全部代替砂石等天然骨料配制成的新混凝土，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，作為人類使用量最大的人工材料———混凝土制備和使用過(guò)程中因?qū)Y源過(guò)度開(kāi)發(fā)、能源大量消耗以及造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，與地球資源、地球環(huán)境容量的有限性以及地球生態(tài)系統(tǒng)的安全性之間的矛盾日益尖銳，迫切需要研制和使用具有可持續(xù)發(fā)展的混凝土材料，以緩解和消除普通混凝土對(duì)人類自身的生存環(huán)境所構(gòu)成的嚴(yán)重障礙和威脅。將大量混凝土廢棄物進(jìn)行批量化處理，然后作為建筑材料重新使用，使用廢棄混凝土作為骨料生產(chǎn)再生混凝土，這種對(duì)資源的再生利用可以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，可以真正實(shí)現(xiàn)建筑廢棄混凝土的資源化、無(wú)害化。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種再生混凝土抗剪梁，以解決
背景技術(shù)：
中存在的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種再生混凝土抗剪梁，包括以下步驟：(1)試件設(shè)計(jì)：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)骨料均為天然黃砂的再生性混凝土梁，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；(2)試件制作：試件按設(shè)計(jì)配合比和施工圖紙?jiān)趯?shí)驗(yàn)室制作澆注，室內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)28天，每個(gè)試件同批混凝土制作3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊和3個(gè)棱柱體試塊，標(biāo)準(zhǔn)試塊與試件同條件下養(yǎng)護(hù)28天；(3)試驗(yàn)加載裝置：試驗(yàn)梁支座一端為固定鉸支座，另一端為滾動(dòng)鉸支座，在水平方向可作適量移動(dòng)；試驗(yàn)采用30噸手壓式千斤頂兩點(diǎn)加載方式，力通過(guò)200噸傳感器測(cè)讀；加載過(guò)程中逐級(jí)加載，在加載前，先進(jìn)行8kn的預(yù)加載，使各測(cè)量?jī)x表進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，變形和荷載的關(guān)系趨于穩(wěn)定；開(kāi)始時(shí)，采用每級(jí)2kn的逐級(jí)加載，等到構(gòu)件出現(xiàn)能肉眼觀察的較多豎向裂縫后，再改用每級(jí)5kn的逐級(jí)加載；(4)變形測(cè)點(diǎn)的布置：每一根試驗(yàn)梁布置了5個(gè)百分表，1號(hào)與5號(hào)百分表置于構(gòu)件兩端支座處，2號(hào)與4號(hào)百分表置于梁底集中力作用處，3號(hào)百分表置于梁底跨中，1號(hào)和5號(hào)百分表量程為10mm，2號(hào)、3號(hào)與4號(hào)百分表的量程為50mm；(5)應(yīng)變片的布置和粘貼：鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在梁跨中截面的縱向鋼筋以及受壓區(qū)的箍筋上，編號(hào)為s1～s12每根鋼筋上布置一片應(yīng)變片；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)主要布置在跨中截面混凝土兩側(cè)面，梁跨中截面頂面和底面各布置1個(gè)，編號(hào)為c1～c9；(6)裂縫的觀測(cè)：每級(jí)荷載下的裂縫觀測(cè)按以下方法進(jìn)行:①加載穩(wěn)定后，用沾過(guò)丙酮的棉花擦拭試驗(yàn)梁側(cè)面混凝土表面，觀察裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展情況并通過(guò)讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)；②對(duì)發(fā)現(xiàn)的新裂縫進(jìn)行編號(hào)，在裂縫附近勾勒出裂縫的發(fā)展情況，并在記錄表上記錄下裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值、裂縫最大寬度值；③對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，觀察最大裂縫寬度值并記錄其在每級(jí)荷載下裂縫寬度值；用坐標(biāo)紙描繪裂縫開(kāi)展趨勢(shì)并記錄裂縫寬度；(7)試驗(yàn)流程：試驗(yàn)前將梁吊裝到對(duì)應(yīng)的位置放在支座上，然后將梁表面刷白，白漿面充分干燥后，在梁兩側(cè)繪制50mm×50mm的方格網(wǎng)，確定各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位置，然后安裝機(jī)械百分表，將應(yīng)變片的導(dǎo)線接到bz2208-a靜態(tài)電阻應(yīng)變儀對(duì)應(yīng)的接頭上并檢查電阻是否正常，試驗(yàn)采用構(gòu)件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度補(bǔ)償；再用幾何對(duì)中的方法安裝機(jī)械式千斤頂，將200噸力傳感器的接線接到y(tǒng)jz-16型智能數(shù)字靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上測(cè)讀力的大??；檢查各接線和儀器工作正常無(wú)誤后開(kāi)始試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)先預(yù)加3級(jí)荷載，每級(jí)荷載為2kn，每級(jí)加載完成后測(cè)讀百分表的讀數(shù)，采集記錄各個(gè)應(yīng)變片的讀數(shù)；計(jì)算每級(jí)荷載下3號(hào)百分表位置的撓度并作出比較；計(jì)算兩邊對(duì)稱位置的應(yīng)變并作出比較；然后分級(jí)卸載，卸載完成后根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果調(diào)整機(jī)械式千斤頂?shù)奈恢靡詫?shí)現(xiàn)最佳的物理對(duì)中。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(1)中天然黃砂粒徑0～5mm。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(2)中標(biāo)準(zhǔn)立方體尺寸為150mm×150mm×150mm。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(2)中棱柱體試塊尺寸為150mm×150mm×450mm。作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(7)中還包括在實(shí)現(xiàn)物理對(duì)中后正式按照事先制定的加載制度加載，每級(jí)加載完成后采集記錄應(yīng)變值，讀取并記錄百分表讀數(shù)，測(cè)讀記錄裂縫的開(kāi)展情況和裂縫寬度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)再生混凝土梁與普通混凝土梁的抗剪破壞過(guò)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；(2)本試驗(yàn)中，與斜裂縫相交處的箍筋達(dá)到了屈服強(qiáng)度，未與斜裂縫相交處的箍筋未達(dá)到了屈服強(qiáng)度，再生混凝土梁的受剪破壞屬于典型的剪壓破壞；(3)再生混凝土梁斜截面開(kāi)裂荷載略大于普通混凝土梁，其再生粗骨料取代率為50％的梁斜裂縫平均寬度略小于普通混凝土梁。具體實(shí)施方式圖1為梁的配筋圖；圖2為加載裝置實(shí)景圖；圖3為加載裝置示意圖；圖4為百分表布置圖；圖5為鋼筋應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)布置圖；圖6為混凝土應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)布置圖；圖7為rcl5裂縫開(kāi)展及破壞形態(tài)；圖8為rcl6裂縫開(kāi)展及破壞形態(tài)；圖9為rcl7裂縫開(kāi)展及破壞形態(tài)；圖10為rcl8裂縫開(kāi)展及破壞形態(tài)；圖11為rcl5梁底縱筋荷載－應(yīng)變圖；圖12為rcl6梁底縱筋荷載－應(yīng)變圖；圖13為rcl7梁底縱筋荷載－應(yīng)變圖；圖14為rcl8梁底縱筋荷載－應(yīng)變圖；圖15為rcl5箍筋荷載－應(yīng)變圖；圖16為rcl6箍筋荷載－應(yīng)變圖；圖17為rcl7箍筋荷載－應(yīng)變圖；圖18為rcl8箍筋荷載－應(yīng)變圖；圖19為rcl5跨中混凝土荷載－應(yīng)變圖；圖20為rcl6跨中混凝土荷載－應(yīng)變圖；圖21為rcl7跨中混凝土荷載－應(yīng)變圖；圖22為rcl8跨中混凝土荷載－應(yīng)變圖；圖23為抗剪梁荷載-撓度曲線圖；圖24為荷載—斜裂縫平均寬度曲線圖；圖25為再生混凝土梁抗剪破壞時(shí)的受力簡(jiǎn)圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1-4一種再生混凝土抗剪梁，包括以下步驟：(1)試件設(shè)計(jì)：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)骨料均為天然黃砂的再生性混凝土梁，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；(2)試件制作：試件按設(shè)計(jì)配合比和施工圖紙?jiān)趯?shí)驗(yàn)室制作澆注，室內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)28天，每個(gè)試件同批混凝土制作3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊和3個(gè)棱柱體試塊，標(biāo)準(zhǔn)試塊與試件同條件下養(yǎng)護(hù)28天；(3)試驗(yàn)加載裝置：試驗(yàn)梁支座一端為固定鉸支座，另一端為滾動(dòng)鉸支座，在水平方向可作適量移動(dòng)；試驗(yàn)采用30噸手壓式千斤頂兩點(diǎn)加載方式，力通過(guò)200噸傳感器測(cè)讀；加載過(guò)程中逐級(jí)加載，在加載前，先進(jìn)行8kn的預(yù)加載，使各測(cè)量?jī)x表進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，變形和荷載的關(guān)系趨于穩(wěn)定；開(kāi)始時(shí)，采用每級(jí)2kn的逐級(jí)加載，等到構(gòu)件出現(xiàn)能肉眼觀察的較多豎向裂縫后，再改用每級(jí)5kn的逐級(jí)加載；(4)變形測(cè)點(diǎn)的布置：每一根試驗(yàn)梁布置了5個(gè)百分表，1號(hào)與5號(hào)百分表置于構(gòu)件兩端支座處，2號(hào)與4號(hào)百分表置于梁底集中力作用處，3號(hào)百分表置于梁底跨中，1號(hào)和5號(hào)百分表量程為10mm，2號(hào)、3號(hào)與4號(hào)百分表的量程為50mm；(5)應(yīng)變片的布置和粘貼：鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在梁跨中截面的縱向鋼筋以及受壓區(qū)的箍筋上，編號(hào)為s1～s12每根鋼筋上布置一片應(yīng)變片；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)主要布置在跨中截面混凝土兩側(cè)面，梁跨中截面頂面和底面各布置1個(gè)，編號(hào)為c1～c9；(6)裂縫的觀測(cè)：每級(jí)荷載下的裂縫觀測(cè)按以下方法進(jìn)行:①加載穩(wěn)定后，用沾過(guò)丙酮的棉花擦拭試驗(yàn)梁側(cè)面混凝土表面，觀察裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展情況并通過(guò)讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)；②對(duì)發(fā)現(xiàn)的新裂縫進(jìn)行編號(hào)，在裂縫附近勾勒出裂縫的發(fā)展情況，并在記錄表上記錄下裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值、裂縫最大寬度值；③對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，觀察最大裂縫寬度值并記錄其在每級(jí)荷載下裂縫寬度值；用坐標(biāo)紙描繪裂縫開(kāi)展趨勢(shì)并記錄裂縫寬度；(7)試驗(yàn)流程：試驗(yàn)前將梁吊裝到對(duì)應(yīng)的位置放在支座上，然后將梁表面刷白，白漿面充分干燥后，在梁兩側(cè)繪制50mm×50mm的方格網(wǎng)，確定各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位置，然后安裝機(jī)械百分表，將應(yīng)變片的導(dǎo)線接到bz2208-a靜態(tài)電阻應(yīng)變儀對(duì)應(yīng)的接頭上并檢查電阻是否正常，試驗(yàn)采用構(gòu)件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度補(bǔ)償；再用幾何對(duì)中的方法安裝機(jī)械式千斤頂，將200噸力傳感器的接線接到y(tǒng)jz-16型智能數(shù)字靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上測(cè)讀力的大??；檢查各接線和儀器工作正常無(wú)誤后開(kāi)始試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)先預(yù)加3級(jí)荷載，每級(jí)荷載為2kn，每級(jí)加載完成后測(cè)讀百分表的讀數(shù)，采集記錄各個(gè)應(yīng)變片的讀數(shù)；計(jì)算每級(jí)荷載下3號(hào)百分表位置的撓度并作出比較；計(jì)算兩邊對(duì)稱位置的應(yīng)變并作出比較；然后分級(jí)卸載，卸載完成后根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果調(diào)整機(jī)械式千斤頂?shù)奈恢靡詫?shí)現(xiàn)最佳的物理對(duì)中。優(yōu)選地：步驟(1)中天然黃砂粒徑0～5mm。優(yōu)選地：步驟(2)中標(biāo)準(zhǔn)立方體尺寸為150mm×150mm×150mm。優(yōu)選地：步驟(2)中棱柱體試塊尺寸為150mm×150mm×450mm。優(yōu)選地：步驟(7)中還包括在實(shí)現(xiàn)物理對(duì)中后正式按照事先制定的加載制度加載，每級(jí)加載完成后采集記錄應(yīng)變值，讀取并記錄百分表讀數(shù)，測(cè)讀記錄裂縫的開(kāi)展情況和裂縫寬度。實(shí)施例5試件設(shè)計(jì)與制作試件設(shè)計(jì)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)骨料均為天然黃砂(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。本試驗(yàn)中的4根抗剪梁，其截面尺寸均為150mm×300mm，為集中研究再生粗骨料對(duì)再生混凝土梁正截面受力和變形性能的影響，所有試件梁采用相同配筋。受壓區(qū)配置2φ12的架立鋼筋，受拉區(qū)配置2φ22的縱向受力鋼筋，縱向受拉、受壓鋼筋的保護(hù)層厚度均為25mm，箍筋采用φ6@100。受拉鋼筋的配筋率為1.84％，剪彎區(qū)配箍率為1.1％。試件參數(shù)見(jiàn)表5.1。各試件的設(shè)計(jì)縱向配筋圖、截面配筋圖如圖1所示。表5.1試件參數(shù)表粗骨料取代率(％)編號(hào)截面尺寸(mm)縱向鋼筋配筋率(％)跨度l0(m)0rcl1150×300×30002φ221.842.850rcl2150×300×30002φ221.842.8100rcl3150×300×30002φ221.842.8100(全再生)rcl4150×300×30002φ221.842.85.2.2試件制作試件按設(shè)計(jì)配合比和施工圖紙?jiān)诤铣鞘袑W(xué)院結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室制作澆注，室內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)28天，每個(gè)試件同批混凝土制作3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方體(150mm×150mm×150mm)試塊和3個(gè)棱柱體試塊(150mm×150mm×450mm)，標(biāo)準(zhǔn)試塊與試件同條件下養(yǎng)護(hù)28天?；炷恋脑O(shè)計(jì)強(qiáng)度為c30，配合比見(jiàn)表3.4和3.5。混凝土采用攪拌機(jī)拌和，木模板成型，插入振動(dòng)棒振實(shí)。5.3試驗(yàn)方案5.3.1試驗(yàn)加載裝置為排除剪應(yīng)力對(duì)試件正截面受力性能的影響，本試驗(yàn)利用分配梁在跨中形成1.2m長(zhǎng)度的純彎段，試驗(yàn)裝置如附圖2所示。試驗(yàn)梁支座一端為固定鉸支座，另一端為滾動(dòng)鉸支座，在水平方向可作適量移動(dòng)。試驗(yàn)采用30噸手壓式千斤頂兩點(diǎn)加載方式，力通過(guò)200噸傳感器測(cè)讀。加載過(guò)程中逐級(jí)加載，在加載前，先進(jìn)行8kn(每級(jí)2kn)的預(yù)加載，使各測(cè)量?jī)x表進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，變形和荷載的關(guān)系趨于穩(wěn)定。開(kāi)始時(shí)，采用每級(jí)2kn的逐級(jí)加載，等到構(gòu)件出現(xiàn)能肉眼觀察的較多豎向裂縫后，再改用每級(jí)5kn的逐級(jí)加載。試驗(yàn)操作嚴(yán)格按《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(gb-50152-92)[70]進(jìn)行。圖2為加載裝置實(shí)景圖，加載裝置示意圖如圖3所示。5.3.2變形測(cè)點(diǎn)的布置為了確定梁在加載過(guò)程中的撓度變化情況，每一根試驗(yàn)梁布置了5個(gè)百分表(見(jiàn)圖4)，1號(hào)與5號(hào)百分表置于構(gòu)件兩端支座處，2號(hào)與4號(hào)百分表置于梁底集中力作用處，3號(hào)百分表置于梁底跨中。1號(hào)和5號(hào)百分表量程為10mm，2號(hào)、3號(hào)與4號(hào)百分表的量程為50mm。安裝撓度表的位置先用砂紙打磨光滑平整，再用丙酮清洗干凈，然后用快干膠水502粘貼上玻璃片(30mm×30mm)以保證測(cè)點(diǎn)處的光滑平整。5.3.3應(yīng)變片的布置和粘貼鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在梁跨中截面的縱向鋼筋以及受壓區(qū)的箍筋上，編號(hào)為s1～s12每根鋼筋上布置一片應(yīng)變片；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)主要布置在跨中截面混凝土兩側(cè)面，梁跨中截面頂面和底面各布置1個(gè)，編號(hào)為c1～c9。應(yīng)變片的位置布置如圖5和圖6所示。5.3.4裂縫的觀測(cè)每級(jí)荷載下的裂縫觀測(cè)按以下方法進(jìn)行:①加載穩(wěn)定后，用沾過(guò)丙酮的棉花擦拭試驗(yàn)梁側(cè)面混凝土表面，觀察裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展情況并通過(guò)讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)；②對(duì)發(fā)現(xiàn)的新裂縫進(jìn)行編號(hào)，在裂縫附近勾勒出裂縫的發(fā)展情況，并在記錄表上記錄下裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值、裂縫最大寬度值；③對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，觀察最大裂縫寬度值并記錄其在每級(jí)荷載下裂縫寬度值。用坐標(biāo)紙描繪裂縫開(kāi)展趨勢(shì)并記錄裂縫寬度。5.3.5試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)在湖南城市學(xué)院結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行，從2008年8月初到2009年12月初，歷時(shí)4個(gè)月。試驗(yàn)前將梁吊裝到對(duì)應(yīng)的位置放在支座上，然后將梁表面刷白，白漿面充分干燥后，在梁兩側(cè)繪制50mm×50mm的方格網(wǎng)，確定各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位置，然后安裝機(jī)械百分表，將應(yīng)變片的導(dǎo)線接到bz2208-a靜態(tài)電阻應(yīng)變儀對(duì)應(yīng)的接頭上并檢查電阻是否正常，試驗(yàn)采用構(gòu)件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度補(bǔ)償。再用幾何對(duì)中的方法安裝機(jī)械式千斤頂，將200噸力傳感器的接線接到y(tǒng)jz-16型智能數(shù)字靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上測(cè)讀力的大小。檢查各接線和儀器工作正常無(wú)誤后開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)先預(yù)加3級(jí)荷載，每級(jí)荷載為2kn，每級(jí)加載完成后測(cè)讀百分表的讀數(shù)，采集記錄各個(gè)應(yīng)變片的讀數(shù)。計(jì)算每級(jí)荷載下3號(hào)百分表位置的撓度并作出比較；計(jì)算兩邊對(duì)稱位置的應(yīng)變并作出比較。然后分級(jí)卸載，卸載完成后根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果調(diào)整機(jī)械式千斤頂?shù)奈恢靡詫?shí)現(xiàn)最佳的物理對(duì)中。一般撓度和應(yīng)變讀數(shù)相差在5％以內(nèi)就認(rèn)為是可以接受的。試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格的物理對(duì)中有時(shí)很困難，需要反復(fù)移動(dòng)千斤頂?shù)奈恢貌拍艽篌w滿足要求。在實(shí)現(xiàn)物理對(duì)中后正式按照事先制定的加載制度加載，每級(jí)加載完成后采集記錄應(yīng)變值，讀取并記錄百分表讀數(shù)，測(cè)讀記錄裂縫的開(kāi)展情況和裂縫寬度。5.4試驗(yàn)的主要結(jié)果及分析5.4.1材料的物理力學(xué)性能通過(guò)預(yù)留的150mm×150mm×150mm立方體試塊和150mm×150mm×450mm棱柱體試塊，分別測(cè)得再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和彈性模量?；炷恋目估瓘?qiáng)度由換算得到。鋼筋試件的拉力試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[71]的要求。試件的制作參照文獻(xiàn)[72]和標(biāo)準(zhǔn)[71]。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.2和5.3。表5.2混凝土主要材性指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表5.3鋼筋主要材性指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果5.4.2裂縫的開(kāi)展及破壞形態(tài)rcl5(0％):梁在荷載增大到一定值時(shí)，梁跨中部分出現(xiàn)四條豎直裂縫，裂縫寬度在0.03～0.06mm之間。隨著荷載的增加，開(kāi)始出現(xiàn)新的豎向裂縫，部分裂縫由梁截面中間部分向梁上下兩邊發(fā)展。30kn時(shí)在剪壓區(qū)出現(xiàn)彎剪型45°斜裂縫，隨著荷載的增加斜裂縫寬度增加，此時(shí)跨中部分也有新豎向裂縫產(chǎn)生，裂縫豎向平行而且間接都大約是100mm，裂縫寬度大約在0.05mm，其它的裂縫長(zhǎng)度發(fā)展較兩端的斜裂縫發(fā)展慢。荷載增加到110kn時(shí)出現(xiàn)明顯的斜裂縫，斜裂縫寬度明顯變寬，同時(shí)也有新增加斜裂縫出現(xiàn)，斜裂縫幾乎平行，間距大約100mm。118kn時(shí)試驗(yàn)梁達(dá)到抗剪極限承載力，斜裂縫平均寬度為1.5mm，跨中撓度為21.455mm。典型裂縫開(kāi)展情況見(jiàn)圖7。rcl6(50％)當(dāng)該梁為開(kāi)裂前，試驗(yàn)梁箍筋應(yīng)變較小，撓度和荷載基本成正比關(guān)系，梁在荷載增大到一定值時(shí)，梁跨中部分出現(xiàn)四條豎直裂縫，裂縫寬度在0.03～0.06mm之間。隨著荷載的增加，開(kāi)始出現(xiàn)新的豎向裂縫，部分裂縫由梁截面中間部分向梁上下兩邊發(fā)展。荷載增加到34kn時(shí)，在剪壓區(qū)出現(xiàn)彎剪型斜裂縫，箍筋應(yīng)變突然增大。隨著荷載的增加，斜裂縫的數(shù)量不斷增加，斜裂縫寬度也增加，98kn時(shí)在幾條斜裂縫中出現(xiàn)一條主裂縫，斜裂縫幾乎平行，間距大約100mm。此后，隨著荷載的繼續(xù)增加，斜裂縫向荷載作用點(diǎn)增加，剪壓區(qū)高度不斷減小，剪壓區(qū)的混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的極限強(qiáng)度。在荷載加到112kn時(shí)試驗(yàn)梁達(dá)到抗剪極限承載力，斜裂縫平均寬度為1.462mm，跨中撓度為19.853mm。典型裂縫開(kāi)展情況見(jiàn)圖8。rcl7(100％)荷載較小時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象，縱筋和鋼筋應(yīng)變都很小。隨著荷載的增加，首先在梁底中部出現(xiàn)較細(xì)的豎向裂縫，當(dāng)荷載增加到34kn，在剪壓區(qū)出現(xiàn)彎剪型斜裂縫，開(kāi)裂混凝土退出工作，而與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)變突然增大，出現(xiàn)明顯的應(yīng)力重分布。隨著荷載的增加，斜裂縫的數(shù)量不斷增加，斜裂縫寬度也增加，箍筋應(yīng)變也繼續(xù)增長(zhǎng)，斜裂縫不斷擴(kuò)展并向加載點(diǎn)處延伸，以致使斜裂縫上端接近加載點(diǎn)處的混凝土剪壓區(qū)截面積不斷減小。當(dāng)荷載增加到93kn時(shí)，斜裂縫發(fā)展較多，均斜向平行，間距100mm左右，箍筋達(dá)到屈服，斜裂縫上端混凝土有壓酥碎渣現(xiàn)象。當(dāng)荷載增加到110kn時(shí)，剪壓區(qū)混凝土受壓破壞，此時(shí)斜裂縫平均寬度為1.533mm，跨中撓度為20.069mm。典型裂縫開(kāi)展情況圖9。rcl8(100％，全再生)荷載較小時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象，縱筋和鋼筋應(yīng)變都很小。隨著荷載的增加，首先在梁底中部出現(xiàn)較細(xì)的豎向裂縫，當(dāng)荷載增加到34kn，在剪壓區(qū)出現(xiàn)彎剪型斜裂縫，開(kāi)裂混凝土退出工作，而與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)變突然增大，出現(xiàn)明顯的應(yīng)力重分布。隨著荷載的增加，斜裂縫的數(shù)量不斷增加，斜裂縫寬度也增加，箍筋應(yīng)變也繼續(xù)增長(zhǎng)，隨著荷載增加到90kn時(shí)，斜裂縫向荷載作用點(diǎn)增加，剪壓區(qū)高度不斷減小，剪壓區(qū)的混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的極限強(qiáng)度，斜裂縫寬度明顯變寬，同時(shí)也有新增加斜裂縫出現(xiàn)，斜裂縫幾乎平行，間距大約100mm。當(dāng)荷載增加到110kn時(shí)，剪壓區(qū)混凝土受壓破壞，此時(shí)斜裂縫平均寬度為1.516mm，跨中撓度為23.135mm。典型裂縫開(kāi)展情況見(jiàn)圖10。5.4.3鋼筋應(yīng)變5.4.3.1縱筋應(yīng)變以上4根梁在破壞時(shí)，縱筋基本達(dá)到屈服強(qiáng)度，應(yīng)變均在1900左右。梁底縱筋荷載－應(yīng)變見(jiàn)圖11～圖14，圖中測(cè)點(diǎn)1、2分別對(duì)應(yīng)圖5中的s11和s12鋼筋應(yīng)變片。5.4.3.2箍筋應(yīng)變4根試驗(yàn)梁的荷載—箍筋應(yīng)變曲線見(jiàn)圖15～圖18,由圖可以看出,混凝土開(kāi)裂前，箍筋應(yīng)變均不大，混凝土開(kāi)裂后，隨著荷載的增加，與斜裂縫相交處箍筋應(yīng)變有較大增加，而未開(kāi)裂處的箍筋應(yīng)變片測(cè)得的應(yīng)變數(shù)值變化較小，這說(shuō)明箍筋在再生混凝土梁開(kāi)裂前對(duì)抗剪貢獻(xiàn)較小。試驗(yàn)梁開(kāi)裂后箍筋承擔(dān)一部分剪力，剪力增加箍筋應(yīng)變?cè)黾虞^快。5.4.4跨中混凝土應(yīng)變圖19～圖22為混凝土應(yīng)變片測(cè)得的跨中混凝土的荷載－應(yīng)變曲線圖。從圖中可以看出，從加載到臨近破壞，混凝土應(yīng)變沿梁高的分布均符合平截面假定。5.4.5荷載-撓度曲線rcl5～rcl8抗剪梁實(shí)測(cè)的荷載－撓度曲線關(guān)系如圖23所示。rcl5～rcl8實(shí)測(cè)的荷載－撓度曲線表明：再生混凝土受剪梁(λ＝2.90)從加載開(kāi)始到發(fā)生剪切破壞也經(jīng)歷了彈性階段，帶裂縫工作階段和破壞階段。初期均勻加載至未出現(xiàn)裂縫前，荷載－撓度曲線呈直線變化；當(dāng)荷載增加到破壞荷載pu的15％～18％左右時(shí)，出現(xiàn)第一批垂直裂縫，裂縫寬度在0.02～0.03mm之間，荷載—跨中撓度曲線出現(xiàn)第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)；當(dāng)荷載增加到破壞荷載pu的50％～60％時(shí)，出現(xiàn)斜裂縫，隨著荷載的繼續(xù)增加，大約在破壞荷載的pu的80％～90％時(shí)斜裂縫中的一條發(fā)展成臨界斜裂縫，荷載—跨中撓度曲線出現(xiàn)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。5.4.6荷載-斜裂縫平均寬度曲線圖24為rcl5～rcl8的荷載－斜裂縫平均寬度關(guān)系曲線。由荷載－斜裂縫平均寬度關(guān)系曲線可以看出，在荷載較小時(shí)，斜裂縫平均寬度與荷載基本上成線性關(guān)系，隨著荷載的增大，斜裂縫平均寬度變寬，但4根試驗(yàn)梁破壞時(shí)，斜裂縫平均寬度均未超過(guò)1.6mm。對(duì)比4條荷載－斜裂縫平均寬度曲線可以看出，荷載不大時(shí)，rcl8(100％,全再生)斜裂縫平均寬度最大，rcl7(100％)和rcl6(50％)次之，rcl5(0％)最?。浑S著荷載的增加，4根試驗(yàn)梁斜裂縫平均寬度隨之增大，但rcl8(100％,全再生)斜裂縫平均寬度增長(zhǎng)較慢，rcl7(100％)和rcl6(50％)的增長(zhǎng)較快。試驗(yàn)梁臨近各自的破壞狀態(tài)時(shí)，斜裂縫平均寬度rcl8(100％,全再生)最小，rcl7(100％)和rcl6(50％)次之，rcl5(0％)最大。這一方面可能是由于混凝土的極限抗拉強(qiáng)度具有較大的離散性，另一方面可能是因?yàn)樵谠偕炷亮褐?，再生骨料與天然骨料達(dá)到較優(yōu)級(jí)配，使開(kāi)裂后的再生混凝土產(chǎn)生明顯的應(yīng)力重分布。5.5計(jì)算方法研究5.5.1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(lái)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)的受力情況如圖25所示。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，則由下列平衡方程：c＝xbσ,vc＝xbτ,t＝δσas(5.1)c＝t(5.2)vu＝vc+vs(5.3)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)[69]，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)度要低，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。5.5.2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(guó)規(guī)范[59]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(jiàn)表5.3。表5.3抗剪承載力規(guī)范法和試驗(yàn)實(shí)際對(duì)照表相對(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(guó)規(guī)范[65]，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。取任意再生骨料取代率的再生混凝土梁的抗剪承載力計(jì)算公式是：式中r——再生粗骨料取代率(％)；r'——再生細(xì)骨料取代率(％)α——再生混凝土抗剪極限承載力降低系數(shù)；——再生骨料取代率時(shí)的再生混凝土梁抗剪極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；——普通混凝土梁抗剪極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。將本文中的0，50％，100％再生粗骨料取代率和全再生骨料取代率下梁的實(shí)測(cè)值代入，根據(jù)回歸分析，偏于安全的取α＝0.035。結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，建議任意再生粗骨料取代率r，任意再生細(xì)骨料取代率r'的再生混凝土梁抗剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：式中——再生骨料取代率時(shí)的再生混凝土梁抗剪極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；r——再生粗骨料取代率(％)；r'——再生細(xì)骨料取代率(％)λ——剪跨比；——再生粗骨料取代率時(shí)的再生混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fyuk——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；asv——配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積，asv＝nasv1，其中n為在同一個(gè)截面內(nèi)箍筋肢數(shù)，asv1為單肢箍筋的截面面積；s——沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向箍筋的間距；b——矩形截面的寬度；h0——構(gòu)件截面的有效高度。將本次試驗(yàn)的材料實(shí)測(cè)值，即fyuk＝261.5mpa,代入式(5.5)得到計(jì)算結(jié)果v計(jì)與實(shí)測(cè)結(jié)果v測(cè)，計(jì)算結(jié)果v計(jì)與實(shí)測(cè)結(jié)果v測(cè)對(duì)比見(jiàn)表5.4。表5.4計(jì)算結(jié)果v計(jì)與實(shí)測(cè)結(jié)果v測(cè)對(duì)比表由上表可以看出，計(jì)算結(jié)果v計(jì)均小于實(shí)測(cè)結(jié)果v測(cè)，且相對(duì)于普通混凝土而言，再生骨料取代率下梁的抗剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測(cè)值之比略高。因此可以利用式(5.5)初步估計(jì)再生混凝土梁的抗剪承載力。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁(yè)12