钢筋钢纤维混凝土预制管片残余弯拉强度测试方法、不同极限状态抗拉强度、承载力检验试验方法标准.docx

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1、附录A残余弯拉强度测试方法（切口梁法）A.0.1本方法适用于测定钢纤维混凝土的弯拉强度和残余弯拉强度。A.0.2试验把一集中荷载作用在简支带切口的长方体试件的跨中位置，测得切口张开处的水平位移与荷载变化的曲线或竖向挠度与荷载变化的曲线，根据曲线计算得出的给定切口张开位移的残余抗弯拉强度。A.1试验设备A.1.1液压伺服试验机：量程应不小于200kN,相对误差应不大于LO96,试验机必须具有足够刚度，并能通过控制位移实现加载。A.1.2荷载传感器：量程200kN,精度不低于OlkNA.1.3夹式应变仪：量程不应小于5mm,精度不应低于0.01mm。A.1.4动态数据采集系统：应能实时采集荷载、应

2、变与位移的数值，采样频率不宜低于5HzoA.1.5挠度测量架应包括水平安装的铝板、固定钮、位移传感器触头顶板等。A.L6试件加载如图A.1.6所示。辑轴直径为30mmlmm,长度为16Omnr；三个辑轴可以自由滚动，两个支承辑轴中心线之间的间距/为500mm2.0mmo图a.1.6试件加载位置（1一支承辑轴，2加载辑轴）A.2试件的制作和养护A.2.1试件制作及养护应符合国家标准普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T5008U钢纤维混凝土JG/T472的规定。A.2.2试件尺寸应采用150mr150mm550moA.2.3钢纤维混凝土试件的取样除应遵守现国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范G

3、B50204中有关规定外，尚应遵守如下规定。1纤维混凝土拌合物的取样应具有代表性，宜采用多次采样的方法。一般在同一盘混凝土或同一车混凝土中的约1/4处、1/2处和3/4处之间分别取样，从第一次取样到最后一次取样不宜超过15min,然后人工搅拌均匀，拌合过程中始终用铁铲翻拌，不许用铁铲插捣。2从取样完毕到开始做各项性能试验不宜超过5min,取样后应尽快成型，取样到成型时间间隔不宜超过15mioA24试件的填料步骤（图A.2.4）,先填充区域1,再填充区域2,区域1的面积应达到区域2的2倍。当模具中的混凝土达到试件高度90驰时进行振捣，振捣过程中加满和整平混凝土。振捣采用外部振动法。A.2.5严禁

4、用振捣棒插入模内振捣或用铁棒模内振捣。必要时可用振动棒接触试模外壁进行振捣。A.2.6将试件成型时的侧面作为支承面，支承面跨中预开口，开口宽度不大于5mm,深度25mmlmmo开口采用切割机自动完成，切割采用在切口处喷水的湿切作业。切口要求在梁跨中且垂直于梁轴线。A.3试验步骤A.3.1进行试件尺寸测量，并作出安装位置和测试仪表位置的标记。A.3.2将试件无偏心的放置于支座上，以试件预开口底水平面作为支承面。位移传感器安装在跨中。预开口处张开水平位移和挠度测量的装置分别如图A32-1和A32-2所示。A图A32l预开口处张开水平位移测量装置I-预开口详图；2-传感器（夹式应变仪）；3-刀口（a

5、）预开口处挠度测量装置I-滑动固定端；2-转动固定端；3-刚架（b）位移传感器布置大样I-Imm厚铝板；2-位移传感器（LVDT）；3-弹簧杆图A.3.2-2预开口处挠度测量装置A.3.3挠度测量装置采用型钢或铝材制作的刚架，固定刚架与试件侧面的螺栓，要求刚架的一端可以滑动，另一端可以转动（图A32-2）。A.3.4当用挠度（）测试钢纤维混凝土韧性指标时，应将挠度值（）换算成跨中切口水平位移值（CMOD）o具体换算公式如下：(A.3.4)CMOD=(-0.04)/0.85表A34为常用的跨中切口水平位移值（CMOD）与等效挠度值（）的对照表。表A.3.4跨中切口水平位移（CMoD）与等效挠度值

6、（6）CMOD(mm)6(mm)0.05().080.10.130.20.210.50.471.51.322.52.173.53.024.03.44A.3.5加载前应预加载，确保试件、加载装置以及较支座充分接触，仪器设备工作正常。A.3.6启动实验机，采用位移控制加载，控制CMOD的张开速度为0.05mm/minl当CMOD达到（Umm时，调整加载速度为02mmmin.0A.3.7当CMOD达到4mm时终止试验。A.3.8当测得在CMe）DFL至IJCMOD为0.5mm范围内的最小荷载小于对应于CMOD为0.5mm时荷载的30驰时，应重新检查试验装置并舍弃该试验结果。A.3.9若裂缝未出现在试

7、件的预开口处，应舍弃该试验结果。A.4试验结果计算A.4.1比例极限弯拉强度的确定应符合下列规定：1比例极限弯拉强度几nm按下式计算：3F/加”二鼠F（A.4.1）式中：fftmk比例极限弯拉强度（MPa）；FL对应于极限弯拉强度的荷载（N）,按本条2款的方法确定；1试件跨度（mm）；b试件宽度（mm）；p试件从切口顶端到试件顶部的距离（mm）。2对应于小W、的荷载尸L可按图A41确定。在荷载-CMOD曲线（或荷载-挠度曲线）上画一条距离荷载坐标轴0.05mm的平行线，选取Omm0.05mm范围内最大的荷载作为Fg图A.4.1荷裁与切口张开位移CMOD关系曲线A.4.2残余弯拉强度为应按下式计

8、算：3E/W城（A42）式中：i对应于切口张开位移值CMC）D为CMe）D时的残余抗弯拉强度（Nmm2）,F）对应切口张开位移CMC）D为CMC）D时的荷载值（N）,可按图A43确E/A.4.3计算残余弯拉强度值近似到（UMPa。IIICMOD (mm)0 CMOD1 - 0,5CMOD2 - 1.5CMOD9 2.5CMOD4 - 3.5图A43荷载6与切口张开位移值CMODO=I ,2,3,4)F,F2F3F4A.5试验报告与评定A.5.1试验报告主要应包括试件混凝土配合比、试件制作与养护情况、试件尺寸、试验方法、荷载-CMoD曲线、比例极限弯拉强度和残余弯拉强度试验结果等。A.5.2进行

9、钢纤维混凝土弯拉强度评定时，宜根据12根钢纤维混凝土标准梁试件的弯拉强度测定结果进行比例极限弯拉强度标准值加mk和各残余弯拉强度标准值为k的评定。评定方法应按概率统计的正态分布计算，利用公式（A.5.2-1）、式（A52-2）计算得到。(A.5.2-2)Ajk=Ajm(-)式中：/mk，Amm比例极限弯拉强度标准值和平均值，MP3；jk.Ajm对应于。的残余弯拉强度标准值和平均值，MPa；ks分位数系数，按表A52的规定选择；4钢纤维混凝土强度试验值的标准差，应符合混凝土结构设计规范6850010的规定。样本数量门212,变异系数必不宜大于25%。根据不同样本数量，标准差未知，置信水平75阪5

10、%分位数系数Z按表A52取值。表A.5.2分位数系数ks表样本数n69121520251008分位数系数k,2.3362.1412.0481.9911.9321.8951.761.645条文说明：分位数系ks取值表是根据试件样本的数量以及对可靠度指标的影响，并借鉴OSO12491标准建筑材料和构件质量控制统计方法即Statisticalmethodsforqualitycontrolofbuildingmaterialsandcomponents标准确定的OA.5.3检验产品质量时，可按规定检验批次进行检验。每组4个试件，弯拉强度和残余弯拉强度试验结果均应以4个试件试验值的平均值表示。若测试值

11、中的最大值或最小值与两中间测值的平均值之差大于中间平均值的15%,则取中间值的平均值作为该组试件的试验值；如果两者与中间值平均值之差均大于15驰，则该组试件的试验结果无效。其平均值应达到钢纤维混凝土弯拉强度评定时的平均值。附录B不同极限状态抗拉强度B.0.1钢纤维混凝土的简化应力-应变关系如图B.0.3所示。图B.0.1钢纤维混凝土应力-应变关系图中：分钢纤维混凝土轴心抗拉强度代表值，其值可根据实际结构分析需要分别定义为轴心抗拉强度标准值或设计值(MPa)；外钢纤维混凝土对应正常使用极限状态的残余抗拉强度标准值或设计值(MPa)；be钢纤维混凝土对应承载能力极限状态的残余抗拉强度标准值或设计值

12、(MPa)。条文说明：根据试验结果，钢纤维混凝土的抗压强度和弹性模量与同级混凝土相比提高不明显，因此，受压状态的应力-应变关系可按国家标准混凝土结构设计规范(GB50010)的规定采用普通混凝土的应力-应变关系。提高混凝土的抗开裂性能及混凝土开裂后的残余抗拉强度是钢纤维混凝土最重要的一个特性。由于混凝土试件的轴心抗拉试验及轴拉应力-应变全曲线实施难度较大，本规程借鉴欧洲规范EN14651的规定，采用切口梁弯曲实验(见本规程附录A三点受弯切口梁实验)确定荷载与切口位移的关系，通过分析试验结果和平衡方程，可获得构件开裂后不同开口位移与抗弯拉应力的对应关系，即可确定不同承载力极限状态相应的C的含义。

13、B.0.2对应承载力极限状态的钢纤维混凝土残余抗拉强度标准值和设计值应符合下列规定：当刚-塑性模型时：Auk=33A3k(B.0.2-1)当采用线性模型时(图BO2)（a）软化材料做弯曲试验的一般结果图（b）开裂后的线性本构模型图B.0.2线性模型残余弯拉强度与轴心抗拉强度的转化关系(B.0.2-2)(B.0.2-3)(B.0.2-4)(B.0.2-5)(B.0.2-6)(B.0.2-7)uk=AskAsk-5R3k02Alk）0Ask=。45几Au=AfAG九k/拴vvtt=min（,2.5mw7）-=m5nn=1.9c+0.08式中：篇、Auk承载能力极限状态正截面受拉区抗拉强度设计值、标

14、准值（MPa）；4k正常使用极限状态正截面受拉区抗拉强度标准值（MPa）；A3k对应于切口位移2.5mm时钢纤维混凝土残余弯拉标准强度，按本规程附录A规定的方法计算，（MPa）；Alk对应于切口位移05mm时钢纤维混凝土残余弯拉标准强度，按本标准附录A规定的方法计算，（MPa）；养承载能力极限状态钢纤维混凝土材料分项系数，对于管片压弯状态取1.25；心钢纤维方向因子，取为1.0；kG盾构管片尺寸对钢纤维离散影响系数，取为1.0；WU承载力极限状态时管片边缘的裂缝宽度；钢纤维混凝土极限拉应变，当截面拉应变变化时为2,当截面拉应变为常量时为1%；（裂缝间距，mm；%”裂缝平均间距；其余各符号及其各

15、参数的计算方法应符合混凝土结构设计规范GB50010-2010第7.1.2条与第7.1.4条规定。当”时,则公式(B04-3)中的心按下式计算：町=2.5mm人uk=053k-02Zuk(BQ2-8)条文说明：承载能力极限状态抗拉强度借鉴了欧洲规范modelcode2010的的相关规定。从切口梁弯曲试验得出弯曲受拉构件的应力-切张开位移CMOD的本构关系，并根据极限承载力等效的原则，可简化并转化为刚-塑模型或线性模型(两种模型均可模拟裂后硬化和裂后软化性能)，如说明图B.0.4-1所示。(a)刚塑性模型(b)线性模型说明图BO2-1简化的裂后应力-裂缝张开位移关系说明图B.0.2-2线性模型承载力极限状态的应力-应变分布图线性