钢筋再生混凝土梁正截面受弯挠曲变形分析

马江萍 李伟强

（1西安培华学院人居环境与工程学院，陕西 西安 710125；2西安兰特水电测控技术有限责任公司，陕西 西安 710043）

再生混凝土作为一种可以再生的绿色环保建材，由于其对生态与环境污染的有效控制，对天然砂石骨料的大面积开采的遏制，随着我国城市化的迅速发展、新建建筑的规模化建设与大量建筑废弃物的产生，再生混凝土的应用范围将越来越大，在建筑结构中也将起到举足轻重的作用。

钢筋再生混凝土梁作为受弯构件，需要具有足够的刚度来保证在正常使用过程中不致因过大的挠度变形而破坏结构的使用。我国现行的规范及关于混凝土挠度的计算方法均是针对普通混凝土的，本文讨论了钢筋再生混凝土梁在骨料取代率不同时、配筋率不同时，梁受弯挠曲变形的规律，分析了影响挠度的因素。

1 试验设计

本试验用的再生粗骨料来自实验室以往压坏的混凝土试块及混凝土梁、柱，对废弃混凝土经过人工破碎、筛分得到。再生粗骨料粒径5mm―20mm，，细骨料为普通中砂，本次试验混凝土设计配置强度为C30。

本次试验共设计制作7根再生混凝土梁，分为两组进行对比试验：第一组再生混凝土梁截面尺寸相同均为100mm×200mm，长度2.0m，跨度1.8m，纵向受拉钢筋为热轧光圆Ⅰ级（HPB300）钢筋，配筋量均为2φ8，箍筋和架立筋为热轧光圆φ6（HPB300）钢筋，再生骨料取代率分别0%、30%、50%、70%、100%；第二组再生混凝土梁截面尺寸均为100mm×200mm，长度2.0m，跨度1.8m，再生骨料取代率为50%，纵向受拉钢筋为热轧光圆Ⅰ级（HPB300）钢筋，配筋量分别为2φ8、2φ10、2φ12，箍筋和架立筋为热轧光圆φ6（HPB300）钢筋。对纵向受拉钢筋在万能实验机上进行强度试验测试，结果见表1。对7根再生混凝土梁的设计相关参数见表2。试件采用三等分加载，加载布置见图1。

表1 纵向受拉钢筋强度试验测试结果

图1 试件采用三等分加载布置示意图

2 试验结果分析

2.1 计算跨中挠度

对再生混凝土梁正截面实测跨中挠度进行了记录汇总见表3。对再生混凝土梁的挠度按照《建筑施工手册》（第四版）表2-6得

由于混凝土的刚度会随着裂缝的开展发生变化，此处对于再生混凝土梁的刚度才用短期刚度，按照《混凝土结构设计规范》7.2.3 知：

ftk-混凝土轴心抗拉强度标准值（MPa）

AS-受拉钢筋截面面积（mm2）

h0-混凝土梁的有效截面计算高度（h0= h - as=200 - 20 = 180mm）

b-混凝土梁截面宽度（mm）

2.2 对比分析

由表3计算得：实测跨中挠度与计算跨中挠度之比的平均值为 1.171，标准差为0.1009，变异系数为0.086，说明再生混凝土梁的实测跨中挠度与计算跨中挠度差异较大，再生混凝土梁的跨中挠度不适宜继续使用普通混凝土规范对挠度的计算方法。

表3 试验梁挠度汇总

3 结语

1）再生混凝土梁在截面尺寸相同，配筋率相同的情况下，实测跨中挠度与计算跨中挠度差距明显，说明再生混凝土梁的挠度不适宜继续使用我国现行普通混凝土挠度计算方法及公式；随着再生骨料取代率的增大，混凝土的弹性模量递减，混凝土梁的挠度呈递增趋势。

2）再生混凝土梁在截面尺寸相同，再生骨料取代率为50%的情况下，而配筋率不同的情况时，实测梁跨中挠度与计算挠度值也相差较大在10%以上。配筋率的提高可以有效提高再生混凝土梁的刚度，对挠度的增长具有控制作用。配筋率提高而其他影响因素不变的情况下，再生混凝土梁跨中实测挠度与计算挠度之比呈现出下降的规律。