錨固長度——根據試驗程序,還要研究兩種不同的錨固長度L e 。在澆筑時要保證加荷后的第一條裂縫出現在指定的位置,見圖1 3 。第一組樣品的錨固長度是計算延伸長度ldev 的100%(6ft1in),見圖14 和圖15。第二組樣品根據100% 的ldev 的試驗結果取80% 的ldev 和120% 的ldev 進行試驗。
如果100% 的ldev 的樣品在破壞時的彎矩大于或等于計算的抗彎能力,則第二組樣品的錨固長度就取80% 的ldev;如果100% 的ldev 的樣品在破壞時的彎矩小于計算的抗彎能力,則第二組樣品的錨固長度就取120% 的ldev。由于所有100% 的ldev 的樣品在受彎試驗時彎矩都大于計算的抗彎能力,所以第二組樣品的錨固長度均為80% 的l dev,見圖16。
第二組樣品不同的錨固長度,每根梁可設置四條裂縫,如圖13 和圖17 所示。圖18 中施加荷載的位置是在預先設置的裂縫上方。
加荷條件
采用了三種加荷速率來評價錨固長度。第一種加荷速度較慢,為100Ib/min(45kg/min),用了10h 才產生裂縫,然后加荷速度減小到10Ib/min(4.5kg/min),并保持此速率,直到樣品破壞。采用較慢的加荷速度,可以在破壞之前準確地測量應變量。
第二種加荷條件取Mn 的76.5%,即樣品以100Ib/min 的速度加荷到樣品正常承受能力的76.5%,并保持24h。這種加荷條件的依據是ACI318 規(guī)范第20.3.2條對結構評價試驗的規(guī)定。如果樣品在2 4 h 后能承受住此荷載,則再以10Ib/min 的速度加荷直到樣品破壞。
第三種加荷條件與第二種相同, 只是不在100% 的M n 處保持24h 。表6 是不同錨固長度對應的加荷條件。表中兩個T B 型的樣品采用了7 6 . 5 %M n 和100% M n 的組合加荷條件,目的是看看更嚴厲的加荷條件下會有什么結果。
實驗設備
單筋樣品使用的是K S U 工程結構機械實驗室的M T S 伺服控制試驗機。得到的數據有荷載、跨中撓度、端部應變、開裂時的拉應力。端部應變的讀取采用線性變量差值傳感器,見圖1 9 。圖2 0 是給單筋樣品加荷的架子。帶滾輪的輔助梁在預設
裂縫的正上方施加點荷載。滾輪在此處與點荷載相連。圖21 是加荷架中的TSB 樣品,圖22 是加荷架中的T B 樣品。
結 果
材料特性
樣品澆筑前進行了坍落度、粘性指數、J - 環(huán)、L 盒試驗,見表7 。
傳遞長度
前述端部滑移量的測量是為了評估梁的傳遞長度的。在計算時,所有單筋樣品鋼筋的初始應力假fsi 定為196ksi(1350MPa)。TB 樣品的fsi 假定為192ksi(1320MPa)底部有鋼筋的梁的傳遞長度(2 1 d )都不大于AASHTO 和ACI 的假定。21 天的平均傳遞長度,SSB樣品是21in,TSB 為30in,TB 為29in。圖23 是根據A A S H T O 和A C I 的規(guī)定對所有樣品試驗后的傳遞長度。
與Barnes 等人對橋梁的傳遞長度相比,所有鋼筋高于底面2in 的樣品(SSB 和TB)的傳遞長度都增加了10% 到20%,TSB 樣品的傳遞長度增加了40%到45%,頂部有鋼筋的樣品也是如此。Russell 和Burns 的研究也得到了類似的結果。
受彎試驗結果
所有受彎樣品的試驗都做到了鋼筋破壞為止,鋼筋錨固長度6ft1in 的樣品在破壞時的彎矩都超過
了正常抗彎能力的10% 到20%,鋼筋錨固長度4ft10in的樣品抗彎能力都比正常抗彎能力提高了2 5 % 到3 5 % 。應特別強調的是,錨固長度短于計算長度的樣品的抗彎能力都比正常抗彎能力有所減少。
表8 是所有樣品的試驗結果。最大端部滑移小于0.01in。圖24和圖25是錨固長度6ft1in和4ft10in樣品的彎矩- 撓度關系。圖26 是TB 樣品的彎矩- 撓度關系。