素加气砌块板及配筋另气砌块板的承载能力分析.docx

素加气砌块板及配筋另气砌块板的承载能力分析1、砌块使用材料加气砌块：使用B05级加气砌块，按规范蒸压加气混凝土砌块GBl1968-2006，B05优等品立方体标准抗压强度平均值不小于3.5MPa(即3.5Nmn?),合格品为不小于2.5MPa(即2.5Nmm2),以0.72折为抗压强度设计值则优等品为fc=2.52Nmn,合格品为fc=1.8Nmn钢筋：HPB300,抗拉设计值fy=270Nmn2、受力模型由于加气砌块本身强度比较低，抗压抗拉以及跟钢筋的粘结锚固能力也比较低，所以，在砌块上挂铁链的话应该尽量不把铁链的轴力传到砌块上，以减轻砌块的承载力及对锚固强度的需求。这边提出与铁链的结合模型：如图，铁链直接与浇在砌块上的预埋钢筋相连接，直接传递轴力，那么，由钢筋自平衡可以传递很大一部分的力，减轻了砌块的压力。在纯静态情况下传到砌块的力是由钢筋跟砌块协调变形引起的。但是，在海中这种动态情况下，要考虑海洋环境中的动荷载(动力效应),如上或下铁链没有拉紧的情况，这影响整体或局部板的支承，还有局部拉拔、磕碰牵扯导致砌块破碎、破碎之后引起粘结失效。这些预埋钢筋可以作为砌块的支撑系统，由于受力模型是受砌块的支承条件决定的，而砌块是由铁链挂于浮台下边，悬于水中，预埋钢筋的不同布置可将砌块分为单向板(简支短跨方向弯曲)、双向板以及简支长跨方向弯曲。这边取砌块尺寸为50mm高的板。图2三种比较简单的板受力模型3、加气砌块素块正截面承载能力设截面尺寸为b*ho素块理论上以受拉区开裂为破坏极限，一裂就坏。规范没有加气混凝土抗拉强度，一般抗拉强度为抗压强度的!-,B05优等品为fc=2.52NZmm2,抗拉取为100.5Nmm2o如下图为下表面拉裂时的应力图。对截面中性轴进行积分得素加气砌块承载力取1米宽为计算单元b=1000mm,h=50mm0则素加气砌块承载力M=0.21KNM4、配筋加气砌块正截面承载能力最小承载力：取保护层as=15mm0钢筋直径取最小的6mm。最小配筋率取0.2%。破坏时钢筋轴力：N=b*h*0.002*270=0.54bh受压区高度：=N(fcb)=0.54hfc素块截面承载力=最小配筋承载力=N*(hasx/2)=0.54bh(h15-0.27h/fc)以每米板宽的素块承载力作为标准：取h=50mm,Im板宽b=100Omm0优等品：M=O.54*1000*50*(50-15-0.27*50/2.52)=0.8KN.M合格品：M=0.54*l000*50*(50-15-0.27*50/1.8)=0.74KN.M最大承载力：钢筋HPB300,砌块强度小于C50的相对界限受压区高度Jb=O.576。超筋界限配筋量：As=0.576*h*b*fc270最大承载力=超筋界限配筋承载力：M=0.576*h*b*ic*(h-l5-0.576*h2)=0.576人妙.(0.712-15)取Im板宽为计算参照单元：取h=50mm,Im板宽b=100Omm0代入上式得优等品最大承载力=1.50KN.M合格品最大承载力=1.07KN.M由于铁链情况不明，支撑条件不能确定。这边跟第8周的混凝土盖板数据进行比较。按尺寸为4200mm*1200mm*50mm的单向板计算，表1Im板宽不同材料混凝土板的承载能力编号最小承载弯矩(KN.M)最小均布荷载Q(KNm2)最大承载弯矩(KN.M)最大均布荷载Q(KNm2)C20普通混凝土0.915.065.7031.67素加气砌块一0.211.16配筋加气优等品5.25Nmm20.804.441.508.33配筋加气合格品1.8Nun20.744.111.075.94由表中可以知道，素加气板由于抗拉强度太低，必须配筋才可以。对于受集中力板的承载力，这边取一个比较粗略的计算模型，假设取Im板宽，中间作用集中力，集中力分布在跨中，弯矩由Im板宽内的截面承担(实际上不可能这么宽，中间大，两边小，应力集中，这边作为一个参照)，板按简支的单向弯曲来算，高集中力为P,跨PI度L=I.2m,则跨中弯矩为M二三。表2Im板宽不同材料混凝土板集中力承载力编号最小承载弯矩(KN.M)最小集中力P(KN)最大承载弯矩(KN.M)最大集中力P(KN)C20普通混凝土0.913.035.7019素加气砌块0.210.7配筋加气优等品5.25Nmm20.802.671.505.0配筋加气合格品1.8Nun20.742.471.073.575、加气砌块的钢筋锚固长度抗拉拔方面由于破坏形态比较多，理论上比较不好算，要用实验才可以得出来。这边以加气混凝土的锚固长度为参照：以钢筋先于加气砌块被拉断作为锚固标准。锚固长度/“ft式中。为锚固钢筋的外形系数。光面钢筋为0.16,带肋钢筋为0.14.这边取粘结力较好的带肋钢筋，HPB300,d=6mm,=270N加7?2,力=0.5双/制2则/“=453.6111111,拉断时钢筋轴力为7.63KN。可以看出如果要使钢筋稳定工作，由于抗拉强度太低锚固长度要非常长。考虑砌块板厚受限制取值比较小，应考虑将直锚改为机械锚固，从构造上边减轻对砌块抗拉强度的依赖。