配置500MPa鋼筋的混凝土梁受力性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、500MPa鋼筋是一種強(qiáng)度高，延性好的新型鋼筋。在國(guó)外高強(qiáng)鋼筋已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而在我國(guó)由于500MPa鋼筋的研究起步較晚并且缺乏相應(yīng)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)資料，而尚未列入我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）中，因此為了與國(guó)際接軌，推廣和應(yīng)用500MPa鋼筋，有必要補(bǔ)充相關(guān)試驗(yàn)對(duì)其性能進(jìn)行研究。然而應(yīng)用500MPa鋼筋作為受力主筋，提高結(jié)構(gòu)可靠度，減少了用鋼量，但是可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在高應(yīng)力作用下出現(xiàn)過(guò)大的裂縫而不

2、能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性的要求。因此，研究高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作性能具有重要的理論和工程實(shí)際意義。 本文對(duì)配置500MPa鋼筋的混凝土梁受彎、受剪性能進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，分析了高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的開(kāi)裂荷載、極限承載力、裂縫分布形態(tài)以及影響裂縫寬度的因素。同時(shí)應(yīng)用500MPa鋼筋作為受力主筋，可能會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件在高應(yīng)力狀態(tài)下出現(xiàn)過(guò)寬裂縫，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了六組配有蒙皮鋼筋的梁進(jìn)行承載力、變形及裂縫寬度的對(duì)比研究。結(jié)果表明，配置500MPa

3、鋼筋的混凝土梁與普通鋼筋混凝土梁具有相同受力特征，可按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)公式計(jì)算其受彎承載力、受剪承載力、撓度及垂直裂縫寬度，但應(yīng)對(duì)裂縫寬度計(jì)算值進(jìn)行適當(dāng)修正。同時(shí)，蒙皮鋼筋的配置能夠有效地減小試驗(yàn)梁的整體變形，限制裂縫的開(kāi)展寬度，使得梁在正常使用階段能夠滿(mǎn)足裂縫寬度限值要求。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土基本理論和計(jì)算方法，推導(dǎo)了配有蒙皮鋼筋的混凝土梁的受彎承載力和撓度計(jì)算公式，公式的計(jì)算結(jié)果偏于安全。 本研究基于混凝土

4、梁表面裂縫分布特征，采用分形理論對(duì)鋼筋混凝土梁開(kāi)裂和破壞過(guò)程進(jìn)行了定量化描述，提出混凝土梁在破壞狀態(tài)以及各荷載水平下構(gòu)件表面裂縫分布可以用構(gòu)件表面裂縫的分維數(shù)來(lái)表征。同時(shí)建立了混凝土梁表面分維數(shù)與損傷變量的量化關(guān)系，為鋼筋混凝土梁的開(kāi)裂和破壞過(guò)程定量化研究提供一種新的思路。通過(guò)理論分析，建立合理的計(jì)算模型，推導(dǎo)了鋼筋混凝土梁斜裂縫寬度的計(jì)算公式。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，采用本文提出的計(jì)算公式可以定量的計(jì)算鋼筋混凝土梁受剪斜裂縫寬度，其計(jì)算結(jié)果