配置500MPa鋼筋的混凝土梁受力性能的試驗研究.pdf

1、500MPa鋼筋是一種強度高，延性好的新型鋼筋。在國外高強鋼筋已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，然而在我國由于500MPa鋼筋的研究起步較晚并且缺乏相應(yīng)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗資料，而尚未列入我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）中，因此為了與國際接軌，推廣和應(yīng)用500MPa鋼筋，有必要補充相關(guān)試驗對其性能進行研究。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，但是可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在高應(yīng)力作用下出現(xiàn)過大的裂縫而不

2、能滿足結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性的要求。因此，研究高強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作性能具有重要的理論和工程實際意義。 本文對配置500MPa鋼筋的混凝土梁受彎、受剪性能進行了系統(tǒng)的試驗研究，分析了高強鋼筋混凝土梁的開裂荷載、極限承載力、裂縫分布形態(tài)以及影響裂縫寬度的因素。同時應(yīng)用500MPa鋼筋作為受力主筋，可能會導(dǎo)致構(gòu)件在高應(yīng)力狀態(tài)下出現(xiàn)過寬裂縫，試驗設(shè)計了六組配有蒙皮鋼筋的梁進行承載力、變形及裂縫寬度的對比研究。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)計規(guī)范》相關(guān)公式計算其受彎承載力、受剪承載力、撓度及垂直裂縫寬度，但應(yīng)對裂縫寬度計算值進行適當(dāng)修正。同時，蒙皮鋼筋的配置能夠有效地減小試驗梁的整體變形，限制裂縫的開展寬度，使得梁在正常使用階段能夠滿足裂縫寬度限值要求。在試驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土基本理論和計算方法，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算公式，公式的計算結(jié)果偏于安全。 本研究基于混凝土

4、梁表面裂縫分布特征，采用分形理論對鋼筋混凝土梁開裂和破壞過程進行了定量化描述，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)來表征。同時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裂和破壞過程定量化研究提供一種新的思路。通過理論分析，建立合理的計算模型，推導(dǎo)了鋼筋混凝土梁斜裂縫寬度的計算公式。試驗結(jié)果對比表明，采用本文提出的計算公式可以定量的計算鋼筋混凝土梁受剪斜裂縫寬度，其計算結(jié)果