500MPa級(jí)鋼筋再生混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究

500mpa級(jí)鋼筋強(qiáng)度高而且延性好,我國(guó)鋼鐵企業(yè)已開(kāi)始投入資金研發(fā),取得初步效果。

為了進(jìn)一步研究高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的剛度計(jì)算方法,進(jìn)行了15根hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁及2根hrb335級(jí)鋼筋混凝土對(duì)比梁的試驗(yàn),詳細(xì)分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面符合平截面假定,實(shí)測(cè)撓度比現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算值略大,相對(duì)誤差在6%左右,根據(jù)該試驗(yàn)和收集的部分高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計(jì)算hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

再生混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究——通過(guò)試驗(yàn)比較了4根再生混凝土梁和1根天然混凝土梁在集中荷載作用下的抗彎性能，分析了再生骨料取代率對(duì)再生混凝土梁承載力、抗裂度、變形以及裂縫寬度等方面的影響，并對(duì)現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中混凝土正截面極限承載力公...

在混凝土構(gòu)件中使用500mpa級(jí)高強(qiáng)度鋼筋可以明顯地減少用鋼量,顯著提高工程質(zhì)量,并能取得較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.介紹了當(dāng)前500mpa級(jí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,總結(jié)了國(guó)內(nèi)500mpa級(jí)鋼筋混凝土不同構(gòu)件的試驗(yàn),對(duì)500mpa級(jí)鋼筋混凝土不同構(gòu)件的主要試驗(yàn)研究成果作了闡述.同時(shí)對(duì)未來(lái)500mpa級(jí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究提出了建議.

在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承載性能.結(jié)果表明,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn)值與規(guī)范的計(jì)算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實(shí)測(cè)值較規(guī)范的計(jì)算結(jié)果小,梁的撓度實(shí)測(cè)值比規(guī)范的計(jì)算值大.

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進(jìn)行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗(yàn),建立了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎(chǔ),通過(guò)求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應(yīng),得到撓度、曲率、應(yīng)變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計(jì)算結(jié)果與7根試驗(yàn)梁結(jié)果相比較,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對(duì)滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應(yīng)變等的變化情況.對(duì)多因素進(jìn)行參數(shù)分析,分析表明:采用高強(qiáng)度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強(qiáng)度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護(hù)層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁受彎試驗(yàn) 第六圖書(shū)館 在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn)值與規(guī)范 的計(jì)算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實(shí)測(cè)值較規(guī)范的計(jì)算結(jié)果小,梁的撓度實(shí)測(cè)值比規(guī)范的計(jì)算值大.在3根hrb500級(jí) 鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后,混凝土

通過(guò)12根配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁在集中荷載作用下的受彎試驗(yàn),分析了試驗(yàn)構(gòu)件的受彎性能,討論了gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于受彎承載力和裂縫寬度計(jì)算公式的適用性,同時(shí)對(duì)摻入聚丙烯纖維的構(gòu)件進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁的受力性能與普通鋼筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)公式計(jì)算受彎承載力及裂縫寬度。同時(shí)摻入聚丙烯纖維能夠提高受彎構(gòu)件的開(kāi)裂荷載,增加裂縫數(shù)量,減小裂縫間距及裂縫寬度。

對(duì)采用500mpa級(jí)鋼筋的混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)原位加載試驗(yàn),研究了混凝土梁裂縫寬度。對(duì)配置500mpa級(jí)鋼筋混凝土梁的裂縫寬度實(shí)測(cè)值,按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的計(jì)算值以及按修正規(guī)范《導(dǎo)則》的計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比、分析,并參考了國(guó)外規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,提出了配置500mpa級(jí)鋼筋的混凝土構(gòu)件計(jì)算方法?？晒┕こ淘O(shè)計(jì)和科研人員參考應(yīng)用。

介紹了500mpa級(jí)鋼筋的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀以及德標(biāo)b500b鋼筋的技術(shù)要求,研究了試制方案包括煉鋼、吹氬、軋鋼工序,通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)分別進(jìn)行了10~28mm系列7個(gè)規(guī)格的試制和批量生產(chǎn)。實(shí)踐證明:軋材外形尺寸合格,軋材屈服強(qiáng)度rel﹥500mpa,抗拉強(qiáng)度rm>630mpa,最大力伸長(zhǎng)率agt>5%,強(qiáng)屈比rm/rel≥1.05,各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;完成了10~32mm系列德標(biāo)b500b鋼筋的產(chǎn)品認(rèn)證,并取得生產(chǎn)許可證書(shū),成為國(guó)內(nèi)首家完成該產(chǎn)品的企業(yè)。

通過(guò)鋼的微合金化技術(shù)分析,對(duì)熱軋帶肋鋼筋的抗震性能進(jìn)行了研究,并研制成功具有抗震性能的400、500mpa級(jí)鋼筋,為建筑用鋼筋增加了新的品牌,進(jìn)一步提高了建筑結(jié)構(gòu)安全水平。

通過(guò)對(duì)8根采用500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋作為受力縱筋和1根采用hrb400級(jí)鋼筋作為受力縱筋的混凝土軸心受壓構(gòu)件受力性能的試驗(yàn),得到了縱向受壓構(gòu)件荷載—應(yīng)變曲線,分析了混凝土強(qiáng)度、箍筋體積配箍率及縱筋配筋率對(duì)混凝土受壓峰值應(yīng)變的影響。研究結(jié)果表明,隨著混凝土強(qiáng)度、箍筋體積配箍率的提高,混凝土的受壓峰值應(yīng)變也會(huì)提高。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,建議500mpa級(jí)細(xì)晶粒鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy′=420mpa。

通過(guò)對(duì)5根500mpa級(jí)帶肋碳素鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁及hrb335、hrb400級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁各1根的對(duì)比試驗(yàn),觀察試件的裂縫、撓度、承載力及破壞形態(tài)。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果研究分析表明,500mpa級(jí)帶肋碳素鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面符合平截面假定;實(shí)測(cè)撓度符合要求,但大于計(jì)算撓度;實(shí)測(cè)裂縫寬度較大,但小于計(jì)算裂縫寬度。

gfrp筋混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究——為解決海港工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕問(wèn)題，采用纖維增強(qiáng)塑料筋(gfrp)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋，開(kāi)展了以gfrp筋的抗拉強(qiáng)度、平衡配筋率、最小配筋率、撓度為控制條件的不同配筋情況下gfrp筋增強(qiáng)混凝土梁的力學(xué)性能試驗(yàn)，對(duì)gfrp梁在荷...

試驗(yàn)設(shè)計(jì)制作了7根配有500mpa細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的鋼筋混凝土梁,通過(guò)變化保護(hù)層厚度、縱筋配筋率、混凝土強(qiáng)度等因素,分析研究高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的承載力.試驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用了500mpa細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼筋的混凝土梁承載力的實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算值比較接近,可以繼續(xù)沿用現(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算模式.

通過(guò)對(duì)9根350mm×200mm×2200mm500mpa級(jí)鋼筋混凝土偏心受壓柱受力性能的試驗(yàn),分析了偏心受壓柱荷載—撓度曲線、荷載—鋼筋應(yīng)變曲線、荷載—混凝土壓應(yīng)變曲線以及破壞形態(tài)的特點(diǎn).試驗(yàn)研究結(jié)果表明,500mpa級(jí)鋼筋在柱中與混凝土協(xié)同工作性能較好,其強(qiáng)度得到了充分發(fā)揮.在試驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上,提出了500mpa級(jí)鋼筋在混凝土柱中的強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值fy=450mpa和受壓承載力計(jì)算公式的建議.

通過(guò)7根配置hrb400鋼筋再生混凝土簡(jiǎn)支梁和1根普通混凝土梁的對(duì)比試驗(yàn),分析了再生骨料替代率、縱向鋼筋配筋率等對(duì)再生混凝土梁正截面受力性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼筋再生混凝土梁的正截面破壞過(guò)程與普通混凝土梁相似,在受力過(guò)程中仍具有明顯的彈性、開(kāi)裂、屈服、破壞4個(gè)受力階段;再生混凝土梁在受力過(guò)程中正截面應(yīng)變變化基本符合平截面假定;采用現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算的再生混凝土梁的極限承載力是可行的,而且計(jì)算結(jié)果具有一定的安全裕量。

以hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁為研究對(duì)象進(jìn)行了常溫下和受火后細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的力學(xué)性能試驗(yàn)。在不同的受火時(shí)間作用下進(jìn)行了5根細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的明火試驗(yàn),自然冷卻至室溫,然后進(jìn)行靜載試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn),觀察其受火破壞現(xiàn)象、靜載破壞形態(tài)和在不同工況下混凝土梁受火后剩余承載力的變化;進(jìn)行了2根細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁常溫下的靜載試驗(yàn),得到荷載-撓度曲線關(guān)系,并與受火后的細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁剩余承載力進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明:高溫對(duì)細(xì)晶粒鋼筋混凝土梁的損傷很大,受火時(shí)間、配筋率、預(yù)加荷載對(duì)混凝土梁耐火性能有影響;受火時(shí)間越長(zhǎng),其剩余承載力越小;配筋率越小,其火災(zāi)后的剩余承載力越小;預(yù)加荷載降低梁的剩余承載力。

進(jìn)行了7根采用hrb500級(jí)鋼筋作為非預(yù)應(yīng)力筋、鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋的混凝土梁在豎向荷載作用下的受力性能試驗(yàn),對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁中hrb500級(jí)鋼筋和鋼絞線應(yīng)力、混凝土應(yīng)變以及裂縫和剛度變化的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明采用hrb500級(jí)鋼筋作為非預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力混凝土梁工作性能良好,提出了hrb500級(jí)鋼筋在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以及hrb500級(jí)鋼筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁設(shè)計(jì)方法的建議,為hrb500級(jí)鋼筋在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

對(duì)15根配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁進(jìn)行裂縫寬度試驗(yàn),研究試驗(yàn)梁中裂縫特性,分析gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的裂縫寬度計(jì)算方法。分析結(jié)果表明:對(duì)于配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁,鋼筋應(yīng)變?chǔ)舠m-εs平行性關(guān)系仍然成立;截面內(nèi)力臂系數(shù)取0.87,與試驗(yàn)結(jié)果符合良好;裂縫間距及裂縫寬度試驗(yàn)值較規(guī)范公式計(jì)算值小,調(diào)整鋼筋粘結(jié)特征系數(shù)為1.2,可提高規(guī)范公式計(jì)算精度;規(guī)范的裂縫計(jì)算模式能夠反映實(shí)際裂縫規(guī)律,但最大裂縫寬度計(jì)算結(jié)果偏于保守。

對(duì)8根hrb500高強(qiáng)鋼筋混凝土梁以及2根普通鋼筋混凝土梁受彎性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),分析了試驗(yàn)梁的裂縫分布、短期最大裂縫寬度以及撓度的變化情況.結(jié)果表明:2種鋼筋混凝土梁的受彎性能和撓曲模式基本相同;正常使用極限狀態(tài)下的平均裂縫間距、跨中撓度實(shí)測(cè)值與按gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中平均裂縫寬度與短期剛度公式得到的計(jì)算值相符得較好,而短期最大裂縫寬度計(jì)算值則普遍大于實(shí)測(cè)值.根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果比較分析,建議從降低最大裂縫寬度保證率和調(diào)整計(jì)算鋼筋應(yīng)力2個(gè)方面,對(duì)配置該類鋼筋的受彎構(gòu)件裂縫寬度計(jì)算方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?

通過(guò)10塊不同鋼筋腐蝕率、100%再生骨料取代率的再生混凝土簡(jiǎn)支板靜力試驗(yàn),研究腐蝕鋼筋再生混凝土板破壞形態(tài)、承載力及跨中撓度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果研究了再生混凝土板的承載力和撓度與鋼筋腐蝕率的關(guān)系,并提出了腐蝕鋼筋再生混凝土板承載力計(jì)算公式。