HRB500級(jí)鋼筋混凝土梁裂縫與變形性能試驗(yàn)

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.

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。

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.

hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁受彎試驗(yàn) 第六圖書館 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.在開裂后,混凝土

對(duì)靜載作用下的6根使用hrb400級(jí)鋼筋與一根使用hrb335級(jí)鋼筋的鋼筋混凝土梁進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)中觀測(cè)了構(gòu)件的承載力、混凝土應(yīng)變、構(gòu)件撓度及裂縫的發(fā)生、開展情況。分析了使用hrb400級(jí)鋼筋的鋼筋混凝土梁的受彎性能。統(tǒng)計(jì)分析了梁的裂縫寬度、間距等。試驗(yàn)研究表明,hrb400級(jí)鋼筋混凝土梁的受彎性能與延性能很好地符合規(guī)范的要求,短期荷載下最大裂縫寬度大于使用hrb335級(jí)鋼筋的混凝土構(gòu)件,但不超過規(guī)范的限值。

對(duì)3根hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁進(jìn)行受彎性能試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),其變形特點(diǎn)和破壞形態(tài)與普通鋼筋混凝土梁基本一致?；谝延?00mpa鋼筋數(shù)據(jù)分析可知,hrbf500級(jí)鋼筋混凝土梁撓度變化規(guī)律與hrb500級(jí)一致,正常使用下梁的撓度實(shí)測(cè)值均與規(guī)范值吻合較好,但實(shí)測(cè)值普遍偏大。建議將500mpa級(jí)鋼筋混凝土梁的短期剛度乘以系數(shù)0.95后計(jì)算撓度。

通過對(duì)6組hrb500鋼筋混凝土偏心受壓柱的試驗(yàn)研究,探討hrb500級(jí)鋼筋在混凝土偏壓柱中強(qiáng)度發(fā)揮的程度,并利用規(guī)范對(duì)hrb500鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行承載力的計(jì)算,將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相比較,符合性較好。

HRB500級(jí)鋼筋混凝土偏壓柱的受力性能研究

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。

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通過8根集中荷載作用下,配有500mpa鋼筋的混凝土梁的受剪承載力破壞試驗(yàn),分析了500mpa鋼筋混凝土梁在使用階段的受剪承載力,以及t形截面翼緣對(duì)裂縫寬度和受剪承載力的影響。同時(shí)對(duì)矩形梁與t形梁的受剪承載力進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明:t形截面翼緣對(duì)斜裂縫的寬度有一定的影響,但影響不大;t形截面的抗剪承載力明顯大于矩形截面。

通過4根hrb400級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的試驗(yàn),觀測(cè)了試件的破壞形態(tài)及變形特征,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論和分析,研究這種結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)。試驗(yàn)研究結(jié)果表明,hrb400級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁具有足夠的延性,正常使用性能較好。最后提出對(duì)這種結(jié)構(gòu)的撓度公式進(jìn)行修正的建議。

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.

采用matlab編寫的程序?qū)rb500級(jí)鋼筋混凝土偏壓柱進(jìn)行非線性分析。根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果,探討其受力機(jī)理,揭示hrb500級(jí)鋼筋與混凝土在偏壓下的相互作用,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,符合性較好。

進(jìn)行了用hrb400級(jí)鋼筋作箍筋的受剪梁的試驗(yàn),觀測(cè)了試件在剪力作用下的破壞形態(tài)、變形特征、荷載-應(yīng)力曲線、極限承載力等。試驗(yàn)結(jié)果表明,此類構(gòu)件受力性能穩(wěn)定,箍筋可以達(dá)到屈服,破壞形態(tài)與普通箍筋受剪梁類似。按照現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算受剪承載力,實(shí)測(cè)值與計(jì)算值比值的平均值為1.48,余量較大,箍筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度取為360mpa,可以滿足設(shè)計(jì)的要求。

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?

在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土連續(xù)梁受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析了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:其破壞特征、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。梁裂縫寬度較規(guī)范計(jì)算的結(jié)果小,其塑性調(diào)幅能力不明顯。

HRB500級(jí)鋼筋測(cè)試

通過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)件的開裂荷載,增加裂縫數(shù)量,減小裂縫間距及裂縫寬度。

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)。

hrb500級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為500mpa，是一種強(qiáng)度高、延性好的新型鋼筋，在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用。而我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50010—2002）中尚未列入，為盡快實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌，在我國(guó)工程領(lǐng)域推廣種新型鋼筋，需對(duì)hrbs00級(jí)鋼筋混凝土構(gòu)件主要受力性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。

hrb500級(jí)鋼筋是我國(guó)新研制開發(fā)用于混凝土結(jié)構(gòu)的熱軋帶肋鋼筋，具有強(qiáng)度高、延性好的特點(diǎn)， 性價(jià)比明顯高于目前使用的hrb400、hrb335鋼筋，目前已納入國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)階段hrb500級(jí)鋼筋已初步具備工程應(yīng)用條件，可在工程中進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。為積極穩(wěn)妥的推廣 hrb500級(jí)鋼筋，在目前該鋼筋未納入設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的情況下可暫按本文要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工， 未明確處均應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50010-2002、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 gb50204-2002、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50011-2001（2008年版）等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。 待國(guó)家關(guān)于hrb500級(jí)鋼筋的規(guī)定頒布后，按國(guó)家規(guī)定執(zhí)行。 1材料 1.1鋼筋 1.1.1hrb500級(jí)鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。hrb500級(jí)鋼筋產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn) 等