配高强钢筋的混凝土梁受弯性能试验研究.pdf

第四届全困预应力结构理论与工程应用学术会议论文集·实验研究 配高强钢筋的混凝土梁受弯性能试验研究+ 尚世伸苏小卒李志华 (同济大学建筑工程系，上海200092) 提要本文通过4根配高强钢筋的混凝土粱的受弯性能试验，探讨了其变形特点及破坏形态，并根据试验 结果，对现行规范公式的适用性进行了初步评估。 关键词高强钢筋；受弯性能；挠度；裂缝宽度 一引言 现行《钢筋混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)关于裂缝和刚度的计算公式主要是根 据HPB235级钢和HRB335级钢的试验数据得到的”J。当采用具有更高的极限强度和更高的使 用应力的高强钢筋作为受力筋，在使用阶段的裂缝宽度和挠度能否满足最大限制等问题，从 目前的研究情况来看还难以做出回答。为尽快推广400Mpa及500MPa带肋钢筋“，须对配此 种钢筋的混凝土构件的性能进行系统的试验研究。作者通过对四根配400MPa细晶粒钢筋的混 凝土梁的受弯裂缝和受弯刚度发展规律及受弯极限承载力，对现行规范的裂缝、刚度及受弯 承载力计算公式的适用性进行评估。 二试验研究 (一)基本材性 在进行构件试验的同时，对400MPa细晶粒钢筋进行了材料性能试验(本材性试验由中国 建筑科学研究院完成)，确定了这种钢筋的基本力学指标。本次试验钢筋采用400MPa细晶粒 钢筋，共有两种直径类型：c 16和?25，按标准试验方法进行拉伸试验，确定了钢筋的屈服 强度、极限强度、弹性模量及伸长率。试验结果见表1。 从表1中可见，、：16钢筋强屈比为1．31，。25钢筋强屈比为1．29，均大于1．25”’；钢 筋弹性模量均在200GPa左右；从伸长率可以看出400Mpa细晶粒钢筋的具有很好的延性。 表1钢筋实测力学指标表 钢筋 屈服强度MPa 极限强度lhflpa 弹性模量GPa 仲长率％ 规格 实测值 均值 实测值 均值 实测值 均值 实测值 均值 465 605 196 190 ij J6 465 460 610 603 199 198 17．0 18 450 595 198 18．0 480 615 208 200 叠25 475 478 620 618 196 202 16．O 18 480 620 201 18 O (--)试件设计 +基金项目：国家“863”项目(编号：20C,4AA33G050、2002AA331150)、‘混凝土结构设计规范》“第^批研究课题”项目资助。 3．47 第四届全国预应力结构理论与工程应用学术会议论文集·实验研究 试验共设计了4个试件，其截面及跨度均采用了同一尺寸，变化的因素主要是钢筋直径 和混凝土强度等级，各试件参数见表2，试件详图见图1。 表2各试件的参数 配舫情况 试件 五。 b×h×L 保护层 配筋率 编号 (MPa) (mm) (mm) ① ② @ (％1 B4F1 23．26 199×350X 3300 25 2 16 8@100(21 2空14 0．638 B4F2 28 30 200×352×3300 25 2 25 8@60(21 2空14 1．559 B4F3 62 81 203×350×3300 25 2 25+1 16 虫10@100(2) 2虫14 1．878 B4F4 58 07 205×349×3300 25 2 25 8@60(2) 2由14 1．559 注：(1)表中钢筋符号：．HPB235级，由一HRB335级， ．HRB400级细晶粒 = I I阳皿皿 I l ， ， ， ， 图l试件详图 (三)加载及量测 1、加载方式：采用三分点加载。加载装置见图2。其中垫板采用Q235B钢板，宽度为150mm 厚度为20mm。 l‘■ ㈠7“ l一试验梁；2一滚动铰支座；3一固定铰支座：4一支墩；5一分配梁滚动铰支座；卜分配梁 固定铰支座；7一垫板；8一分配梁：9一反力梁及龙门架；lO一千斤顶； 图2加载装置 2、量测内容包括： 在试件纵筋中部粘贴钢筋应变片以测量纵向钢筋应变：在梁跨中一侧面布置位移计，以 量测梁侧表面混凝土沿截面高度的应变分布规律；用5个位移计分别置于构件两端支座及跨 中纯弯段，用以测量两支座的沉降及跨中的挠度；裂缝观测，试验前将梁两侧面用石灰浆刷 白，用Jc—10型读数放大镜量测各级荷载(o．4Pu,-0．9Pu)作用下的裂缝宽度，测量位置为侧面纵 筋处。 第四届全国预应力结构理论与工稗应用学术会议论文集·实验研究 三试验结果及分析 (一)受力特点及破坏形态 试验的过程町分为以下几个阶段： l、开始加载(P--O．J尸u。o．2 Pu)时，截面未开裂，构件表现为弹性变形特征。挠度增眭 近似为线性，钢筋和混凝土应变增长也很稳定。 2、当荷载加至o．3 Pu时，在跨中截面(纯弯段)发现一条或多条垂直裂缝，高度，般可 达到粱高的