水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算研究.PDF

水 利 学 报 2018 年5 月 SHUILI XUEBAO 第49 卷 第5 期 文章编号：0559-9350 （2018 ）05-0580-08 水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算研究 1 1 2 3 朱尔玉 ，李冬冬 ，齐 明 ，朱 力 （1. 北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044 ；2. 中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055 ； 3. 北京市地铁运营有限公司 地铁运营技术研发中心，北京 102208） 摘要：为了研究水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算公式，从而对《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008 ）中 裂缝计算公式修正提供参考，本文对32 根高强钢筋混凝土梁进行了受弯试验研究，分析其裂缝发展性能，结合 收集到的其他研究者同类试验裂缝数据共计167 组，从水工角度对该类构件的裂缝宽度计算进行了统计分析。结 果表明：此类高强钢筋混凝土构件裂缝发展规律同普通钢筋混凝土构件相同。但是，构件短期效应下最大裂缝宽 度实测值大于2008 水工规范计算值。为此，本文基于以上试验数据给出了与试验数据符合良好的裂缝宽度计算 公式。这些公式不仅可以用于配置高强钢筋水工混凝土构件的裂缝计算，而且还可以作为《水工混凝土结构设计 规范》修订参考。 关键词：水工混凝土构件；高强钢筋；规范修订；平均裂缝间距；最大裂缝宽度 中图分类号：TV431 文献标识码：A doi ：10.13243/ki.slxb 1 研究背景 随着国家工业化水平的提高，高强钢筋的应用越来越普及，逐渐全面替代低强钢筋进行设计配 筋已经成为土木行业一种发展趋势。但与此同时也带来了新的问题，即钢筋强度的变化直接影响到 构件正常使用荷载作用下的应力，极易出现裂缝宽度不满足设计要求，使得高强钢筋材料性能难以 ［1］ 充分发挥。现行水工规范 中裂缝宽度计算公式是依据低强钢筋试验分析给出的，对于高强钢筋混凝 土构件适用性尚不明确。因此，为了响应国家节能减排号召，加速推动水工行业材料应用发展，有 必要科学研究钢筋强度的变化对裂缝宽度所造成的实际影响。 ［2 ］ 目前已有多家单位对高强钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算进行研究，东南大学的高瑞平等 通过 15 根配置HRB500 级钢筋的混凝土梁裂缝试验，对规范中裂缝宽度计算进行了研究，认为原规范计 ［3 ］ 算偏于保守，并给出了修改意见；同济大学的赵勇等 利用收集到的国内高强钢筋试验裂缝数据对规 范中裂缝间距和宽度计算模式进行了重新修正，效果良好。除此之外，郑州大学、天津大学、青岛 理工大学和华侨大学等也对高强钢筋裂缝计算进行了一系列研究。但是以上研究均基于《混凝土结构 ［4 ］ 设计规范》（GB50010-2002 ） 中裂缝宽度计算模式，对于水工混凝土构件来说无法适用，而且两种规 范对于有效受拉混凝土截面面积的选取也存在一定分歧。因此，有必要从水工混凝土规范裂缝宽度 计算模式入手，对配置高强钢筋的混凝土梁进行裂缝试验研究，从而对水工规范的修订提供参考。 本文正是基于此目的，在作者进行的32 根配置HRB400 级和HRB500 级高强钢筋混凝土简支梁裂缝试 验基础上，结合收集到的其他研究者同类试验数据，对2008 水工规范中裂缝宽度计算进行分析，并 提出修正建议。 收稿日期：2018-02- 11 ；网络出版日期：2018-05-22 网络出版地址：http ：///kcms/detail/ 11.1882.TV1031.002 .html 基金项目：国家重大科研仪器研制项目）；中国铁路