HRB400钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度的试验研究

摘要

随着《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的颁布和实施，HRB400(新Ⅲ级钢)钢筋将作为主导钢筋推广并应用于工程结构。然而应用HRB400钢筋作为抗剪箍筋，可能会出现过宽的斜裂缝而不能满足结构的适用性和耐久性的要求。高强度箍筋混凝土结构在正常使用阶段能否满足适用性和耐久性的要求，一直是工程应用关注的问题之一。 本文通过对16根高强度箍筋混凝土T形截面梁的试验研究，分析了高强钢筋混凝土梁分别在集中荷载、均布荷载作用下斜裂缝产生和发展过程及开裂模式，并在此基础上重点讨论了不同的影响因素，诸如：加载方式、混凝土的强度等级、配箍率、钢筋的强度等级对高强钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度的影响。 同时，在试验的基础上，利用已有的试验数据用MATLAB软件中的神经网络工具箱编制了相应的程序使得所建立的BP网络模型所计算的模拟结果能够较好的符合实测结果，证明网络的精度满足要求，因此人工神经网络理论能够运用到高强钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度的预测中。 最后本文参考了国内外各裂缝宽度计算公式，推导出了受剪斜裂缝宽度的实用计算公式，与试验结果符合较好。因此，运用本文推荐的实用计算公式可以定量的估算受剪斜裂缝宽度。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

第一章绪论

§1-1概述

§1-2钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型

1-2-1梁模型

1-2-2桁架模型

1-2-3拱模型

§1-3斜裂缝形态特征

§1-4国内外研究成果

1-4-1斜裂缝宽度的影响因素

1-4-2国内外计算斜裂缝宽度的方法

§1-5人工神经网络在裂缝研究中的应用

§1-6本文所做工作

第二章试验设计

§2-1试件目的

§2-2试验的基本情况

2-2-1试件截面形式及配筋

2-2-2试件材料

§2-3试验及测量方法

2-3-1加载方式

2-3-2测量内容

§2-4主要计算结果

§2-5本章小结

第三章试验结果与分析

§3-1试验现象及主要的试验结果

3-1-1试验现象描述

3-1-2试验结果

§3-2裂缝的形成发展及梁的斜向开裂荷载

3-2-1斜裂缝形成前梁的特征

3-2-2斜向开裂荷载与开裂模式

3-2-3斜裂缝发展规律

§3-3不同因素对斜裂缝宽度的影响

3-3-1加载方式对斜裂缝宽度的影响

3-3-2混凝土强度等级对斜裂缝宽度的影响

3-3-3配箍率对斜裂缝宽度的影响

3-3-4钢筋的强度等级对斜裂缝宽度的影响

§3-4使用阶段裂缝宽度限值的讨论

§3-5本章小结

第四章人工神经网络与BP网络模型

§4-1神经网络简介

§4-2人工神经网络

4-2-1概述

4-2-2人工神经网络模型及其特征

4-2-3人工神经网络的适用性

4-2-4人工神经网络的意义及其发展展望

§4-3多层前馈神经网络(BP网络)

4-3-1BP网络概述

4-3-2BP网络结构模型

4-3-3BP网络的学习算法

§4-4本章小结

第五章人工神经网络在分析受剪斜裂缝宽度中的应用

§5-1受剪斜裂缝宽度的BP网络模型

§5-2关于受剪斜裂缝宽度BP网络的程序设计

5-2-1受剪斜裂缝宽度的BP网络模型程序说明

5-2-2具体BP算法的程序实现

5-2-3BP算法的改进方法

§5-3BP网络分析高强钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度

5-3-1网络输入输出

5-3-2网络训练

5-3-3网络仿真

5-3-4网络检验

§5-4本章小结

第六章斜裂缝宽度实用计算公式

§6-1现有裂缝宽度计算公式

6-1-1大连理工大学赵国藩教授等提出的计算方法

6-1-2清华大学聂建国、沈聚敏教授等提出的计算公式

6-1-3前苏联规范CHNⅡ-21-75的计算方法

6-1-4欧洲混凝土委员会，国际预应力协会CEB-FIP(MC78)方法

§6-2各裂缝宽度计算公式的比较

§6-3钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度理论计算公式

6-3-1受剪斜裂缝宽度计算的理论模型

6-3-2受剪斜裂缝宽度理论计算公式的推导

§6-4钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度实用计算公式

6-4-1V∑试验修正系数k

6-4-2 Zc的确定

6-4-3平均裂缝宽度增大系数m2

6-4-4系数m3的确定

6-4-5受剪斜裂缝宽度实用计算公式

§6-5计算值与实测值的比较

§6-6本章小节

第七章结论与建议

§7-1结论

§7-2研究建议

附录A裂缝分布图

附录B试验照片

附录C各裂缝宽度计算公式的计算结果

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果