HRB500级钢筋混凝土板受弯性能的试验研究与有限元分析

摘要

本文论述了HRB500级钢筋混凝土板受弯性能的试验研究与有限元分析。 HRB500级钢筋抗拉强度标准值为500MPa，是一种强度高，延性好的新型钢筋。其抗拉、抗压强度的提高在混凝土结构中取代传统HRB335 级钢筋可节约钢材24％，取代HRB400 也可节约钢材9％，经济效益显著。良好的冷弯工艺性能提高了施工工作效率，方便了弯曲施工，在相同受力条件下可以减少钢筋用量，增大钢筋的间隙，提高了各种配筋的焊接、绑扎及混凝土浇灌空间，给施工过程带来方便, 同时保证了钢筋混凝土的施工质量，在国外已得到广泛应用。而我国《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中尚未列入，为尽快实现与国际接轨，我国正在修订中的《混凝土结构设计规范》拟列入此种钢筋，以便在我国工程领域推广这种新型钢筋，郑州大学刘立新等人曾做过一定数量的500MPa级钢筋混凝土梁的抗弯试验。但是，HRB500钢筋作为主要受力钢筋的混凝土板的承载力、裂缝、刚度等性能还没有试验依据。 基于此，对HRB500钢筋作受力主筋的10块受弯平板进行了试验研究，着重分析了在不同配筋率下板的受弯承载力及正常使用下裂缝与挠度问题。结果表明在正常使用极限状态下，HRB500级钢筋混凝土受弯构件的挠度、裂缝宽度均可按现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中规定公式计算，但应进行适当修正，并建议在设计中对HRB500级钢筋混凝土受弯板进行挠度验算。 在对试验结果分析的同时，对十块板进行了非线性有限元的分析。在试验基础上，建立有限元模型，利用有限元分析软件ANSYS模拟试验过程，同时对数值分析结果和试验结果进行了比较分析。