HRBF500钢筋混凝土梁柱的裂缝宽度及挠度研究

摘要

500MPa钢筋混凝土梁柱构件有着较好的承载能力，在我国现行规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2011)中规定其抗拉强度设计值为435MPa，是HRB400钢筋1.2倍。在用钢量相同的情况下，使用500MPa钢筋能够提高构件的承载力。在较高应力的正常使用极限状态作用下，构件应力较高，变形较大，所以在非预应力构件正常使用状态下，构件的裂缝宽度和挠度有可能成为构件设计的主控因素。
　　本文通过对(1)3根500MPa细晶粒钢筋混凝土简支梁及1根HRB335钢筋混凝土简支梁的对比试验(2)6根500MPa细晶粒钢筋混凝土柱试件和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的偏压试验，对500MPa细晶粒钢筋混凝土简支梁受弯以及柱偏压状态下的试件裂缝宽度和挠度有了基本的认识。
　　试验研究证实，500MPa细晶粒钢筋混凝土破坏形态、变形及裂缝特点基本与普通的钢筋混凝土构件相同，其失效形式可分为混凝土受压破坏和钢筋受拉破坏两种。500MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400级钢筋一样，当作为受力主筋用于受弯构件以及柱子偏压时，其强度能得到充分的利用，其正截面的承载力可以采用现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2011)的相关公式进行计算。
　　论文中对4根受弯简支梁试验分析发现，受弯构件的裂缝宽度和挠度满足现行规范对裂缝和挠度的控制要求。500MPa细晶粒钢筋混凝土的受弯特性和普通的钢筋混凝土也相同，有着较好的受力性能，都可以实现延性破坏。对7根大偏压柱子实验结果进行分析，现行规范关于平均裂缝间距、最大裂缝宽度计算的相关公式能很好的适用于500MPa细晶粒钢筋混凝土大偏心受压构件。
　　论文根据钢筋混凝土结构的基本理论，对500MPa细晶粒钢筋混凝土简支梁以及偏压柱的受力机理进行了分析，对构件受力特性系数αcr的取值进行了比较发现：当按照标准组合进行计算时，偏压柱和简支梁构件受力特性系数取αcr=1.9进行最大裂缝计算时和试验值更相符合并有着良好的安全储备；当取准永久值进行计算时，偏压柱受力特性系数取αcr=1.7、受弯构件取αcr=1.9进行最大裂缝计算时，偏压构件和受弯构件的可靠度基本相同，有足够的安全储备。