HRB500級鋼筋混凝土偏壓柱的數(shù)值分析

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗,建立了hrb500級鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎,通過求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應,得到撓度、曲率、應變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計算結(jié)果與7根試驗梁結(jié)果相比較,驗證了模型的準確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應變等的變化情況.對多因素進行參數(shù)分析,分析表明:采用高強度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

為了進一步研究高強鋼筋混凝土梁的剛度計算方法,進行了15根hrb500級鋼筋混凝土簡支梁及2根hrb335級鋼筋混凝土對比梁的試驗,詳細分析了hrb500級鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級鋼筋混凝土簡支梁正截面符合平截面假定,實測撓度比現(xiàn)行規(guī)范計算值略大,相對誤差在6%左右,根據(jù)該試驗和收集的部分高強鋼筋混凝土梁的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計算hrb500級鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.

hrb500級鋼筋混凝土簡支梁受彎試驗 第六圖書館 在3根hrb500級鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強度等級或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗值與規(guī)范 的計算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實測值較規(guī)范的計算結(jié)果小,梁的撓度實測值比規(guī)范的計算值大.在3根hrb500級 鋼筋混凝土受彎試驗的基礎上,分析hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致.在開裂后,混凝土

對7根hrb500級低成本高性能鋼筋混凝土梁進行正截面試驗研究,分析hrb500級高性能鋼筋與高強混凝土匹配下梁的破壞形態(tài)、變形和承載力特點,研究現(xiàn)行規(guī)范的承載力、裂縫寬度和撓度等計算公式對hrb500級高性能鋼筋混凝土梁的適用性。結(jié)果表明:hrb500級低成本高性能鋼筋混凝土梁承載力實測值略大于計算值,梁裂縫間距實測值小于規(guī)范計算值;裂縫寬度實測值與計算值相近但互有大小,其計算不能直接套用現(xiàn)行規(guī)范公式;而撓度的實測值大于規(guī)范計算值,在規(guī)范公式基礎上給出了梁撓度計算的修正系數(shù)。

利用ansys對8個hrb500框架柱構(gòu)件塑性鉸區(qū)的抗剪性能進行了非線性有限元計算,模型中混凝土采用solid65單元,鋼筋采用link8單元,分離式建模,破壞準則采用willam—warnke五參數(shù)破壞準則,混凝土本構(gòu)關(guān)系采用多線性隨動強化模型(kinh),鋼筋的本構(gòu)關(guān)系采用雙線性隨動強化模型(bkin)。計算了模型的屈服位移、極限位移和位移延性系數(shù),計算值與試驗值符合較好,驗證了計算模型的適用性;利用已校驗的計算模型,變化hrb500框架柱構(gòu)件的截面尺寸、軸壓比與配箍特征值等參數(shù),計算得出位移延性系數(shù)、軸壓比與配箍特征值的關(guān)系表達式,進而給出hrb500框架柱在不同抗震等級下軸壓比的建議設計限值。

hrb500級鋼筋是適用于混凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)的新型鋼筋,通過工程實際應用,證明其具有優(yōu)良性能,可保證工程質(zhì)量并降低工程造價。

基于hrb400級鋼筋混凝土柱的試驗,對其滯回性能進行分析與研究,并對其損傷程度進行評價.通過比較兩種不同的損傷模型,建議采用一個基于延性系數(shù)的損傷模型.為了找出結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的延性系數(shù),根據(jù)試驗的結(jié)果建立了其與累積滯回耗能的關(guān)系圖.針對4個hrb400級鋼筋混凝土柱的試驗數(shù)據(jù)擬合結(jié)果,提出計算累積滯回耗能的方法.

HRB500級鋼筋測試

hrb500級鋼筋是我國新研制開發(fā)用于混凝土結(jié)構(gòu)的熱軋帶肋鋼筋，具有強度高、延性好的特點， 性價比明顯高于目前使用的hrb400、hrb335鋼筋，目前已納入國家產(chǎn)品標準。 現(xiàn)階段hrb500級鋼筋已初步具備工程應用條件，可在工程中進行試點應用。為積極穩(wěn)妥的推廣 hrb500級鋼筋，在目前該鋼筋未納入設計、施工規(guī)范的情況下可暫按本文要求進行設計、施工， 未明確處均應按《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》gb50010-2002、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 gb50204-2002、《建筑抗震設計規(guī)范》gb50011-2001（2008年版）等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。 待國家關(guān)于hrb500級鋼筋的規(guī)定頒布后，按國家規(guī)定執(zhí)行。 1材料 1.1鋼筋 1.1.1hrb500級鋼筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率。hrb500級鋼筋產(chǎn)品質(zhì)量檢驗 等

通過對已完成的配置hrb500級鋼筋混凝柱在低周反復水平荷載作用下的受力性能模擬分析,驗證了經(jīng)過二次開發(fā)的feap非線性有限元軟件能夠?qū)Υ祟愔目拐鹦阅苡绊懸蛩剡M行系統(tǒng)分析。利用feap程序完成了不同軸壓比和不同配箍特征值的162根配置hrb500級鋼筋混凝土柱的抗震性能模擬分析。分析結(jié)果表明:柱的位移延性系數(shù)隨軸壓比的增大呈指數(shù)減小,隨配箍特征值的增大近似呈線性增加;在配箍特征值一定的情況下,軸壓比較小時,柱位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大而減小,軸壓比較大時,位移延性系數(shù)隨縱筋配筋率的增大略有增大。通過對計算數(shù)據(jù)的回歸分析,得出受軸壓比、配箍特征值、縱筋配筋率和縱筋強度影響的配置hrb500級鋼筋混凝柱的位移延性系數(shù)計算式,模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。

針對當前典型的損傷模型存在一定程度上的缺陷,提出一個基于彈性變形能形式的損傷評價模型。該模型將過程量轉(zhuǎn)化為狀態(tài)量,考慮了滯回過程中構(gòu)件位移與剛度退化的影響。通過對滯回過程進行簡化與等效,使得地震作用計算變得貼近實際情況。通過四個hrb400級鋼筋混凝土柱破壞性試驗數(shù)據(jù)的分析,驗證了本文提出的模型的正確性與合理性。

通過對hrb400級鋼筋混凝土短柱在水平反復荷載作用下的抗震試驗研究,分析了hrb400級鋼筋和c60,c70,c80高強混凝土匹配下的配箍率為0.269%、剪跨比為1.9的混凝土短柱破壞形態(tài)、滯回特性,并將試驗得到的承載力與采用現(xiàn)行規(guī)范公式計算結(jié)果進行了比較。研究結(jié)果表明:試驗柱承載力隨混凝土強度的增大而增大;試驗柱在水平反復荷載作用下發(fā)生的都是脆性的剪切破壞,延性極差;采用現(xiàn)行規(guī)范計算hrb400級鋼筋混凝土短柱的受剪承載力過于保守。

通過4根hrb400級鋼筋混凝土簡支梁的試驗,觀測了試件的破壞形態(tài)及變形特征,對試驗結(jié)果進行了討論和分析,研究這種結(jié)構(gòu)的變形特點。試驗研究結(jié)果表明,hrb400級鋼筋混凝土簡支梁具有足夠的延性,正常使用性能較好。最后提出對這種結(jié)構(gòu)的撓度公式進行修正的建議。

HRB500級鋼筋施工要點

目前,在我國建筑工程中多采用hrb400級鋼筋,雖然該類型鋼筋具有很多優(yōu)點,但目前有一種更具優(yōu)勢的鋼筋可供推廣:hrb500級。通過對hrb500級鋼筋和hrb400級鋼筋的用量及造價比較,證明hrb500級鋼筋在建筑工程中的優(yōu)越性。對使用hrb500級鋼筋的社會效益和經(jīng)濟效益進行分析,為建筑工程hrb500級鋼筋的應用及推廣提供經(jīng)驗。

hrb500級鋼筋抗拉強度標準值為500mpa，是一種強度高、延性好的新型鋼筋，在國外已得到廣泛應用。而我國《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（gb50010—2002）中尚未列入，為盡快實現(xiàn)與國際接軌，在我國工程領域推廣種新型鋼筋，需對hrbs00級鋼筋混凝土構(gòu)件主要受力性能進行試驗研究。

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通過4件hrb400級鋼筋混凝土簡支梁的試驗,觀測了試件的破壞形態(tài)及變形特征,對試驗結(jié)果進行了討論和分析,研究這種結(jié)構(gòu)的受彎承載力及變形特點。試驗結(jié)果表明,hrb400級鋼筋混凝土簡支梁受力性能穩(wěn)定,具有足夠的延性,正常使用性能較好。按照現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》gb50010-2002計算受彎承載力,余量較大,設計強度取為360mpa可以滿足設計的要求。最后提出對這種結(jié)構(gòu)的撓度公式進行修正的建議。

在3根hrb500級鋼筋混凝土連續(xù)梁受彎試驗的基礎上,分析了hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能。結(jié)果表明:其破壞特征、撓曲模式及截面應變分布與普通高強混凝土梁基本一致。梁裂縫寬度較規(guī)范計算的結(jié)果小,其塑性調(diào)幅能力不明顯。

通過4根足尺的鋼筋混凝土簡支梁(3根采用hrb500級鋼筋、1根采用hrb335級鋼筋)受彎性能試驗,研究hrb500級鋼筋混凝土梁的受彎性能和裂縫開展規(guī)律。試驗結(jié)果表明,短期荷載下的hrb500級鋼筋混凝土梁具有良好的受彎性能;采用大直徑(32mm)hrb500級鋼筋配筋的混凝土簡支梁的最大裂縫寬度實測值小于《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(gb50010—2002)公式的預測值,但大于混凝土規(guī)范規(guī)定的最大裂縫寬度容許值。試驗梁的撓度、裂縫間距和最大裂縫寬度與鋼筋應力、鋼筋直徑和配筋率等因素的關(guān)系基本上可用現(xiàn)有模型預測。為滿足正常使用極限狀態(tài)的要求,建議對正常使用極限狀態(tài)的荷載代表值和規(guī)范公式的相關(guān)參數(shù)進行適當調(diào)整。

對15根配置hrb500級鋼筋的混凝土梁進行裂縫寬度試驗,研究試驗梁中裂縫特性,分析gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的裂縫寬度計算方法。分析結(jié)果表明:對于配置hrb500級鋼筋的混凝土梁,鋼筋應變εsm-εs平行性關(guān)系仍然成立;截面內(nèi)力臂系數(shù)取0.87,與試驗結(jié)果符合良好;裂縫間距及裂縫寬度試驗值較規(guī)范公式計算值小,調(diào)整鋼筋粘結(jié)特征系數(shù)為1.2,可提高規(guī)范公式計算精度;規(guī)范的裂縫計算模式能夠反映實際裂縫規(guī)律,但最大裂縫寬度計算結(jié)果偏于保守。