高强钢筋混凝土梁裂缝宽度的试验研究和分析

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1、第３９卷第１０期同济大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１０２０１１年１０月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）Ｏｃｔ．２０１１文章编号：０２５３－３７４Ｘ（２０１１）１０－１４２０－０６ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１１．１０．００２高强钢筋混凝土梁裂缝宽度的试验研究和分析周建民，王眺，陈飞，赵勇（同济大学建筑工程系，上海２０００９２）摘要：为了研究配置高强钢筋混凝土梁开裂后的使用性能，ｗｉｄｔｈｆｏｒｍｕｌａｗａｓｐｕｔ

2、ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄ对１４根配置５００ＭＰａ钢筋的混凝土梁进行了受弯性能试ｆｏｒｍｕｌａｓｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ验．给出了梁侧面裂缝宽度沿裂缝高度的分布规律；梁底面ｒｅｓｕｌｔｓ．裂缝宽度沿梁宽变化规律；典型位置处平均裂缝宽度与弯矩Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｂａｒｓ；ｃｒａｃｋ关系等，并对裂缝宽度值进行了统计分析．由本次试验和其ｗｉｄｔｈ；ｓｕｂｃｒａｃｋ；ｃ

3、ｒａｃｋｓｐａｃｉｎｇ他相关试验的数据分析表明：在钢筋应力较高时产生的次生裂缝会明显抑制主裂缝的扩展速度；我国现行规范的裂缝宽度公式的计算值明显大于试验值，不适用于配置高强钢筋混混凝土结构中使用高强钢筋，可明显减少钢筋凝土梁的情况．对钢筋高应力下的裂缝宽度主要影响因素进用量，显著改善目前框架结构梁、柱节点和框架柱钢行了分析，并提出了配置高强钢筋混凝土梁裂缝宽度的２种［１］筋拥挤的现象．但在实践中，配置高强度钢筋的混计算模式．建议公式与试验结果吻合较好．凝土构件按《混凝土结构设计规范》（ＧＢ５００１０—关键

4、词：钢筋混凝土梁；高强钢筋；裂缝宽度；次裂缝；裂［２］２００２）（以下简称《规范》）验算裂缝宽度时，裂缝宽缝间距度大都超过限值，限制了高强钢筋的使用．有研究指中图分类号：ＴＵ３７５．１文献标识码：Ａ出，按规范裂缝宽度公式计算值要比实测值大，它是［３－５］否适用于高强度钢筋本身值得研究．本文通过ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｒａｃｋ－ｗｉｄｔｈｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＢｅａｍ１４根配置５００ＭＰａ钢筋梁的受弯性能试验，并结合ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈＨｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈＢａｒｓ相关试验数据，分析了现行裂缝宽度计

5、算公式不适用于高强钢筋的原因，提出了规范公式的修改建议．ＺＨＯＵＪｉａｎｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＴｉａｏ，ＣＨＥＮＦｅｉ，ＺＨＡＯＹｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）１试验Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｅｓｔｏｆ１４ｆｌｅｘｕｒａｌｍｅｍｂｅｒｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈ５００１．１试验概况ＭＰａｂａｒｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒ试验设计了１

6、０根矩形梁（ＪＬ１—ＪＬ１０）和４根Ｔｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｂａｒｓ．Ｔｈｅ形梁（ＴＬ１１—ＴＬ１４），全部配置５００ＭＰａ高强度钢筋．ｃｒａｃｋｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｂｅａｍｈｅｉｇｈｔａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｒａｃｋｗｉｄｔｈａｎｄｍｏｍｅｎｔｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄ．表１和图１中，ｂ，ｈ，Ｌ分别为试验梁宽度、高度和跨Ｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｏｔｈｅｒｒｅｌｅｖａｎｔｅｘ

7、ｐｅｒｉｍｅｎｔｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ度，ｂ′ｆ和ｈ′ｆ分别为试验梁翼缘宽度和厚度，ｃ为试验ｔｈａｔｔｈｅｓｕｂｃｒａｃｋｓｂｅｔｗｅｅｎｃｒａｃｋｓｌｉｍｉｔｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｃｒａｃｋ梁保护层厚度．试件在纯弯段不配置箍筋，为了便于ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｓｓｔｒｅｓｓｉｓｈｉｇｈ．Ｃｒａｃｋｗｉｄｔｈｃａｌｃｕｌａｔｅｄ量测梁底面裂缝，采用四分点反向加载方案，加载装ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＧＢ５００１０—２００２ｗａｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅ置和量测内容见图２．图中．Ｇ－ｘ表示钢筋的应变测ｅ

8、ｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅｃｒａｃｋｗｉｄｔｈｆｏｒｍｕｌａ点，ｆ－ｘ表示试验挠度测点．为观测裂缝宽度，试验前ｃｏｕｌｄｎｏｔａｐｐｌｙｔｏｔｈｅｍｅｍｂｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｂａｒｓ．Ａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｆａｃｔｏｒｏｆｃｒａｃｋ－ｗｉｄｔｈｏｆｔｈｉｓ将梁侧及受拉底面用白色涂料刷白，并绘制５０ｍｍ×ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｏｔｈｅ