高强钢筋外形变化对偏心受压构件性能影响试验研究

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随着经济的发展与社会需求的多元化,建筑的结构形式朝着超高层,大跨度的方向发展。钢筋混凝土结构因其具有较多优良的特点,而被广泛使用。这就对组成该种结构形式的基本材料之一,钢筋提出了更高的要求。近年来不同品种的高强钢筋不断出现,但由于我国混凝土设计规范对钢筋混凝土结构中使用钢筋的最高强度仅规定到500MPa。因此,针对500MPa尤其是600MPa及以上的高强钢筋,开展相关研究为修订混凝土设计规范提供条件尤为重要。在我国相关标准与规范中对于钢筋的外形参数有明确的规定,但是我国规范规定的月牙钢筋表面横肋间距值比国际规范和英国规范的规定值要小许多。增大横肋间距,可以减少钢筋表面月牙肋的数量从而提高钢筋利用率。因此,本文选取近几年研发的符合标准外形的T63E/E/G高强钢筋与横肋间距增大的T63E/E/G高强钢筋作为大偏心受压构件的受力纵筋与箍筋进行试验研究,来探究配置不同钢筋外形的高强钢筋混凝土大偏心受压试件其各项力学指标是否一致。试件也设置了不同配筋率、不同的混凝土强度等因素,来探究各种影响因素对配置横肋间距增大的高强钢筋构件的影响与典型大偏压构件相应影响是否保持一致。总结归类了试件的破坏形态,并绘制能反映试件受力性能的侧向挠度曲线、荷载-混凝土应变曲线等。通过对比分析发现:T63E/E/G高强钢筋横肋间距的增大对试件的破坏形态、试件承载力、试件挠度等无明显影响。配置横肋间距增大的高强钢筋试件在加载过程中的各类曲线形态与典型大偏压试件的曲线形态基本保持一致。T63E/E/G高强钢筋作为箍筋时,在试验加载的后期箍筋都基本达到屈服,较好的改善了试件的变形性能。综合分析发现横肋间距增大的T63E/E/G高强钢筋应用于大偏心受压构件中时,其各项力学指标没有因为钢筋外形的改变而发生较大差异。因此在大偏心受压构件中应用横肋间距增大的T63E/E/G高强钢筋,无需做特殊处理。在本文试验结果的基础上,选取中国与美国现行混凝土规范中相关计算方法对大偏心受压构件的承载力与跨中控制截面弯矩承载力进行计算,验证两种方法用于T63E/E/G高强钢筋混凝土大偏心受压柱的可行性。并对T63E/E/G高强钢筋用于混凝土偏心受压构件的抗拉与抗压强度的设计取值提出建议。对比分析表明:对T63E/E/G高强钢筋混凝土大偏心受压构件的承载力与跨中控制截面弯矩计算时,采用美国规范方法的计算值均大于我国规范方法的计算值,从安全性角度考虑,我国现行混凝土设计规范中的相关计算方法更为适用。当构件设有箍筋时,T63E/E/G高强钢筋在大偏心受压构件中的抗拉与抗压强度设计值可取fy=fy,=545MPa。本文主要依托于“陕西省标准《新型热处理带肋高强钢筋混凝土结构技术规程》编制”项目,对两种外形的高强钢筋应用于偏压构件中的对比分析,可以为修订我国现行混凝土设计规范提供参考依据。同时也可以为优化钢筋外形的生产制造工艺,提高钢筋利用率提供思路。
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