500MPa级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能研究

论文摘要

作为一种强度高、延性好的新型钢筋,HRBF500级钢筋在国外已得到广泛应用,但我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中尚未列入。为在我国工程领域中推广应用HRBF500级钢筋提供设计参考,本文开展了HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪性能的试验研究,同时进行了数值模拟分析。通过3根集中荷载下高强箍筋混凝土梁的抗剪破坏试验,分析了500MPa级细晶粒箍筋（HRBF500）混凝土梁斜截面的抗剪承载力和使用阶段的斜裂缝宽度,以及细晶粒高强箍筋和剪跨比对梁抗剪承载力和斜裂缝宽度的影响。试验表明,配置HRBF500箍筋梁受力性能与普通钢筋混凝土梁相比可以明显提高抗剪承载力,但对斜裂缝宽度的影响不大。随着剪跨比的增大,梁抗剪承载力下降,斜裂缝宽度加大。HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪性能试验研究表明,HRBF500级钢筋混凝土试件抗剪性能与普通钢筋混凝土试件相似。抗剪构件可按现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中的承载力计算公式计算。由于HRBF500级钢筋在正常使用极限状态下的工作应力较大,建议在设计中加强对HRBF500级钢筋混凝土抗剪构件进行斜裂缝宽度验算。本文在试验基础上,建立HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪有限元分析模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟试验全过程,同时将数值分析结果和试验结果进行了比较分析。结果表明,数值分析与试验结果吻合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 混凝土结构用钢筋应用现状
• 1.1.2 混凝土结构对钢筋的要求
• 1.2 高强钢筋在混凝土结构中的应用
• 1.2.1 细晶钢筋生产工艺及表示方法
• 1.2.2 细晶钢筋的应用前景
• 1.3 高强钢筋混凝土构件抗剪性能研究现状
• 1.4 全面推广应用高强钢筋和高性能混凝土的意义
• 1.5 本文研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 参考文献
• 第2章 500MPa 级细晶粒钢筋混凝土简支梁试验
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 钢筋
• 2.1.2 混凝土
• 2.2 试件设计及制作
• 2.2.1 试验概况
• 2.2.2 试件简图及设计参数
• 2.2.3 试验梁制作过程
• 2.3 试验加载及量测方案
• 2.3.1 加载装置
• 2.3.2 加载制度
• 2.3.3 量测方案
• 2.3.4 量测仪器
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第3章 500MPa 级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究
• 3.1 钢筋混凝土梁的剪力传递机理及分析方法
• 3.1.1 钢筋混凝土梁剪力传递机理
• 3.1.2 钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型和方法
• 3.1.3 影响钢筋混凝土梁抗剪承载力的主要因素
• 3.2 国内外各规范斜截面承载力公式及斜裂缝宽度计算方法
• 3.2.1 各国规范公式及适用条件
• 3.2.2 国内外计算斜裂缝宽度的方法
• 3.3 高强钢筋混凝土梁抗剪试验过程
• 3.3.1 试验加载过程
• 3.3.2 试验现象描述
• 3.4 高强钢筋混凝土梁抗剪试验结果
• 3.4.1 试验梁抗剪承载力分析
• 3.4.2 试验梁斜裂缝宽度分析
• 3.4.3 试验梁使用阶段斜裂缝宽度限值分析
• 3.4.4 试验梁变形性能分析
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第4章 钢筋混凝土简支梁非线性有限元分析
• 4.1 概述
• 4.1.1 钢筋混凝土研究中的有限元方法
• 4.1.2 钢筋混凝土研究中有限元方法基本理论
• 4.2 钢筋混凝土非线性分析在 ANSYS 中的实现
• 4.2.1 钢筋混凝土有限元模型影响因素及方式
• 4.2.2 钢筋混凝土有限元模型的建立
• 4.2.3 钢筋混凝土简支梁有限元模型
• 4.2.4 钢筋混凝土简支梁有限元模型计算结果与分析
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢