配置5 0 0 M P a 钢筋的混凝土梁受力性能的试验研究E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nB e h a v i o r so f R e i n f o r c e dC o n c r e t eB e a r n sw i t h 5 0 0 M P aS t e e lB a r s一级学科：盔王猩学科专业：结塑工程作者姓名：奎垫撞指导教师：王筮盛熬援 毯贤熬援天津大学建工学院二OO 七年十二月A B S T R A C T5 0 0 M P as t e e lb a r si san e wt y p es t e e lb a rw h i c hh a sh i g h s t r e n g t ha n ds t r o n gd u c t i l i t y T h i sk i n do fs t e e lb a rh a sb e e nw i d e l yu s e di nf o r e i g nc o u n t r i e s B u ti th a s n tb e e nt a k e ni nb yC o d ef o rd e s i g no fc o n c r e t es t r u c t u r e s ( G B2 0 010 2 0 0 2 ) I no r d e rt ot a k et h ei n t e r n a t i o n a l i z a t i o ni n t or e a l i t ya ss o o na sp o s s i b l ea n dp o p u l a r i z et h i sn e wk i n do fs t e e lb a ri ne n g i n e e r i n ga r e ao fo u rc o u n t r y , t h ee x p e r i m e n tr e s e a r c h e ss h o u l db ed o n eo nt h ec h a r a c t e r i s t i co fr e i n f o r e e dc o n c r e t em e m b e r sw i t hs u c hs t e e Ib a r s 。H o w e v e r , s u c hc o n c r e t eb e a m s ，a p p l y i n gh i g h e rt e n s i l es t e e la sr e i n f o r c e m e n t ，m a ya p p e a ro v e r s i z e dc r a c k sw h i c hc a n n o ts a t i s f yt h er e q u i r e m e n tf o ra p p l i c a b i l i t ya n dd u r a b i l i t y T h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho nt h ep e r f o r m a n c eo fs u c hh i g hs t r e n g t hr e i n f o r c e dc o n c r e t eb e a m si sm e a n i n g f u l B a s e do nt h ee x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nr e i n f o r c e dc o n c r e t eb e a m sw i t h5 0 0 M P as t e e lb a r s t h ed e v e l o p m e n to fc r a c ka n dt h ed i f f e r e n tf a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ec r a c kw i d t ha r ed i s c u s s e d M o r e o v e r , s i xg r o u p so fm e m b e r sw i t hw e l d e dw i r ef a b r i cn e a rt h ec o n c r e t es u r f a c eh a v e b e e nd e s i g n e da n dc o m p a r e dw i t hb e n d i n gc a p a c i t y ,d e f o r m a t i o na n dc r a c kw i d t h F r o mt h et e s tr e s u l t s i ti Si n d i c a t e dt h a tt h i sk i n do fm e m b e r sw i t h5 0 0 M P as t e e lb a r sc a l lw o r kw e l la st h ec o m m o nR Cf l e x u r a lm e m b e r sa n dt h ef o r m u l ai nC o d ef o rD e s i g no fC o n c r e t eS t r u c t u r e sC a nb eu s e dt oc a l c u l a t eb e n d i n gc a p a c i t y , d e f l e c t i o na n dc r a c kw i d t h ，b u tt h ec a l c u l a t e dc r a c kw i d t hs h o u l db ec a l i b r a t e d F u r t h e r m o r e ，w e l d e dw i r ef a b r i cc a nn o to n l yb eu s e dt oc o n t r o lt h ed e v e l o p m e n to fc r a c kb u ta l s om a k et h eb e a m st om e e tt h eI i m i to fm a x i m u mc r a c kw i d t h O nb a s i so ft h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s ，u s i n gt h eb a s i cc a l c u l a t e dp r i n c i p l ea n dm e t h o do fc o n c r e t e ，af o r m u l aw h i c hc a nb eu s e dt oc a l c u l a t et h eb e n d i n gc a p a c i t ya n dd e f l e c t i o no ft h ec o n c r e t eb e a m sw i t hw e l d e dw i r ef a b r i cs a f e l yh a sb e e ng i v e no u t F u r t h e r , a c c o r d i n gt ot h ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e ro ft h es u r f a c ec r a c k so fr e i n f o r c e dc o n c r e t eb e a m s ，i ti ss h o w nt h a tt h ee x p a n s i o np r o c e s so fc o n c r e t eb e a m su n d e rl o a dc a nb ed e s c r i b e dw i t hs u c hn o n l i n e a rt h e o r i e sa sf r a c t a lg e o m e t r y T h e r e f o r e ，f i s s u r ed i m e n s i o n so nt h es u r f a c eo fc o n c r e t eb e a m sc a nb eu s e dt od e s c r i b et h es t a t eo fc r a c k i n gd a m a g eu n d e rt h ei n f l u e n c eo fv a r i o u ss t r e s s e s M o r e o v e r , ar e l a t i o n s h i ph a sb e e ne s t a b l i s h e db e t w e e nt h ef i s s u r ed i m e n s i o n sa n dt h ed a m a g ev a r i a b l e T h e r e f o r e ，f r a c t a lg e o m e t r yt h e o r yc a np r o v i d ean e wt h o u g h ta n dm e t h o df o rt h es t u d yo ft h e第一章绪论第一章绪论提高建筑安全性和抗震性的关键是提高钢筋的强度和综合性能。5 0 0 M P a 级钢筋具有强度高，节约能源、降低材料消耗、延性好，碳当量低等优点。目前高强钢筋己广泛应用于国外主要工业化国家。然而我国对5 0 0 M P a 级钢筋的研究起步较晚，尚缺乏其钢筋混凝土构件的试验资料。为尽快推广和使用这种新型钢筋，使我国建筑用钢与国际接轨，急需对其性能进行深入研究，形成完整的技术数据，为5 0 0 M P a 级钢筋的开发及应用提供技术基础。在混凝土结构设计规范( G B5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 1 1J 第六批科研课题中，已将5 0 0 M P a 级钢筋的工程应用研究列为重要课题之一，并计划在混凝土结构设计规范的局部修订或进一步全面修订时列入5 0 0 M P a 级钢筋。“5 0 0 M P a 钢筋应用技术研究为国家8 6 3 课题“高性能钢铁材料的应用与超级钢应用技术规范”的子课题，同时也是中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会组织的混凝土结构设计规范“第六批研究课题”的重要组成部分。1 1 研究背景及意义1 1 1 选题背景在我国工程建设中，混凝土结构在各工程结构中占主导地位，混凝土用量每年已超过1 5 亿立方米，钢筋用量己达到1 4 3 亿吨。混凝土结构中钢筋是基本建设必不可少的原材料，钢筋的品种、规格和性能直接影响到混凝土结构的安全与经济。随着建筑工业的迅速发展，城市市政工程和高层建筑等工程结构对钢筋性能的要求越来越高，建筑结构的安全性、抗震性问题引起了普遍关注，而提高建筑安全性和抗震性的关键是提高钢筋的强度和综合性能。研制一种强度高和综合性能好的钢筋，是未来钢筋混凝土结构在建筑工程领域发展的必然趋势。目前，世界各国的建筑已向大型化发展，为提高大型建筑物的安全性，国外建筑行业已普遍采用焊接性能好、强度高的钢筋。国外主要工业化国家相继开发、研制了高强钢筋1 2 J 。例如美国1 9 9 6 年钢筋标准增加了强度为5 2 0 M P a 的钢筋，俄罗斯19 9 3 年标准增加了强度为5 0 0 M P a 、6 0 0 M P a 的钢筋，并在研究、开发和使用高强钢筋方面做了很多工作，加速了高强钢筋的推广和使用，目前国外发达国家已经很少采用低强度的钢筋。可见，我国建筑行业用钢水平远远落后于国际第一章绪论先进水平。然而在我国建筑用