冷轧带翼钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率的试验研究

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冷轧带翼钢筋作为一种新型的冷加工钢筋,具有抗拉强度高,延性较一般冷加工钢筋好,与混凝土的粘结性能强等优点。由于直径较小以及受力时钢筋应力较大,因此冷轧带翼钢筋主要应用于水平楼(屋)面受弯构件或基础底板等构件。在设计过程当中,很多情况下都要求满足最小配筋率的要求。如果对冷轧带翼钢筋仍然采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的相关规定与要求,则在很多情况下不得不增加配筋,从而无法充分发挥钢筋的强度优势,因此对冷轧带翼钢筋混凝土受弯构件最小配筋率进行研究是十分必要的。 本文的研究主要包括以下方面的内容。 (1)对比国际上有关国家规范对受弯构件最小配筋率的规定方法和取值原则,结合我国实际,提出了冷轧带翼钢筋混凝土受弯构件最小配筋率的取值原则建议。 (2)通过对五种类型低配筋率冷轧带翼钢筋混凝土板的试验研究,了解各试件的受力性能、破坏形态与特点,以确定属于明显延性破坏的试件配筋率,并提出最小配筋率的参考值。 (3)采用一次二阶矩法对试件的可靠指标进行计算分析。 (4)分析了各试件在正常使用极限状态下的裂缝和挠度,表明在试验两种配筋率下,构件均能满足正常使用要求。 本文研究得出的主要结论如下。 (1)通过对相关国家规范受弯构件最小配筋率的分析对比,并结合试验结果及考虑我国的实际情况,建议冷轧带翼钢筋受弯构件(次要构件)最小配筋率取:ρ<,min>=0.4f<,t>/f=0.001f<,t>≥0.0015(2)试验表明,配筋率为0.12%的试件的破坏呈现一定的脆性破坏特征;配筋率为0.15%的试件的破坏则有明显的预兆,同时具备一定的安全储备,属于延性破坏。 (3)分析结果表明,由于配筋率相近(0.12%和0.15%),其可靠指标差异很小,当安全等级取二级时,配筋率为0.12%的试件不满足《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001关于脆性破坏的要求,而配筋率为0.15%的试件满足关于延性破坏的要求。 (4)试验试件在正常使用极限状态下均能满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2002规定的限值。同时,对计算低配筋率冷轧带翼钢筋混凝土板的平均裂缝间距的方法进行修正,使结果与实际较好相符。另外,采用有效惯性矩法计算的试件挠度值也与实测值较好相符。
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