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500MPa 级带肋碳素钢筋抗拉强度标准值为 500MPa,是一种强度高、延性好的新型钢筋,在国外已得到广泛应用。目前,500MPa 级带肋碳素钢筋已被纳入我国标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-1998),但由于缺乏相应的钢筋混凝土构件的试验资料而尚未列入我国现行的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。本课题的研究将为,500MPa级带肋碳素钢筋的应用提供理论基础与试验依据。
通过对5根500MPa级带肋碳素钢筋混凝土简支梁及HRB335、HRB400 级钢筋混凝土简支梁各 1 根的对比试验,观察了试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态。试验表明,500MPa级带肋碳素钢筋混凝土构件的受弯性能与普通钢筋混凝土构件相同,具有较好的受力性能,均实现了延性破坏。
试验表明,当500MPa级带肋碳素钢筋作为受力主筋用于受弯构件时,其强度能得到充分利用,构件正截面的强度可以采用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) 的相关规定进行计算,并且当取其屈服强度设计值为fy=420MPa,可以按现行规范的相关规定进行计算;当被用作箍筋时,其强度不能被充分利用,但构件的受剪承载力仍可以按现行规范的相关规定进行计算。
对构件试验结果的研究分析表明,500MPa级带肋碳素钢筋受弯构件的挠度、裂缝均可按现行规范的相关规定进行计算,但挠度值应乘以扩大系数fy/300 (建议取fy=420MPa)。在正常使用极限状态下,500MPa 级带肋碳素钢筋混凝土受弯构件能满足现行规范对挠度控制的要求;但由于500MPa级带肋碳素钢筋在正常使用极限状态下的工作应力σ<,sk>较大,建议在设计中对500MPa 级带肋碳素钢筋受弯构件进行裂缝宽度验算。
本文在对试验结果分析的同时,还对构件进行了非线性有限元分析。利用有限元分析软件ANSYS模拟试验过程,同时对数值分析结果和试验结果进行了比较分析,结果表明,分析结果与试验结果吻合较好。