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在建筑工程中采用配高强钢筋的混凝土,能提高材料的利用率。但现行的《混凝土结构规范规范》(GB50010—2002)的短期刚度计算公式是基于配有HPB235级钢筋和HRB335级钢筋的混凝土梁的受弯性能试验数据获得的。对于配有高强钢筋的混凝土梁,由于它在使用阶段的纵筋应力会比以往试验的模型梁中的钢筋应力高,因此,现行规范中的刚度公式对于配高强钢筋的混凝土受弯构件是否仍然适用,需要作进一步研究。
本文结合公式比较和试验研究,分析了配500MPa级钢筋混凝土受弯构件的短期刚度计算方法。并结合已有试验资料,给出了适用于钢筋混凝土受弯构件和预应力混凝土受弯构件的短期刚度计算的建议公式。
本文首先对7种混凝土结构设计规范[4~10]中的短期刚度计算公式进行了比较。结果显示,尽管这些规范公式主要是按照两类不同的方法建立的,但计算结果却比较接近。计算结果的差别主要由αEρ和使用弯矩两方面的因素造成。
本文通过14根配500MPa级钢筋混凝土梁的静载试验,对现行的7种规范中的短期刚度计算公式的适用性进行了评估。
试验表明,在参与比较的几种规范中,有3种规范的计算结果与试验获得的短期刚度和跨中挠度吻合良好。综合考虑规范公式的统一、计算精度等因素,本文的建议公式采用经验公式。
理论和实验分析均表明,开裂截面的抗弯刚度受弯矩作用的影响较小,受αEρ的影响较大。本文根据本次试验数据及大量过往试验数据,回归出开裂截面抗弯刚度的计算公式,代入经验公式,从而得到建议公式。经验算,建议公式的计算结果与实验结果吻合良好,能满足钢筋混凝土受弯构件和预应力混凝土受弯构件的短期刚度计算。