【摘要】：基于水電站管道外圍混凝土的承載特性,設(shè)計(jì)了配筋混凝土試件軸向拉伸試驗(yàn),對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行研究。對(duì)國內(nèi)幾種現(xiàn)行規(guī)范中配筋混凝土受拉構(gòu)件的最大裂縫寬度公式進(jìn)行比較,分析各公式的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上,針對(duì)水電站鋼襯鋼筋混凝土管道,提出了混凝土最大裂縫寬度計(jì)算公式的改進(jìn)建議。
【圖文】：

值，N/mm2;σs為按荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉普通鋼筋應(yīng)力，N/mm2。但是很難精確計(jì)算ψ，故目前仍然使用半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法確定ψ。數(shù)理統(tǒng)計(jì)模式的裂縫寬度計(jì)算公式來源于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)及原型觀測數(shù)據(jù)，基于幾個(gè)重要因子，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法構(gòu)建公式［17］，規(guī)范JTJ267—1998中的裂縫寬度計(jì)算公式即為此模式。2配筋混凝土軸向拉伸試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析考慮以往實(shí)際工程中管道的鋼筋直徑和環(huán)向鋼筋配筋率［18］并參考規(guī)范［19］，筆者設(shè)計(jì)了配筋混凝土軸向拉伸試驗(yàn)的試件(見圖1)、裝置與試驗(yàn)方法［20］。試驗(yàn)選用電子萬能試驗(yàn)機(jī)通過位移加載方式對(duì)試件進(jìn)行加載。為了使試件在量測范圍內(nèi)開裂，在試件中部兩側(cè)各設(shè)置5mm誘導(dǎo)縫。試驗(yàn)中在誘導(dǎo)縫周圍對(duì)稱布置應(yīng)變片，并在誘導(dǎo)縫處的鋼筋內(nèi)布置應(yīng)變片測取鋼筋應(yīng)變。試驗(yàn)每組制備6個(gè)試件，其中2個(gè)備用，基于試件尺寸考慮到多數(shù)工程中管道的環(huán)向鋼筋配筋率的大小，選取鋼筋的配筋率分別為0.74%、1.12%和1.58%，對(duì)應(yīng)的試件編號(hào)分別為P-1、P-2和P-3。試驗(yàn)中試件選用材料和配合比見表1，并通過28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)立方塊驗(yàn)證了試件均滿足C25混凝土的強(qiáng)度要求，試驗(yàn)結(jié)果見表2。圖1試件表1試件材料水泥/kg碎石/kg砂/kg水/kg減水劑/kg粒徑/mm32112416681702.575～40表2標(biāo)準(zhǔn)立方塊試件試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)類型試件編號(hào)強(qiáng)度/MPa強(qiáng)度平均值/MPa標(biāo)準(zhǔn)差/MPa變異系數(shù)δ抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)132.6230.4333.432.11.270.040劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)P-12.37P-22.23P-32.292.300.060.025根據(jù)試驗(yàn)測量的鋼筋應(yīng)變數(shù)據(jù)，計(jì)算得到鋼筋應(yīng)力，并利用各規(guī)范［9，12-14］中最大裂縫寬度計(jì)算公式計(jì)算試件的裂縫寬度，得到P-1、P-2、P-3試件裂縫寬?

第43卷第3期吳海林，等:基于試驗(yàn)的鋼襯鋼筋混凝土管道裂縫寬度研究WaterPowerVol.43No.361圖2ρ=0.74%配筋混凝土試件ω-σ曲線圖3ρ=1.12%配筋混凝土試件ω-σ曲線圖4ρ=1.58%配筋混凝土試件ω-σ曲線式中，Wmax為按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合或準(zhǔn)永久組合計(jì)算的最大裂縫寬度，此處僅考慮裂縫寬度的短期擴(kuò)大效應(yīng)，mm;τs為短期裂縫寬度的擴(kuò)大系數(shù);αc為反映裂縫間混凝土伸長對(duì)裂縫寬度影響的系數(shù);Es為鋼筋的彈性模量，N/mm2;cs為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離，mm;deq為受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑，mm。3基于試驗(yàn)結(jié)果的裂縫寬度計(jì)算公式改進(jìn)研究3.1鋼筋的直徑及配筋率對(duì)裂縫寬度的影響分析根據(jù)上文分析結(jié)果，，本次試驗(yàn)中裂縫寬度實(shí)測結(jié)果與采用各規(guī)范公式的計(jì)算值相差較大，且各規(guī)范公式的計(jì)算值之間也有較明顯的差異。結(jié)合本試驗(yàn)，分析式(1)可知，鋼筋的直徑和試件配筋率對(duì)裂縫發(fā)展有較明顯的影響。三組試件的實(shí)測與基于GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所得的平均裂縫寬度-鋼筋應(yīng)力曲線如圖5、6所示。

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本文編號(hào)：2583067