论文题目：钢筋外形对混凝土梁正裂缝影响的研究
摘要：钢筋混凝土结构裂缝宽度的大小是影响其结构耐久性的主要因素之一。我国冶金技术的进步和钢筋生产工艺的提高使得钢筋的强度越来越高,同时我国钢筋标准也经历了多次修改。根据课题组前期的试验研究表明,配置HRB400钢筋的混凝土梁的裂缝间距比同条件下配置HRB335钢筋梁的裂缝间距明显要小。新的混凝土用钢筋标准中对于钢筋外形尺寸的规定较之上世纪七十年代的标准有所不同,而我国混凝土结构设计规范关于裂缝宽度计算方法的建立基本上基于这一时期的试验资料。钢筋外形是影响钢筋与混凝土之间粘结性能的主要因素之一,同时也是影响钢筋混凝土结构裂缝分布和裂缝大小的主要因素。为探讨配置高强钢筋的混凝土构件相较之前使用较低强钢筋时构件裂缝间距与裂缝宽度的变化,根据《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057-2009）修订编制组工作计划和专题研究,开展上述工作。本研究基于27根配置HRB400钢筋的混凝土轴拉构件试验,分析比较了与相同试验条件下配置HRB335钢筋的混凝土轴拉构件的平均裂缝间距、平均裂缝宽度、最大裂缝宽度以及有效受拉截面面积,并结合搜集的近四十年大量混凝土构件的裂缝试验资料,对这些裂缝资料进行整理对比、拟合回归及统计分析,从基本的混凝土梁正裂缝入手,研究钢筋外形因素对混凝土裂缝带来的影响。主要工作和结论如下:（1）配置HRB400钢筋的混凝土平均裂缝宽度和最大裂缝宽度实测值整体大于配置HRB335钢筋的实测值,且裂缝宽度值随钢筋应力提升的增幅较大;配置HRB335钢筋的构件平均裂缝间距实测值比配置HRB400钢筋的构件平均裂缝间距实测值偏大。（2）经过对配置HRB355和HRB400钢筋的轴心受拉构件裂缝开裂试验结果的对比分析,表明混凝土有效受面积基本相同,可取半径为7.5d（d为钢筋直径）的圆形区域或边长为6.5 d的正方形区域。（3）钢筋外形影响混凝土梁正裂缝的平均裂缝间距,对试验结果的分析表明,在同样条件下,相对肋高?/（9和相对肋间距7）/（9较大的钢筋其构件平均裂缝间距较小,但钢筋应力仍是控制混凝土裂缝宽度的决定性因素,钢筋应力水平较高的构件裂缝宽度也较大。（4）在对比分析的基础上,提出采用反映相对肋高和相对肋距对平均裂缝间距影响的钢筋外形影响系数k,根据对试验资料的回归分析,6）=1.065-18.38?/（9+2.727）/(9,与试验结果吻合较好。（5）基于灰色理论,建立了简单关联度计算模型表明:钢筋外形同混凝土保护层厚度(8、钢筋直径与有效配筋率比值(9?te对裂缝间距的影响水平相当;在钢筋外形的四个参数中,相对肋高和相对肋间距对混凝土构件裂缝间距的影响程度较于齿肋比和基圆面积率相对要高。本课题部分试验研究依托清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室开放基金项目（sklhse-2018-C-04）进行。
关键词：裂缝宽度;裂缝间距;钢筋外形;灰色理论
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 混凝土结构用钢筋外形概况
1.1.1 钢筋的形状
1.1.2 钢筋的外形参数
1.2 影响混凝土裂缝宽度的主要因素
1.2.1 钢筋直径与配筋率
1.2.2 混凝土保护层厚度c
1.2.3 钢筋应力σ
1.2.4 混凝土强度
1.3 国内外研究情况
1.3.1 配筋对于裂缝宽度和间距影响的研究
1.3.2 裂缝分析计算方法的研究
1.4 高强钢筋在试验与应用中裂缝状况的研究
1.5 本文研究的意义和内容
1.5.1 本文研究的意义
1.5.2 本课题研究的主要内容
2 裂缝计算理论和方法
2.1 裂缝计算的基本理论与方法
2.1.1 粘结滑移理论
2.1.2 无滑移理论
2.1.3 综合理论
2.1.4 数理统计方法
2.2 我国不同规范中几种裂缝计算的主要方法
2.2.1 《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)
2.2.2 《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151-2011)
2.2.3 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
2.2.4 《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB10092-2017)
2.2.5 《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-2009)
2.2.6 各规范裂缝计算方法的比较
2.3 本章小结
3 配置HRB400钢筋的轴心受拉构件试验研究
3.1 试验目的
3.2 试验设计与制作
3.3 试验加载与测量
3.3.1 加载装置与方式
3.3.2 测量内容及方法
3.4 试验现象及结果
3.4.1 试验现象
3.4.2 破坏特征及裂缝分布
3.5 与配置HRB335钢筋轴拉构件的比较分析
3.5.1 平均裂缝间距分析
3.5.2 平均裂缝宽度与最大裂缝宽度分析
3.5.3 混凝土有效受拉截面面积比较
3.6 本章小结
4 钢筋外形对混凝土梁正裂缝的影响
4.1 热轧带肋钢筋新旧生产标准的外形参数比较
4.2 钢筋外形对裂缝间距的影响
4.2.1 l_(cr)-d/p_te的结果分析
4.2.2 l_(cr)-c的结果分析
4.2.3 外形参数的影响规律分析
4.3 钢筋外形对裂缝宽度的影响
4.3.1 对平均裂缝宽度的影响
4.3.2 对最大裂缝宽度的影响
4.3.3 最大裂缝宽度实测值与计算值的比值分析
4.4 钢筋外形对裂缝间距影响的修正系数回归分析
4.5 本章小结
5 基于灰度理论的钢筋外形因素对裂缝影响水平的分析评估
5.1 灰色系统理论及灰色关联度
5.1.1 灰色系统理论概述
5.1.2 灰色关联度
5.2 对裂缝间距影响水平的灰度关联分析与评估
5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
附录A 平均裂缝宽度统计表
附录B 最大裂缝宽度统计表
个人简历
参与的科研项目
致谢