關(guān)于采用高強碳素鋼絲做非預(yù)應(yīng)力主筋強度取值的探討
由于混凝土電桿的使用彎矩越來越大，為了提高電桿的使用強度，很多設(shè)計部門在電桿設(shè)計中，以高強碳素鋼絲（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T5223-2002《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》）做為非預(yù)應(yīng)力主筋，作為一個加工企業(yè)，很多情況下必須按照來圖加工，而且不可變更。例如：
I、電氣化鐵路中使用的BYΦ350×140kN.m等徑支柱，配筋規(guī)定配置28ΦH9+9ΦH9;
2、國外來圖加工的BYΦ190×12×8kN電桿配12ΦH9+4ΦH11.（配4根非預(yù)應(yīng)力筋不符合GB/T4623標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，根據(jù)配筋面積等效代換規(guī)定應(yīng)改為6Φ9）
產(chǎn)品完成后，生產(chǎn)廠家不能保證電桿的荷載要求，實際開裂檢驗彎矩達(dá)不到計算彎矩，不能滿足出廠檢驗和型式試驗要求，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)原因主要是高強碳素鋼絲做為非預(yù)應(yīng)力主筋取值問題。高強碳素鋼絲做為非預(yù)應(yīng)力主筋時，其抗拉強度設(shè)計值應(yīng)按規(guī)定值降低使用，為驗證高強碳素鋼絲做為普通鋼筋的強度取值，我們特制作GΦ300×9電桿1根，以12ΦH10高強碳素鋼絲做為電桿主筋，鋼筋抗拉強度設(shè)計值fpy如按1110N/mm2取值，其計算彎矩Mk=70kN.m,荷載P=9.66kN（見計算書，抗裂驗算不合格）。
通過試驗發(fā)現(xiàn)，高強碳素鋼絲做普通鋼筋時，其計算抗拉強度設(shè)計值fpy同新Ⅲ級鋼的強度，僅能達(dá)到360N/mm2,以上僅通過1根電桿試驗結(jié)果，是不能做為結(jié)論依據(jù)的，本次試驗數(shù)據(jù)僅供討論參考。
Φ300×9×12ΦH10電桿計算書
等徑300mm,壁厚B=50mm,主筋采用12Φ10,所在圓半徑：rs=130mm,配筋面積As=942mm2,其標(biāo)準(zhǔn)強度：fptk=1570N/mm2,抗拉強度設(shè)計值fy=1110N/mm2,抗壓強度設(shè)計值fy=410N/mm2,彈性模量ES=2.05X105N/mm2,混凝土強度等級采用C60,其軸心抗壓強度設(shè)計值fc=27.5N/mm2,軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.85/mm2,彈性模量Es=3.6×104N/mm2;計算電桿正截面受彎承載力和抗裂驗算。
一、構(gòu)件參數(shù)計算：
1、電桿埋深處外徑：D=300mm
2、電桿埋深處內(nèi)徑：d=200mm
3、構(gòu)件截面面積： A=π/4（D2-d2）=39250mm2;
4、鋼絲與砼彈性模量之比：αE=Es/Ec=5.69
5、構(gòu)件換算截面面積：
Ao=A+（αE-1）As=39250+（5.69-1）×942=43 668mm2;
二、承載力計算
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力學(xué)試驗結(jié)論
一、承載力檢驗
加荷至標(biāo)準(zhǔn)檢驗彎矩的140%H寸，受拉區(qū)裂縫寬度達(dá)到1.5mm,
即： Mu0<βuMK
所以：承載力檢驗彎矩不合格。
抗裂檢驗
砼電桿加荷100%開裂檢驗彎矩時：
裂縫寬度實測值： Wmax=0.2mm
裂縫寬度允許值： 【W(wǎng)max】<0.2mm
殘余裂縫寬度實測值： W=0.05mm
殘余裂縫寬度允許值： 【W(wǎng)】<0.05mm
所以：抗裂檢驗不合格。
三、撓度檢驗
加荷至100%開裂檢驗彎矩時：
因為：
允許撓度（αj）=（L1+L3）/35=（7250+250）/35=214mm
所以：α0s >（αj）
即： 撓度檢驗不合格
作者:河南鼎力桿塔股份有限公司 黃炳南
來源:中國混凝土與水泥制品協(xié)會電桿工作部
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