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关于采用高强碳素钢丝做非预应力主筋强度取值的探讨
2010/06/18 00:00
来源：中国混凝土与水泥制品网整理
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由于混凝土电杆的使用弯矩越来越大，为了提高电杆的使用强度，很多设计部门在电杆设计中，以高强碳素钢丝（执行标准GB/T5223-2002《预应力混凝土用钢丝》）做为非预应力主筋，作为一个加工企业，很多情况下必须按照来图加工，而且不可变更。例如：
I、电气化铁路中使用的BYΦ350×140kN.m等径支柱，配筋规定配置28ΦH9+9ΦH9;
2、国外来图加工的BYΦ190×12×8kN电杆配12ΦH9+4ΦH11.（配4根非预应力筋不符合GB/T4623标准规定，根据配筋面积等效代换规定应改为6Φ9）
产品完成后，生产厂家不能保证电杆的荷载要求，实际开裂检验弯矩达不到计算弯矩，不能满足出厂检验和型式试验要求，经试验发现原因主要是高强碳素钢丝做为非预应力主筋取值问题。高强碳素钢丝做为非预应力主筋时，其抗拉强度设计值应按规定值降低使用，为验证高强碳素钢丝做为普通钢筋的强度取值，我们特制作GΦ300×9电杆1根，以12ΦH10高强碳素钢丝做为电杆主筋，钢筋抗拉强度设计值fpy如按1110N/mm2取值，其计算弯矩Mk=70kN.m,荷载P=9.66kN（见计算书，抗裂验算不合格）。
通过试验发现，高强碳素钢丝做普通钢筋时，其计算抗拉强度设计值fpy同新Ⅲ级钢的强度，仅能达到360N/mm2,以上仅通过1根电杆试验结果，是不能做为结论依据的，本次试验数据仅供讨论参考。
Φ300×9×12ΦH10电杆计算书
等径300mm,壁厚B=50mm,主筋采用12Φ10,所在圆半径：rs=130mm,配筋面积As=942mm2,其标准强度：fptk=1570N/mm2,抗拉强度设计值fy=1110N/mm2,抗压强度设计值fy=410N/mm2,弹性模量ES=2.05X105N/mm2,混凝土强度等级采用C60,其轴心抗压强度设计值fc=27.5N/mm2,轴心抗拉强度标准值ftk=2.85/mm2,弹性模量Es=3.6×104N/mm2;计算电杆正截面受弯承载力和抗裂验算。
一、构件参数计算：
1、电杆埋深处外径：D=300mm
2、电杆埋深处内径：d=200mm
3、构件截面面积： A=π/4（D2-d2）=39250mm2;
4、钢丝与砼弹性模量之比：αE=Es/Ec=5.69
5、构件换算截面面积：
Ao=A+（αE-1）As=39250+（5.69-1）×942=43 668mm2;
二、承载力计算
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力学试验结论
一、承载力检验
加荷至标准检验弯矩的140%H寸，受拉区裂缝宽度达到1.5mm,
即： Mu0<βuMK
所以：承载力检验弯矩不合格。
抗裂检验
砼电杆加荷100%开裂检验弯矩时：
裂缝宽度实测值： Wmax=0.2mm
裂缝宽度允许值： 【Wmax】<0.2mm
残余裂缝宽度实测值： W=0.05mm
残余裂缝宽度允许值： 【W】<0.05mm
所以：抗裂检验不合格。
三、挠度检验
加荷至100%开裂检验弯矩时：
因为：
允许挠度（αj）=（L1+L3）/35=（7250+250）/35=214mm
所以：α0s >（αj）
即： 挠度检验不合格
作者:河南鼎力杆塔股份有限公司 黄炳南
来源:中国混凝土与水泥制品协会电杆工作部
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