钢筋与钢纤维再生混凝土锚固性能研究

目的研究钢筋与钢纤维再生混凝土的锚固性能,以现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)中月牙纹外形热轧钢筋的极限粘结强度计算公式为基础,提出极限粘结强度计算公式,为此类构件粘结锚固性能的研究提供理论与试验基础.方法对不同钢筋直径、再生粗骨料取代率及钢纤维体积掺量的16组64个粘结锚固试件进行拉拔试验,分析各参数变量对钢筋和再生混凝土粘结性能的影响.结果随着再生粗骨料取代率的增加,粘结强度变化较小;粘结强度随着钢纤维体积掺量的增加而增大;钢筋直径对粘结强度产生一定的影响,当钢筋直径为28 mm时,粘结强度提升较为明显.结论笔者所推出的钢筋与钢纤维再生混凝土的粘结强度计算公式,能够为再生混凝土的相关规范编写及其工程应用提供可靠的理论依据和设计参考.     

再生混凝土与钢筋间黏结应力分布函数

通过改变箍筋间距,采用钢筋开槽内贴片方法,测试全天然骨料和全再生骨料共6组钢筋混凝土构件的平均黏结-滑移曲线及锚固段内不同位置处的钢筋应变。基于试验结果,计算不同锚固位置处钢筋与混凝土的黏结应力和相对滑移,得到相应位置的黏结-滑移曲线。分析箍筋约束对再生混凝土-钢筋黏结应力分布的影响机理,并建立再生混凝土与钢筋间黏结应力分布函数模型。研究结果表明:未配箍构件的加载端黏结应力大于自由端黏结应力;构件配箍筋后,平均极限黏结强度提高,峰值滑移显著增加,平均黏结-滑移曲线下降段变平缓,且随着箍筋间距减小,锚固段黏结应力分布逐渐均匀;再生粗骨料对钢筋混凝土的黏结应力分布影响较小。     

钢筋直径对钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能影响的研究

再生保温混凝土是一种新型节能型混凝土,钢筋-混凝土粘结锚固性能是决定再生保温混凝土能否应用于实际工程中的关键。采用中心拔出方法,研究了钢筋直径对钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能的影响,得到了钢筋-再生保温混凝土粘结-滑移曲线,建立了相关粘结滑移本构关系模型。结果表明,随着钢筋直径的增加,钢筋-再生保温混凝土粘结锚固性能减小;钢筋直径为12 mm和18 mm时,试件发生剪切破坏;钢筋直径为25 mm时,试件发生劈裂破坏;再生保温混凝土可采用连续曲线模型来计算小直径(D≤18 mm)钢筋-再生保温混凝土粘结滑移本构关系。     

HRB500钢筋的锚固设计及可靠度分析

为了研究HRB500钢筋的粘结锚固性能,进行了111个配置HRB500钢筋的混凝土试件的拉拔试验,分析了HRB500钢筋的粘结强度、失效状态以及锚固长度的可靠度,建立了HRB500钢筋直锚和机械锚固形式下的粘结强度计算公式,其计算结果与试验值吻合较好;通过可靠度分析,HRB500钢筋的设计锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)相关公式计算;提出了HRB500钢筋机械锚固长度与其直锚时的基本锚固长度的折算比值表,为工程设计提供了依据。     

胶合木植筋节点黏结锚固可靠度分析与设计建议

在胶合木植筋节点拉拔试验研究的基础上,建立了胶合木植筋锚固极限状态方程。对胶合木植筋试件的黏结锚固强度、植筋屈服强度、试件的几何尺寸、计算模式的准确性等参数进行回归统计分析。采用一次二阶矩法(中心点法)对胶合木植筋节点黏结锚固性能进行了可靠度分析,得到了针对不同种类植筋的锚固长度的可靠度解,并提出了植筋锚固长度的抗震设计建议,为木结构植筋技术的推广应用提供了参考依据。     

屈服后钢筋黏结锚固性能试验研究

为研究屈服后钢筋黏结锚固性能,采用钢筋表面开槽埋置电阻应变片的方法测量钢筋的应变分布,以钢筋强度等级、混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、配箍率、锚固长度等为变量,完成了15个梁端式黏结锚固试验. 试验结果表明：钢筋屈服后,加载端相对滑移显著增加,钢筋屈服段黏结应力明显减小,最大屈服渗透深度与钢筋所受约束和钢筋直径等因素...     

型钢混凝土不同界面的黏结性能及锚固设计

为了研究不同界面型钢混凝土的自然黏结性能,设计4个试件进行静力单调推出试验,试件分别考虑了型钢外翼缘、内翼缘、腹板以及全截面与混凝土黏结时的4种不同情况,通过试验观察了各试件的受力破坏过程和形态,获取了荷载-滑移曲线、极限黏结强度等参数,分析了型钢不同界面与混凝土的黏结强度;此外,为了深层次研究型钢混凝土构件的黏结锚固性能,设计了3个焊接栓钉的型钢混凝土试件进行静力单调推出试验,试件分别考虑了栓钉仅焊接在型钢外翼缘、腹板、以及外翼缘和腹板均焊接3种不同情况,获取了焊接栓钉后型钢混凝土试件的黏结滑移性能,分析了不同位置处焊接栓钉对型钢混凝土黏结性能的影响,最后分别推导并建立了型钢混凝土构件仅考虑自然黏结以及焊接栓钉时的最小锚固长度计算公式.研究结果表明,不同界面型钢混凝土的自然黏结强度不相等,腹板处黏结强度最小,外翼缘次之,内翼缘最大,三者的比例关系为1∶1.39∶1.59;栓钉焊接位置对黏结性能有影响,腹板处焊接栓钉比在翼缘处焊接栓钉试件的延性更好.     

HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土黏结锚固性能试验研究

目的 研究HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土之间黏结锚固性能,为工程应用提供参考。方法 设计制作了5组45个直锚试件进行拉拔试验,分析了锚固长度、配箍率、混凝土保护层厚度等因素对锚固性能的影响。结果 试件极限承载力随配箍率和锚固长度的增加而增加,但当箍筋率ρ_sv大于1.26%,锚固长度l_a大于15d后,配箍率和锚固长度的增加不再对试件极限承载力产生明显的影响;对于未配置箍筋的试件,当试件保护层厚度从2d增加到3d时,试件极限承载力随着保护层厚度的增加而增加,但当保护层厚度大于3d后,保护层厚度的增加对试件极限承载力基本没有影响。结论 在进行HRB635级高强钢筋和C70高强混凝土试件设计时,锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中相关公式进行计算,且具有足够的安全储备。     

钢板的锚固可靠度分析及设计锚固长度

在型钢与砼粘结性能试验研究的基础上，对钢板的锚固可靠度进行了分析，并进一步探讨了钢板的锚固性能以及设计锚固长度。     

变形钢筋与高强轻骨料混凝土的黏结-滑移性能

研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻骨料混凝土间的黏结应力-滑移曲线本构模型.结果表明:轻骨料混凝土的黏结-滑移性能主要受砂浆强度影响,使得该类混凝土与变形钢筋间的黏结应力优于普通混凝土;黏结强度随着轻骨料混凝土的强度提高而增加,随着黏结长度的降低而增加;本文提出的本构模型能够较为准确地预测试验曲线.     

双相体不锈钢筋与混凝土锚固设计及可靠度分析

目的研究双相体不锈钢筋的粘结锚固性能,解决因钢筋锈蚀引起的混凝土结构耐久性问题.方法对11组66个双相体不锈钢筋与混凝土的粘结锚固试件进行中心拔出试验,分析双相体不锈钢筋与混凝土的粘结锚固特点和影响粘结锚固性能的主要因素及变化规律.结果基于试验数据,统计回归出了双相体不锈钢筋粘结强度计算公式;在结构可靠度分析的基础上,采用中心点法推导出了双相体不锈钢筋混凝土构件的临界锚固长度计算公式;在普通钢筋基本锚固长度计算公式的基础上,给出了合理的锚固长度设计建议.结论笔者所推出的双相体不锈钢筋的粘结强度计算公式与锚固长度设计建议公式,能够为不锈钢筋的相关规范编写及其工程应用提供可靠的理论依据和设计参考.     

高强钢筋与混凝土锚固性能研究

为了得到高强钢筋HTB650与混凝土的锚固性能,对36个黏结锚固试件和30个两侧贴焊短筋的机械锚固试件进行拔出试验.试验考虑了相对锚固长度、混凝土强度、相对保护层厚度、配箍率和钢筋强度对锚固性能的影响.试验结果表明,高强钢筋黏结锚固的破坏形式不同于机械锚固.两者的极限黏结强度随着相对锚固长度、混凝土强度、相对保护层厚度、配箍率和钢筋强度而改变,变化趋势基本一致.通过回归分析,得出高强钢筋与混凝土之间黏结锚固与机械锚固的极限黏结强度计算公式.     

钢-再生混凝土界面黏结机制及强度计算方法

为研究型钢、钢管与再生混凝土界面黏结作用机制,采用服役超50a的混凝土作为再生粗骨料来源,设计了31个试件进行推出试验,试验考虑了配钢形式、再生粗骨料取代率、长径比及混凝土强度等级4个变化参数对钢-再生混凝土黏结性能的影响.试验获取了各试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线,并基于实测结果得到了3种钢与再生混凝土的界面黏结强度,分析了各变化参数对黏结强度的影响,探讨了钢-再生混凝土界面黏结强度的计算方法,推导了黏结剪力传递长度的计算公式.研究结果表明,钢-再生混凝土试件的加载端起滑均比自由端发展得早;型钢试件的黏结强度大于圆钢管试件,而圆钢管试件又大于方钢管试件;随再生粗骨料取代率的增加,试件的黏结强度略呈增大之势;随着混凝土强度的提高,试件的黏结强度有一定提高;方钢管与再生混凝土的黏结强度随长径比的增大而减小.     

再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度分析

为评价再生混凝土能否满足结构抗震性能要求,提出了一种在地震作用下再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标的计算方法。将柱强剪弱弯设计的失效概率视为在不发生弯曲破坏的条件下发生剪切破坏的概率。用该方法计算了在不同的柱截面尺寸、配筋率与配箍率、剪切增强系数下的柱强剪弱弯设计可靠度指标。结果表明:在相同的设计参数下,再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标低于普通混凝土柱;截面尺寸对其影响较小;该指标随配筋率提高而增大,随配箍率和轴压比提高而降低;为达到与普通混凝土柱相同的目标可靠度指标,须提高剪切增强系数约0.05。     

型钢与再生混凝土黏结滑移性能研究

为了研究型钢与再生混凝土之间的黏结滑移性能,本文通过回归分析建立了考虑再生骨料替代率、混凝土保护层厚度、锚固长度3个影响因素作用的黏结滑移本构关系,并利用ABAQUS程序对拟合的黏结滑移本构方程进行数值模拟。结果表明：数值模拟能得到与试验一致的结果,证明该本构关系的合理性,为型钢再生混凝土黏结滑移机理分析提供一定的理论基础。     

铁尾矿砂混凝土与钢筋粘结锚固性能试验

由于混凝土具有原材料丰富,成本低廉,成产工艺简单及经久耐用等优点而得到广泛应用,随之而来的对砂石等天然资源的需用量也越来越大,大量开采山石已造成水土流失或河流改道等严重后果,因此对新型混凝土的性能研究迫在眉睫。铁尾矿砂混凝土作为一种新型混凝土,由于其原材料丰富、废物利用等优点,其与钢筋之间的粘结锚固性能研究非常重要。根据72个HRB335钢筋在铁尾矿砂混凝土试块中的拔出试验,通过对不同的影响因素分析与普通混凝土的试验现象,研究其受力机理。     

钢筋受压黏结滑移模型

为研究钢筋的受压黏结滑移关系,采用分辨率较高的激光位移计,对一批短锚长试件进行系列推出试验研究,得到精确度较高的黏结滑移值及完整的试验黏结滑移关系曲线,描述钢筋在混凝土中的受压黏结滑移破坏全过程:弹性阶段、局部滑移阶段、滑移上升段、滑移下降段和残余段.在对试验得到的较短锚长试件推出试验结果分析的基础上,经统计回归和分析,提出钢筋的受压黏结滑移曲线模型,并与试验结果进行对比.     

型钢再生混凝土界面黏结应力组成及其强度

为研究型钢再生混凝土(SRRC)界面黏结应力组成与各部分黏结应力的大小,首先分析了型钢与再生混凝土的黏结应力组成,再根据17个型钢再生混凝土试件的推出试验,研究型钢再生混凝土界面黏结滑移的全过程;接着,通过理论分析并结合试验数据,求解了型钢再生混凝土界面的化学胶结应力和摩擦应力的大小,并推导了型钢屈服时的临界黏脱长度lcr计算公式;最后,对影响化学胶结应力和摩擦应力大小的因素进行了分析.研究结果表明:增大混凝土强度、配箍率与保护层厚度可提高摩擦应力,增大保护层厚度可提高摩擦应力与化学胶结应力.     

锈蚀钢筋与再生混凝土粘结性能

目的研究不同锈蚀率的锈蚀钢筋与再生混凝土间的粘结滑移性能.方法通过6组锈蚀率分别为0%,0.5%,1%,1.5%,2%,3%的中心拔出试件,采用钢筋中心开槽内贴应变片和通电加速锈蚀的试验方法进行先锈蚀后中心拉拔试验.结果拉拔试验中所有试件均发生劈裂破坏,且所有试件自由端滑移较小,锈蚀率为3.39%时自由端几乎无滑移.锈蚀率对锈蚀钢筋与再生混凝土之间的粘结性能影响较大,钢筋锈蚀率小于0.5%时,锈蚀对粘结强度是有益的;锈蚀率小于1.05%时,钢筋局部应变曲线呈上凸形态,锈蚀率大于1.05%时呈下凹形态;锈蚀率越大,粘结应力越集中在加载端附近.结论通过位置函数φ(x,ρ_w)和平均粘结滑移关系■(■),建立了考虑锈蚀率和粘结位置的粘结-滑移本构关系.     

钢筋与混凝土间的黏结滑移在ANSYS中的模拟

在有限元计算分析中，钢筋与混凝土间的黏结滑移需要用特殊的单元来进行模拟．为了寻找一条简便有效的方法，基于Houde黏结滑移理论，在ANSYS中用COMBIN39三维非线性弹簧单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移取得了很好的效果、因此可以用COMBIN39单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移．