钢筋混凝土并筋梁的粘结锚固及受力性能研究

为解决工程实践中当混凝土结构内钢筋用量较大时钢筋间距过小的问题,提出了将纵向受力钢筋并筋布置的方法.根据31个并筋粘结锚固拉拔试件验的结果,进行了17根钢筋混凝土并筋梁的受力性能试验,较详细地讨论了并筋梁粘结锚固的特点以及影响并筋粘结锚固的主要因素,并与一般梁进行了对比.试验研究结果表明,采用并筋后钢筋和混凝土之间的粘结锚固性能有所下降,但粘结滑移特性与一般梁相近,通过适当延长锚固长度即可保证并筋梁的锚固强度和承载力,从而使并筋梁可在工程实践中应用.给出了并筋锚固长度计算的建议公式,计算结果与试验结果符合良好.在可靠度分析的基础上提出了并筋梁的设计建议,可供我国混凝土结构设计规范修订时参考.     

钢筋混凝土并筋梁的粘结锚固及受力性能研究

为解决工程实践中当混凝土结构内钢筋用量较大时钢筋间距过小的问题,提出了将纵向受力钢筋并筋布置的方法,根据31个并筋粘结锚固的特点以及影响并筋粘结锚固的主要因素,并与一般梁进行了对比,试验研究结果表明,采用并筋后钢筋和混凝土之间的粘结锚固性能有所下降,但粘结滑移特性与一般梁相近,通过适当延长锚固长度即可保证并筋梁的锚固强度和承载力,从而使并筋梁右在工程实践中应用,给出了并筋锚固长度计算的建议公式,计算结果与试验结果符合良好,在可靠度分析的基础上提出了并筋梁的设计建议,可供我国混凝土结构设计规范修订时参考。     

钢筋与波纹管约束灌浆料的粘结-滑移本构关系试验研究

为研究钢筋与波纹管约束灌浆料间的粘结-滑移本构关系,本文设计并制作了15组基准试件和5组钢筋开槽试件,采用拉拔试验研究了钢筋与波纹管约束灌浆料间的粘结-滑移变化规律及其影响因素。研究结果表明:当锚固长度l_a为3～5倍钢筋直径d,孔径比D/d为2.52～4.94时,极限粘结强度随锚固长度l_a的增加基本呈线性降低趋势,随孔径比D/d的增大呈先增后减的变化规律,且当孔径比D/d=3.04时,极限粘结强度取得较大值,锚固性能表现最佳。不同荷载作用下,粘结应力沿锚固长度l_a方向呈单波峰状分布,在距离自由端0.75l_a附近,粘结应力取得峰值,且当孔径比D/d较大时,粘结应力分布更为均匀。通过对试验数据拟合,建立了考虑锚固长度l_a、孔径比D/d等因素并能反映粘结应力分布变化的粘结-滑移本构关系简化模型,与试验结果能较好吻合。     

2个移动荷载下深梁设计的压杆-拉杆模型

为使深梁的设计建立于合理的理论基础之上,采用压杆-拉杆模型的设计方法对2个间距一定的移动荷栽下的钢筋混凝土深梁进行设计。建立了2个移动荷载下深梁拓扑结构变化的压杆-拉杆模型,给出了拉杆拉力、压杆压应力的计算公式,并用一个实例验证了该方法的合理性。结果表明：当荷载移动到深梁接近跨中的某一位置时,拉杆承受的拉力最大,应以此确定需要的纵向受拉钢筋面积;当荷载移动到深梁接近于支座时,混凝土压杆的压应力最大,应通过压应力得出深梁的截面尺寸及混凝土的抗压强度。     

高应力循环荷载作用下钢筋套筒灌浆连接件的性能

装配式建筑结构中钢筋套筒灌浆连接件的力学性能直接关系到结构的安全性。对9种不同类型的钢筋套筒灌浆连接件进行了高应力反复拉压试验。在高应力反复拉伸作用下,试件出现钢筋断裂和粘结滑移2种破坏形式。钢筋锚固长度为8d和7d的试件,连接钢筋被拉断;钢筋锚固长度为6d的试件,套筒内部发生锚固钢筋的粘结滑移。依据弹性力学原理,对钢筋套筒灌浆连接件进行模型简化分析,结合理论计算,推导出锚固钢筋的最小锚固长度临界值为6. 5d。     

蒸压加气混凝土砌块砌体水平灰缝钢筋锚固试验

目的 研究钢筋在不同砂浆中的粘结锚固机理及钢筋应力沿锚固长度方向的变化,确定钢筋在蒸压加气混凝土砌块砌体水平灰缝中的锚固长度.方法 通过蒸压加气混凝土砌块砌体水平灰缝钢筋锚固试验,对11个试件44根钢筋进行拉拔试验,分析钢筋直径、截面正应力、砌筑砂浆强度等级及截面刻槽等因素对钢筋锚固的影响.结果 在实际工程中,加气混凝土砌块在采用专用砂浆砌筑截面有刻槽、专用砂浆无刻槽、普通砂浆有刻槽三类形式构件时,砌体水平灰缝中钢筋锚固长度可分别取400 mm、460 mm、490 mm,具有一定安全储备.结论 不同类型试件对构件粘结力的影响存在很大差别,砂浆强度对粘结力具有显著影响.     

钢板组合单边螺栓钢筋机械连接件抗拉性能试验

为实现无湿作业、无焊接条件下将单向预制板横向钢筋拉通受力并形成双向板,考虑施工效率和可操作性,提出钢板组合单边螺栓钢筋连接件。为研究连接件抗拉性能,对22个试件进行单调拉伸试验,研究参数为钢板强度、螺栓个数、预紧力大小和锚固长度,重点考察破坏形态、极限承载力、荷载-位移曲线及变形能力。试验研究表明:此类连接件存在钢筋拉断、钢筋犁沟式拔出两种破坏模式;对于调质45~#钢盖板,连接件的钢筋临界锚固长度在2d～3d之间,低于临界锚固长度时钢筋犁沟式拔出,高于临界锚固长度时钢筋拉断;连接螺栓数为4时,连接件即可实现钢筋等强连接;连接件的盖板宽度减小时,临界锚固长度增加;在锚固长度相同条件下,连接件抗拉强度随螺栓预紧力增大而增大;对于Q460C高强钢盖板,均为齿钉挤压变形、钢筋拔出破坏;在相同试验条件下,带肋钢筋与光圆钢筋试件的破坏模式相同;提出了这种钢筋连接件的抗拉承载力的计算公式,与试验结果吻合较好,可为小直径钢筋机械连接设计提供参考。     

钢制灌浆套筒连接性能试验研究

为了降低套筒成本,方便现场施工,在前期试验的基础上,设计制作了一组小型化钢制套筒,完成了31个小型化套筒灌浆连接件的拉拔试验,并基于Mises屈服准则对筒壁应力的实测值与计算值进行了对比.结果表明:当钢筋锚固长度为1.0la(la为套筒灌浆钢筋计算锚固长度)时,除一个试件滑丝外,18个试件均为接头外钢筋拉断破坏,且抗拉强度均大于连接钢筋抗拉强度标准值;当钢筋锚固长度为0.6la时,除一个试件钢筋拉断外,11个试件均为钢筋拔出破坏,且残余承载力约为试件极限承载力的1/2;筒壁应力的实测值与计算值吻合较好,建立的筒壁应力计算式可以为灌浆套筒设计提供参考.     

基于肋尺度精细化建模的机械锚固钢筋拉拔性能模拟

为了揭示钢筋的机械锚固与黏结锚固共同工作的机理，减小锚具大小和锚固长度，基于变形钢筋的黏结力主要来自机械咬合作用，提出一种肋尺度精细化建模方法.采用DIANA 10.4有限元(FE)软件分别对机械锚固、黏结锚固以及两者共同工作的3种钢筋拔出试验进行数值仿真分析.结果表明：弯钩基本属于黏结锚固机制，钢筋肋间混凝土齿键的剪切破坏导致黏结失效；机械锚固为局部承压机制，锚固板下混凝土处于三轴受压状态，局部压应力超过单轴抗压强度3倍以上.当机械锚固和黏结段共存时，由于钢筋和锚头的位置关系，锚固区将发生加载初期以黏结锚固为主到加载后期两者共同工作的应力重分布，荷载分担比例主要取决于黏结段长度和荷载水平.在无须假定黏结滑移关系的情况下，肋尺度模型能够较好地反映锚固钢筋的宏观力学响应和细观工作机理.     

钢筋插入式波纹管浆锚连接受力性能数值分析

为研究钢筋插入式波纹管浆锚连接的受力性能,本文采用有限元法对其轴向拉伸作用下的力学行为进行了精细化模拟分析,并与试验结果进行对比,验证了数值模型的有效性。通过设置不同的锚固长度l_a、灌浆料厚度r_g以及钢筋直径d_s,分析了多种参数对其锚固性能的影响。结果表明:除锚固长度l_a=7d_s的接头为钢筋拔出破坏外,其余接头皆为钢筋屈服破坏;在受力过程中,波纹管均未屈服,一直处于弹性阶段;灌浆料与混凝土最大应力随r_g/d_s以及r_gl_a/d_s~2增大而减小,当r_g/d_s0.3,r_gl_a/d_s~23.0时,2种材料最大应力均超过其抗压强度。     

钢筋混凝土框架边节点粘结锚固试验研究

通过对钢筋混凝土框架边节点试件的试验,测量了梁纵向钢筋边节点内锚固段上的应变及在节点边的滑移,探讨了多种因素对弯折钢筋粘结锚固性能的影响,着重分析了弯折钢筋的滑移及沿其长度上的应变分布规律。     

钢管混凝土柱-混合梁节点抗震性能试验研究

提出适用于装配式大跨度组合框架结构的钢管混凝土柱-混合梁节点. 为了研究节点的抗震性能及受力机理,对2个足尺中柱节点试件进行低周往复加载试验. 2个试件分别采用混合梁端型钢翼缘削弱式(RBS)节点以及梁端普通型钢节点. 对2个节点的破坏形态、耗能能力、承载能力、延性以及混合梁的应变分布规律进行对比分析. 试验结果表明,对梁端型钢翼缘的削弱处理可以有效促进试件在翼缘削弱区形成塑性铰,避免梁端焊缝的脆性破坏. 相比型钢未经处理的节点,翼缘削弱节点展现出更好的延性和耗能能力;梁底附加钢筋屈服后的黏结滑移会影响节点的耗能能力,在锚固长度满足规范要求的前提下,应适当增加其配筋率,以防止过早出现附加钢筋屈服后的黏结滑移.     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟

采用DIANA有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,同时根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋-混凝土界面的性能退化模型,通过试验验证了模型在锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能分析中的实用性。在此基础上,对锈蚀梁的梁拱作用转换和不均匀锈蚀梁的受力性能进行了数值模拟。结果表明：在钢筋端部锚固良好的情况下,剪弯段黏结破坏引起锈蚀梁的受力机制由梁作用向拱作用转换,且最终导致梁在使用荷载下的抗弯刚度降低34％～44％;纵向不均匀锈蚀梁的抗弯性能评价可简化为全跨均匀锈蚀梁,且计算承载力时宜取不均匀分布锈蚀率的最大值,计算刚度时宜取其平均值。     

梁内剪弯区钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

为如实反映受弯构件中钢筋与混凝土的粘结应力,采用内贴片的全梁粘结试验对梁内剪弯区钢筋在复杂应力状态下的应力及粘结应力分布规律进行研究.通过试验测量和分析,得到了梁内剪弯区钢筋的分布规律和粘结滑移基本关系.     

梁中受压钢筋粘结锚固性能研究

为了研究重复荷载作用下框架梁中受压钢筋粘结锚固及滑移的变化规律,根据对一组足尺寸框架边节点试件的试验,认为该种钢筋的应变,粘结应力及滑移值均较小,粘结锚固问题易于保证,本文还建立了其粘结应力和滑移值的计算公式。     

FRP筋混凝土锚固长度的试验研究

纤维增强复合材料（Fiber-reinforced polymer,FRP）优越的耐腐蚀性可以避免筋材锈蚀引起的混凝土结构劣化。基于此,FRP筋混凝土受到国内外广大研究学者的关注。FRP筋与混凝土的粘结性能和锚固长度是影响FRP筋和混凝土协同工作的主要因素。本文对不同FRP筋混凝土试件进行拉拔试验,分析其损伤机理和粘结强度,推导不同FRP筋的锚固长度计算公式,为工程应用提供理论指导与依据。     

纵筋锚固不足混凝土梁剪切破坏的性能研究

本文以剪跨比和纵筋锚固长度为变参数，通过１２根无腹筋矩形截面简支混凝土梁的２４个试验及理论分析，探讨了纵筋锚固不足混凝土梁发生剪切破坏的工作及承载能力。     

钢/聚丙烯混杂纤维对HPC深梁受弯性能的影响

为研究钢纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土(HPC)深梁受弯性能的影响,对17根含有不同钢纤维(体积掺量≤1%)和聚丙烯纤维(体积掺量≤0.2%)以及不同纵筋配筋率的HPC简支深梁进行4点受弯性能试验.结果显示:单一纤维或混杂纤维增强HPC深梁的初裂荷载提高了10%～40%;混杂纤维增强HPC适筋深梁的纵筋屈服荷载提高50%～150%,极限受弯承载力提高1～2倍,但无筋的混杂纤维HPC深梁承载力很小,破坏为剪切脆性破坏.试验结果表明:混杂纤维可以极大提高HPC深梁的受弯承载力,但混杂纤维的作用不能代替纵向钢筋的作用;可采用复合材料强度叠加原理及剩余弯曲强度理论来探讨混杂纤维增强HPC深梁的极限受弯承载力计算公式.     

锈蚀钢筋与高强再生混凝土的黏结性能试验

为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.