预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件。依据搭接接头率为100%的要求确定了钢筋搭接长度,考虑了钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律,计算分析并给出了合理的搭接长度。通过实验证明,插入式预留孔灌浆钢筋搭接的方法,其连接性能可靠且施工简便,适合于住宅产业化下的预制混凝土结构的钢筋连接。     

预制混凝土插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为了研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件．依据搭接接头率为100％的要求确定了钢筋搭接长度,考虑钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因...     

套筒灌浆搭接接头拉伸试验及受力机理分析

为研究钢筋套筒灌浆搭接接头的受力机理,进行了36个该接头拉伸试验,考察了其破坏形态、承载力、延性、套筒纵向及环向应变等。试验结果表明,当相对搭接长度相同时,试件的屈服、极限荷载随钢筋直径增大而提高;搭接长度越长,试件初始刚度、延性越好;加载前期套筒为纵向受拉、加载后期套筒纵向受压;随着搭接长度的增大,套筒纵向由拉变压的转换荷载逐渐增大;加载过程中近钢筋侧套筒纵向拉应变随着搭接长度增大而增大,极限荷载时远钢筋侧套筒纵向压应变随着搭接长度增大而变小;加载前期,套筒中部环向应变值大于边缘截面环向应变值;极限荷载时,由于端部灌浆料脱落,套筒边缘截面环向应变值小于中部截面环向应变值;细观分析了搭接接头的传力路径、力学机理,基于钢筋-混凝土黏结应力分布曲线,分析套筒纵向应力分布及发展过程,得出套筒加载前期为纵向受拉、加载后期为纵向受压,与试验结果吻合;基于试验数据,拟合出了接头极限黏结强度公式,提出套筒临界搭接长度公式。研究成果可为接头应用奠定理论基础。     

装配式混凝土U型钢筋环扣的连接长度

为研究装配式混凝土U型钢筋环扣连接的搭接长度，制作了1个现浇梁柱节点试件和3个不同搭接长度的U型钢筋环扣连接节点对比试件，进行低周反复拟静力试验，观察各试件的破坏模式，研究其滞回性能、承载力、变形能力及钢筋的应力发展过程，分析装配式混凝土U型钢筋环扣连接的合理搭接长度。结果表明：装配式节点试件承载力高于现浇节点试件；不同搭接长度试件的延性及耗能能力有所不同，搭接长度的增长有利于试件承载力、延性和耗能能力等抗震性能的提升；基于试验结果，拟合回归了U型钢筋环扣连接的合理搭接长度，对装配式混凝土U型钢筋环扣连接节点的优化设计提出了建议。     

预制混凝土结构钢筋连接节点设计与试验研究

利用普通钢板通过下料加工制作出一种新型预制装配式混凝土结构钢筋连接构件.制作了54个盒式结构进行单向拉伸试验,研究该连接构件的结构性能和工作机理.考虑混凝土强度、钢筋的级别和直径、弯钩的长度以及盒式结构的尺寸等主要参数.连续加载试验结果表明:盒式结构在钢筋连接时性能可靠,因为盒式结构在拉拔作用下,其本身没有发生任何破坏,而破坏的只是盒式结构外侧裸露的钢筋.     

矩形钢管混凝土柱力学性能非线性有限元分析

为了更好地研究矩形钢管混凝土柱的力学性能,在以往试验和理论研究的基础上,提出一种适用于任意截面形状的三节点八自由度单元模型.结合混凝土和钢材的本构关系建立了非线性有限元模型,用于对单调和反复加载受力方案进行计算分析.对包括纯弯、轴压、偏压和低周反复荷载等多种受力模式下的矩形钢管混凝土试件进行计算,并与试验结果进行比较,两者较为吻合,证明所提出的非线性有限元分析方法可以较好地模拟矩形钢管混凝土的受力和变形性能.     

钢筋混凝土界面脱粘的有限元计算

在不同加载方式下,通过ADINA中Parasolid和Native组合建模方法,建立了钢筋混凝土界面脱粘研究的三维有限元模型。通过模型参数选择,实现了对锚固深度、保护层厚度等因素的综合考虑。依据计算结果,探讨了锚固深度、保护层厚度、加载方式、钢筋和混凝土摩擦等对钢筋混凝土界面脱粘的影响。并通过进一步分析,提出了混凝土保护层厚度与钢筋直径比、钢筋锚固长度与直径比等的最优值,并针对荷载作用方式和加载频率,提出了工程防护建议。     

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.     

高温后反复荷载下钢筋与混凝土粘结性能试验研究

为了研究高温后反复荷载作用下钢筋与混凝土之间的粘结退化性能,对15个遭受高温作用后的混凝土粘结试件进行了反复荷载作用下的加载试验。结果表明:由于纵向受力钢筋受箍筋约束,高温后的试件均发生主筋拔出破坏;高温后钢筋与混凝土的粘结强度随着温度升高而逐渐降低,过火温度为700℃的试块,其粘结强度比常温降低了65%左右;反复荷载作用下,反向加载时钢筋与混凝土的粘结强度比正向加载时降低了约15%。最后,通过试验数据的回归分析,给出了温度对高温后钢筋与混凝土粘结强度影响的回归公式,并考虑高温作用,给出了反复荷载作用下钢筋与混凝土粘结强度的衰减系数。     

预制剪力墙中墩头钢筋预留孔灌浆连接锚固性能

为研究预制混凝土剪力墙结构中的墩头钢筋预留孔灌浆连接的锚固性能,考虑混凝土强度、再生混凝土粗骨料取代率、钢筋直径、锚固长度、预留孔直径等参数,制作了27个预制混凝土墩头钢筋预留孔灌浆连接拉拔试件和24个预制混凝土直钢筋预留孔灌浆连接拉拔试件.拉拔试验结果表明:带墩头钢筋在高强灌浆料中锚固150mm时,其极限黏结强度为直钢筋与灌浆料黏结强度的1.8倍以上,建议此种墩头钢筋锚固长度取为0.6lab;高强灌浆料与普通混凝土、再生混凝土预留孔孔壁的黏结性能良好,预制剪力墙中的预留孔直径可选择50 mm.     

带肋钢筋与超高延性水泥基复合材料的黏结性能

超高延性水泥基复合材料(UHDCC)是新型纤维增强混凝土,受拉时表现出超高的延性和应变硬化能力.为提供UHDCC应用于受力构件的界面黏结理论依据,进行了45个钢筋在UHDCC中锚固的拉拔试验,考察了锚固长度、浇筑方式、保护层厚度、90°弯钩等对黏结性能的影响.试验结果表明:由于纤维约束作用,试件未发生劈裂破坏;UHDC...     

抗震框架中间层中节点梁筋粘结退化试验研究

根据已经完成的21个接近足尺的钢筋混凝土框架中间层中节点平面梁柱组合体的低周交变加载试验,较全面测试和分析了在轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度以及贯穿节点梁筋相对长度的影响下贯穿节点段梁筋的粘结退化规律,通过非线性拟合得到试验加载制度下贯穿中间层中节点梁筋和混凝土之间粘结应力τ在不同加载阶段的计算公式,提出了受轴压比、剪压比、钢筋强度和混凝土强度等参数影响的贯穿节点梁筋相对长度hc/d的建议公式。     

超高性能混凝土连接装配式柱抗震性能试验研究

为了改善装配式结构中构件连接部位的抗震性能,提出采用超高性能混凝土（UHPC）连接预制柱. 设计1个普通混凝土（NC）整浇柱和6个塑性铰区采用UHPC的装配式柱,通过拟静力试验,研究轴压比、搭接长度、配箍率、搭接段配置短钢筋对试件破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力等的影响. 结果表明,搭接长度为8倍钢筋直径的装配式柱的各项抗震性能均高于普通混凝土整浇试件,可以实现与现浇整体柱相同的效果. 随着搭接长度的增大,装配式柱的承载力逐渐增大,变形能力与耗能能力显著提高. 在搭接区段设置短钢筋,可以提高装配式柱的受弯承载力,改变破坏形态,使塑性铰区上移. 基于试验结果,考虑UHPC的受拉作用,提出UHPC装配式柱的正截面受弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好.     

钢管混凝土短柱在压扭共同作用下的试验研究

本文对10根空心钢管柱、7根圆形核心混凝土柱、6根钢管混凝土柱进行非比例加载的双轴压扭单调受力及6根钢管混凝土柱低周及反复受力的试验研究,探索这种构件的工作反应及破坏机理。研究证明,钢管混凝土柱在压扭复合受力作用下,具有较高的强度和廷性,能充分发挥两种材料的优点,对抗震很有利。本文给出的理论简化计算公式,具有满足建筑结构统一标准安全度,可供工程设计及制定规程的参考。     

高强钢筋(CRB550)在柱构件中的应用与推广

为了在柱构件中利用较小直径的高强钢筋替换较大直径的常用钢筋以达到节约钢材的目的,对比分析了CRB550钢筋作箍筋的钢筋混凝土柱构件和HPB235钢筋作箍筋的钢筋混凝土柱构件的各项性能指标.设计22根不同种类钢筋混凝土柱构件进行低周往复加载试验,结果表明,CRB550钢筋作箍筋的钢筋混凝土柱构件和HPB235钢筋作箍筋的钢筋混凝土柱构件在荷载-位移骨架曲线、钢筋应变、破坏形态、刚度退化和能量耗散等性能指标方面接近相同,证明了在柱构件中配置较小直径的高强钢筋替代较大直径的常用钢筋作箍筋这项新技术具有一定的可行性.     

两种因素影响下套筒约束浆锚搭接接头拉伸试验

为改善已有套筒灌浆接头的施工便利性,提出了一种有自主知识产权的套筒约束浆锚搭接接头,研究了该搭接接头的连接性能,为其在装配式构件中应用提供力学数据.进行了以钢筋直径和搭接长度为变化参数的63个该类接头拉伸试验,研究了试件的破坏形态、极限承载力、力-位移曲线和钢筋及套筒的应变.试件出现了套筒外钢筋拉断和钢筋与灌浆料滑移两种破坏形态,未出现已有约束对接接头文献中的灌浆料与筒壁拉脱及套筒被拉断的破坏情况.与单根钢筋相比,该类接头力-位移曲线、极限承载力接近,刚度稍差.相同钢筋,套筒外钢筋拉断试件,随着搭接长度增加,套筒的横向约束减弱;钢筋滑移的试件,随着钢筋直径的增加,套筒的横向约束增强.分析了套筒约束浆锚搭接与对接接头受力机理,表明对接接头对套筒材料抗拉及筒壁与灌浆料的抗滑移性能要求更高.给出搭接接头的力学模型,提出了接头的平均搭接粘结应力和临界搭接长度的计算公式.由于套筒约束接头的搭接长度大大减小,建议该接头的搭接长度为12.5倍的钢筋直径.     

T形钢管再生混凝土柱抗震性能有限元分析

以截面肢长、再生粗骨料取代率、钢管壁厚和轴压比为基本参数,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对两种不同肢长的T形钢管混凝土柱模型在低周反复加载下的荷载-位移滞回曲线进行模拟计算,获得T形钢管再生混凝土柱在水平地震荷载作用下的滞回性能、变形能力和耗能能力,从而比较两种不同截面肢长T形钢管再生混凝土柱的抗震性能.相比于普通混凝土构件,再生混凝土构件表现出更好的变形能力和耗能能力.