螺旋扭状钢筋节距对钢筋粘结锚固性的影响

试验了不同节距的螺旋扭状钢筋的粘结锚固性能。结果表明，在螺旋扭状钢筋混凝土构件中，钢筋与混凝土之间具有较厚、较高的咬合齿，在荷载-滑移曲线上表现为出现第2峰，其峰值与第1个峰相比较高。钢筋节距的增加则使第2峰值的位置后移、峰值降低。另外，还探讨了螺旋扭状钢筋粘结锚固的机理，论述了钢筋节距对钢筋粘结锚固特性的影响。     

冷轧螺旋扭状钢筋在混凝土结构中的作用

进行了冷轧螺旋扭状钢筋、带肋钢筋及光圆钢筋等3种钢筋混凝土构件的力学性能和钢筋与混凝土粘结锚固性能的对比试验。结果表明，在3种构件中，冷轧螺旋扭状钢筋梁的承载力检验系数最高（2.0），钢筋在混凝土梁中的实际工作应力也最高（为钢筋极限强度的95％），试验梁的裂缝范围广、分布均匀、数量多、宽度细，构件的破坏标志为最大裂缝宽度大于1.5mm，而在正常使用状态荷载检验值下，构件裂缝0.02mm。在钢筋拉拔试验中，螺旋扭状钢筋的荷载－滑移曲线形态发生改变，出现了第二峰值，粘结锚固力作用时间延长，承受滑移的能量提高，形成了“延性”锚固的特征。本文还分析了研究螺旋效应的意义。     

不同类型螺旋扭状材料增强效应的试验研究

为探索螺旋扭状材料的螺旋增强效应,经过反复探索,确立了钢筋、钢纤维、有机玻璃3种螺旋扭状材料的成型方法,通过粘结锚固性能试验,验证了螺旋增强效应在各材料中的普遍性,确定了环状咬合作用是产生螺旋增强效应的根本原因,发现了螺旋扭状钢筋截面形状对其粘结锚固性能的影响作用,并对钢纤维的外形设计及螺旋扭状材料的应用条件给出了合理建议.     

螺旋扭状增强材料螺旋效应的理论解析

阐述了螺旋扭状增强材料的螺旋效应表现,分析了螺旋扭状增强材料几何形态特征参数,提出了螺旋扭状增强材料粘结锚固力的机理模型,并进行了基本公式推导和敏感性分析.结果表明,减小螺旋扭状增强材料的节距对于其荷载-滑移曲线的第一峰值影响不大,但可明显提高其荷载-滑移曲线第二峰值, 这与冷轧扭钢筋和螺旋扭状钢纤维拉拔实验结果相吻合.另外,从理论上证明了螺旋扭状增强材料的螺旋效应具有必然性.     

螺旋扭状增强材料节距对黏结锚固性能的影响

基于螺旋扭状增强材料在拔出试验过程中显示的螺旋扭增强效应,分析了螺旋扭状增强材料几何形态特征参数,讨论了矩形截面螺旋扭状增强材料在拔出过程中的力学过程,建立了相应的力学模型,推导了数理公式,探求了螺旋扭状增强材料的节距对黏结锚固性能的影响机理,从理论上分析了现行我国冷轧扭钢筋相关标准中对节距规定的局限性.     

螺旋状高强预应力钢筋与混凝土粘结性能试验研究

螺旋肋钢丝、异形钢棒和光圆钢棒是近年开发的高强钢丝新品种。对112个拉拔试件进行了单调加载下的拔出试验研究,分析了3种新型高强预应力钢筋的外形特征,通过拉拔试验,探讨了其与混凝土的粘结锚固特性和受力破坏全过程,研究了影响粘结锚固性能的主要因素,并统计回归了高强预应力钢筋的锚固强度计算公式。试验研究表明,螺旋肋钢丝与异形钢棒在拔出过程中均发生明显的转动现象,荷载—滑移曲线形状均呈偏态的多峰衰减曲线,其粘结性能比光圆钢棒强而可靠,且锚固延性好,即使滑移很大时,仍能维持相当的锚固力。     

HRB500钢筋与活性粉末混凝土粘结性能研究

通过拉拔试验研究了HRB500钢筋与RPC的粘结性能,基于试验得出RPC与高强钢筋的粘结滑移曲线。分别探讨钢筋直径、保护层厚度、钢筋锚固长度及强度等级对RPC与钢筋粘结强度的影响。结果表明,钢筋直径越大、混凝土保护层越小、钢筋锚固长度越大,则钢筋与RPC的粘结强度越小。RPC与HRB500钢筋的粘结强度高于其与HRB400钢筋的粘结强度。基于试验结果,通过回归分析建立RPC与HRB500钢筋极限粘结强度计算公式,同时给出了RPC与HRB500钢筋临界锚固长度公式。     

玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能试验与分析

为了研究玄武岩纤维混凝土(BFRC)与钢筋粘结锚固性能,对18个中心拔出试件和9个梁式试件进行加载试验,获得各级荷载下加载端、自由端滑移量及钢筋应变,得到了粘结应力-滑移曲线和粘结应力沿锚固长度的曲线分布。试验结果表明:随着玄武岩纤维的掺入,钢筋与混凝土粘结锚固性能未表现出有利影响,极限粘结强度有所降低;掺入长度为25mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度优于掺入长度为15mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度;混凝土强度的提高有利于改善玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能,混凝土相对保护层厚度对粘结锚固性能影响不大;锚固钢筋的应变曲线整体呈下凹形,沿锚固长度逐渐递减;粘结应力沿锚固长度呈多峰曲线;基于试验数据建立的玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结应力-滑移本构关系可以为玄武岩纤维混凝土的理论与工程设计提供参考依据。     

钢筋埋长对粉煤灰混凝土粘结性能的影响

采用钢筋开槽内贴应变片的试验方法,通过拉拔试验研究钢筋埋长对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。在钢筋埋长分别为42 mm、72 mm和98 mm的条件下得出粘结应力-自由端滑移的关系曲线、钢筋应变-锚固位置的关系曲线、粘结应力-锚固位置的关系曲线。结果表明:钢筋埋长越长,构件破坏时所需的外力越大,但粘结应力相对减小,同样大小的粘结应力产生的钢筋滑移值较大;钢筋埋长为98 mm的拉拔试件钢筋应变主要集中在加载端,而钢筋埋长为42 mm的拉拔试件在自由端的钢筋应变也较大;钢筋埋长为98 mm的试件粘结应力主要集中在加载端并且受力后的粘结应力分布更加不均匀,钢筋埋长为42 mm的试件粘结应力峰值有明显向自由端漂移的趋势并且受力后的粘结应力分布较均匀。     

再论冷轧扭钢筋的锚固性能——冷轧扭钢筋、光圆钢筋及螺纹钢筋混凝土粘结锚固性能的对比试验研究

就钢筋与混凝土粘结锚固性能而言，光圆钢筋具有胶结力及摩擦力，螺纹钢筋具有胶结力，摩擦力及咬合力，冷轧扭钢筋因“螺旋效应”，不仅具有胶结力与摩擦力，还具有类似于机械锚固力的旋面抵抗力，冷轧扭钢筋锚固性能的前期强度高于光圆钢筋，后期强度高于螺纹钢筋，并具有较大的“延性”。影响冷轧扭钢筋锚固性能的主要因素为混凝土强度，其锚固长度的设计值可与新Ⅲ级钢筋的设计值相一致。     

动荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移特性的试验研究

通过对不同锚固长度、不同锈蚀程度的18个柱式试件动态拉伸试验,研究了锈蚀程度、锚固长度对钢筋与混凝土之间粘结滑移的影响。结果表明:自由端初滑移是在整个锚固长度内胶着力破坏后才开始;钢筋锈蚀深度越大,自由端初滑移荷载越小,加载端和自由端滑移差越小;锚固长度越短,两端滑移差越小。根据实测资料,拟合出了残余滑移量计算公式。基于几个循环的粘结应力与滑移曲线的分析,初步探究了动荷载下锈蚀钢筋混凝土的粘结机理,动荷载下肋前混凝土受压变形比静载作用下的大,钢筋锈蚀物膨胀产生内裂缝,从而使得动载下锈蚀钢筋与混凝土之间的滑移量比静载下钢筋与混凝土之间的滑移量大。研究结果对动力荷载下服役钢筋混凝土结构的受力性能分析和结构耐久性设计具有指导意义。     

地聚物混凝土与钢筋黏结性能研究

对24个钢筋-地聚物混凝土黏结试件进行中心拉拔试验,分析钢筋与地聚物混凝土的黏结 破坏机理,考察地聚物混凝土抗压和劈裂抗拉强度、钢筋类型、钢筋直径、混凝土保护层厚度 及钢筋黏结长度等因素对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响,并与钢筋-普通水泥混凝土之间 的黏结性能进行比较。实验结果表明,当钢筋的黏结长度为5d时,相对保护层厚度c/d =3.67为 变形钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件破坏模式由拔出破坏向劈裂破坏转变的临界点;对于d=14 mm的钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件,9d的钢筋黏结长度可使钢筋屈服先于钢筋拔出或混凝土 劈裂发生。基于实验结果,还建立了变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移本构模型,采用该模 型计算得到的不同直径的变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移曲线与实测曲线接近。     

奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结性能试验及有限元分析

通过11组33个奥氏体不锈钢筋混凝土中心拉拔试验,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固长度、混凝土强度及配箍率对试件破坏现象、黏结应力-滑移曲线、极限黏结强度的影响,并与1组3个普通碳素钢筋混凝土试件、1组3个铁素体不锈钢筋混凝土试件进行对比,分析3种类型钢筋与混凝土黏结性能的差异。基于试验数据,统计回归出奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结强度的计算公式。运用ABAQUS有限元分析软件,对不同锚固长度拔出试件进行非线性有限元模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:奥氏体不锈钢筋与混凝土的极限黏结强度要略低于普通碳素钢筋,但略好于铁素体不锈钢筋;荷载-位移曲线和极限荷载值与试验所得结果吻合较好。     

混凝土植筋锚固性能分析

研究了混凝土植筋在拉拔力作用下的破坏机理与破坏形态：分析了锥体—粘结组合破坏形态下的锚固承载能力，并与试验结果进行了比较：讨论了胶层体厚度、性能、混凝土强度、锚固深度、多根植筋组合效应等因素对拉拔承载能力的影响。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。     

悬链线效应下钢筋与混凝土黏结锚固性能试验研究

为研究悬链线效应下锚固钢筋与混凝土之间的黏结破坏,以及在RC框架结构连续性倒塌过程中钢筋拉断和黏结失效的先后顺序,分析锚固长度、钢筋布置方式对黏结锚固性能的影响。将钢筋锚固于钢筋混凝土柱中,通过自制的自平衡加载装置,实现对框架结构梁端破坏而钢筋未拉断时形成悬链线受力机制的钢筋进行加载。试验结果表明：锚固钢筋与混凝土之间发生劈裂破坏,而锚固钢筋并没有被拉断,所以在RC框架结构抗倒塌设计中不宜采用直锚的锚固形式,而应该采用其他有效的锚固形式。此外,单排钢筋布置有利于提高锚固钢筋与混凝土之间的平均黏结应力,较双排钢筋布置下的约提高15%。     

木材表面嵌筋黏结锚固性能试验研究

木材与钢筋之间的可靠黏结与锚固，是保证内嵌钢筋加固木柱协同工作的根本条件。为研究钢筋与木材的黏结滑移性能和锚固特性，对50个木材表面嵌筋试件进行了中心拔出试验，总结了试件的破坏形态，分析了黏结滑移曲线的分布规律。进而分析了锚固长度(80、120、160mm)、钢筋直径(16、20mm)这两个基本参数对极限荷载以及平均黏结强度的影响。试验结果表明：试件出现了4种典型的破坏形态，分别为拔出破坏、劈裂破坏、混合破坏以及剪切破坏，且黏结滑移曲线的分布与试件参数相关；随着锚固长度的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度减小；随着钢筋直径的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度基本不变。此外通过钢筋的内贴片方法得到了典型试件钢筋沿锚固长度的应变分布，参考既有计算方法计算并得到了黏结应力以及相对滑移量的分布规律，综合黏结应力以及滑移量的分布获得了各测点处的黏结滑移曲线。     

叠合框架顶层角节点受弯负筋锚固性能实验研究

通过 4榀叠合框架的足尺实验 ,研究了二次受力叠合框架梁的力学性能和破坏形态。根据实验结果分析了顶层角节点受弯钢筋的锚固性能 ,提出了角节点受弯负筋的锚固构造 ,供设计人员参考应用