T型钢与混凝土粘结滑移破坏机理研究

根据8个T型钢混凝土试件的推出试验,研究了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度和横向配箍率三个主要因素对型钢混凝土粘结滑移性能的影响,分析了荷载与加载端滑移曲线及型钢应力、粘结强度沿锚固长度的分布规律,探讨了T型钢混凝土粘结破坏机理、受力特点.试验结果表明,混凝土强度等级、保护层厚度以及配箍率对型钢混凝土粘结强度影响显著;在推出试验中,试件加载端混凝土受到拱效应作用,处于复杂的三向受压状态,提高了型钢与混凝土的粘结强度.     

型钢混凝土粘结滑移性能试验研究

通过淹钢混凝土标准推出试验(push-outtest),对型钢混凝土粘结滑移受力机理、粘结强度和粘结滑移本构关系等关键问题进行研究。采用正交试验法设计16个标准推出试件,主要研究混凝土强度等级、型钢埋置长度、横向配箍率和型钢的混凝土保护层厚度等四个主要因素对粘结滑移性能的影响,考察型钢翼缘外侧、翼缘内侧及腹板与混凝土粘结性能。并设计4个对比推出试件,单独考察型钢翼缘外侧对粘结作用的贡献。试验研究结果表明,在荷载上升阶段和荷载下降阶段内部型钢应变分别呈指数分布和线形分布;在型钢翼缘外侧、翼缘内侧和腹板等不同部位,界面内部滑移具有相近分布规律;在荷载下降阶段,型钢翼缘外侧相对翼缘内侧及腹板对总体粘结作用贡献更大。根据所有试件的加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,统计回归出型钢混凝土特征粘结强度和特征滑移值计算公式,并提出型钢混凝土平均粘结应力-加载端滑移本构关系的数学模型(-τSL模型)。     

型钢高强混凝土界面粘结性能研究

基于型钢高强混凝土推出试验,探究混凝土强度、保护层厚度、横向配箍率及试件锚固长度对型钢高强混凝土粘结强度、应力分布、粘结滑移本构关系的影响。结果表明:不同试件荷载-滑移曲线变化规律基本相同,试件粘结应变沿长度方向呈指数规律分布。不同因素对型钢高强混凝土粘结强度影响较为显著,随着混凝土强度等级的提高、保护层厚度的增加、横向配箍率的增大,型钢高强混凝与粘结强度逐渐提高,平均粘结应力逐渐增大;试件锚固长度对型钢高强混凝土平均粘结应力影响较小。基于回归分析得出型钢高强混凝土粘结-滑移本构关系式。     

型钢轻骨料混凝土粘结滑移性能试验研究

采用正交试验设计,通过推出试验,研究轻骨料混凝土的强度、型钢埋置长度、混凝土保护层厚度和横向配箍率等主要因素对粘结滑移性能的影响。通过型钢普通混凝土对比试件,比较型钢轻骨料混凝土和型钢混凝土的粘结性能。根据试验结果,统计回归了型钢轻骨料混凝土的特征粘结强度和特征滑移值的计算公式。研究结果表明:型钢埋置长度la与型钢截面高度d的比值和轻骨料混凝土强度对粘结强度影响较显著;型钢轻骨料混凝土相对于型钢普通混凝土有较小的粘结强度和较陡的荷载滑移下降段。     

标准火灾作用后型钢混凝土构件的粘结滑移性能试验研究

型钢混凝土构件的粘结滑移性能是型钢与混凝土两种性质完全不同的材料能够共同受力协同工作的基础.高温后型钢混凝土试件粘结性能的研究比较少.为了研究火灾作用后型钢混凝土的粘结滑移性能,进行了8个标准火灾(ISO-834)作用后型钢混凝土试件及3个常温对比试件的推出试验.通过试验考察了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍...     

T型钢与混凝土黏结滑移本构关系试验

针对T型钢与混凝土黏结滑移的问题,进行了8个T型钢混凝土试件的推出试验,主要考虑混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率3个因素的影响,得到了型钢应变、黏结强度、滑移沿锚固深度的分布规律以及不同锚固深度处的黏结滑移曲线.综合考虑这3个影响因素,统计回归出了特征黏结强度和特征滑移值的计算公式;引入2个位置函数,建立了考虑位置函数的黏结强度一滑移本构关系.试验结果表明:混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率均对黏结强度有显著影响.     

型钢与混凝土的极限粘结强度

为研究型钢与混凝土的粘结滑移性能,对11根不同截面尺寸、粘结长度、混凝土强度等级、保护层厚度、配箍率的型钢混凝土短柱进行了试验。测量的关键参数是型钢与混凝土之间的粘结应力和滑移。试件在型钢翼缘和腹板上开槽后,粘贴应变片并埋置于混凝土中。试验在长柱试验机上进行,采取线性轴向加载,记录型钢在自由端和固定端的滑移。型钢的粘结长度、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、配箍率是影响粘结性能和粘结强度的主要因素。提出了型钢翼缘和腹板处的粘结应力分布模式和极限粘结强度的算法。     

基于Elman神经网络算法的型钢再生混凝土结构粘结强度预测方法研究

为研究型钢再生混凝土结构的粘结破坏规律及利用Elman神经网络算法预测其粘结强度的方法,选取再生混凝土取代率、再生混凝土强度、再生混凝土埋置长度、型钢保护层厚度、箍筋直径及箍筋间距作为影响因素,设计并制作了36个型钢再生混凝土推出试件.通过推出试验获得了型钢再生混凝土结构的粘结破坏规律并定义了3个平均特征粘结强度.其次,基于试验结果将取代率为0,50％和100％的30个试件作为训练样本建立了型钢再生混凝土构件粘结强度的Elman神经网络模型,最后利用该模型对取代率为30％的9个试件的粘结强度进行了预测.与试验结果对比表明,建立的Elman神经网络模型能够准确地预测型钢再生混凝土结构的粘结强度,神经网络在结构工程领域具有较大的应用前景.     

型钢混凝土的极限粘结强度试验研究

对11个具有不同截面尺寸、粘结长度、混凝土强度等级、保护层厚度、配箍率的型钢混凝土短柱进行了试验研究。测量的关键参数是型钢混凝土之间的粘结应力和滑移。型钢的粘结长度、混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、配箍率是影响粘结性能和粘结强度的主要因素。提出了型钢翼缘和腹板处的粘结应力分布模式及极限粘结强度的计算公式。     

型钢再生混凝土界面粘结滑移试验研究

研究了再生骨料取代率、保护层厚度、箍筋配置、锚固长度对型钢再生混凝土粘结滑移性能的影响。结果表明,型钢再生混凝土粘结滑移破坏过程可以分为无滑移、局部滑移和全滑移3个阶段,型钢与混凝土间的粘结应力由化学胶结力、摩擦力、机械咬合力构成。随着再生骨料取代率的增大,型钢再生混凝土粘结强度降低;保护层厚度、横向配箍率增加,粘结强度提高;锚固长度对粘结强度影响较小。通过回归分析得出型钢再生混凝土粘结强度计算公式。     

矩形钢管自密实混凝土的钢管-混凝土界面粘结性能研究

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管及核心混凝土间的粘结性能一直是设计和研究人员关注的热点问题之一。合理确定钢管与核心混凝土间的粘结强度,是进行钢管混凝土梁柱节点设计的重要前提。通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究,对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较。结果表明,自密实混凝土可以提高钢管与混凝土间的界面粘结强度。最后,提出粘结强度的简化计算公式和粘结应力-相对滑移关系的简化模型。     

往复荷载作用下型钢再生混凝土界面黏结性能及影响因素分析

为研究往复荷载作用下型钢再生混凝土界面的黏结滑移性能,设计了14个型钢再生混凝土试件并对其进行往复加载试验,分析了型钢再生混凝土的黏结破坏过程,研究了其界面黏结应力分布,在此基础上考察了不同设计参数对型钢再生混凝土界面黏结强度的影响。结果表明：往复荷载作用下型钢再生混凝土界面的黏结破坏过程可分为4个阶段(微滑移阶段、滑移发展阶段、黏结力陡降阶段和残余阶段),对应4个受力特征点(微滑移点、黏结荷载极限点、残余点和破坏点);与单向推出荷载作用相比,往复荷载作用下试件的极限黏结强度最大降低40%左右;加载初期,在正向卸载和正向加载时,黏结应力峰值在固定端附近,且随型钢埋置长度的增大而逐渐减小;在负向加载和负向卸载时,加载端附近黏结应力逐渐变大,试件由两端向中间逐渐破坏;型钢再生混凝土的特征黏结强度随着再生混凝土取代率的增加而降低,随着型钢保护层厚度、体积配箍率和再生混凝土强度的增加而提高。最后建立了型钢再生混凝土的特征黏结强度计算式,并将计算值与试验值进行对比,两者吻合较好。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

面向工程的再生混凝土与钢筋粘结性能研究

为探究RAC(再生混凝土)与钢筋的粘结性能,选取最具代表性的旧房拆迁、高强桩基、市政工程、科学研究等四种废混凝土,经加工而成相应粗骨料,并考虑四种取代率、二种矿物掺合料、二种等级和三种直径的钢筋,采用正交试验法,制作17组试件。经拔出试验,分别测出最大平均粘结强度。结果表明:影响RAC最大平均粘结强度的主要因素依次为钢筋等级、再生粗骨料取代率、再生粗骨料来源、钢筋直径、矿物掺合料。     

钢纤维再生混凝土力学性能的试验研究

对两种不同的钢纤维混凝土和相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲试验,结果表明．钢纤维的加入显著地提高了混凝土的劈裂和4点弯曲强度,但抗压强度提高不大;而钢纤维再生混凝土得到的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土。     

型钢混凝土柱粘结滑移性能及ANSYS数值模拟方法研究

进行了20个型钢混凝土构件的推出试验、20根型钢混凝土偏心受压柱试验,以及23根型钢高强混凝土柱在反复荷载作用下的试验。通过在型钢与混凝土之间埋设的电子滑移传感器和电阻应变片,得到了粘结应力和内部滑移沿型钢埋置长度的分布规律;考虑了混凝土强度、型钢的保护层厚度和埋置长度,以及横向配箍率等诸因素,建立了型钢混凝土粘结强度的计算公式;分析了构件长细比、荷载偏心距对粘结强度和滑移应变的影响,提出了偏心受压柱粘结滑移本构关系的一般表达式;研究了型钢高强混凝土柱在动力作用下粘结滑移的分布规律和粘结退化机理,提出了反复加载条件下的粘结滑移本构模型。结合目前广泛应用的大型商业软件ANSYS程序,对型钢混凝土构件的非线性有限元分析方法进行了研究,全面介绍了数值计算中所涉及到的材料模型定义、几何模型建立、单元划分、约束条件处理等技术问题,并提出了采用非线性弹簧单元(Combination39单元)对型钢混凝土粘结滑移进行模拟的实用方法。     

低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能试验研究

通过20个混凝土强度为65.3～84.9MPa的型钢高强混凝土柱的低周反复加载试验,研究型钢高强混凝土柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态和抗震性能。试验中考虑剪跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度4个参数的影响,由试验获得型钢高强混凝土柱的主要破坏形态和滞回曲线,分析各参数对构件延性、滞回特性、耗能性能以及承载力衰减的影响。结果表明,与型钢普通强度混凝土柱一样,在压、弯和反复剪力共同作用下,型钢高强混凝土柱的破坏形态主要为弯曲型破坏、剪切黏结破坏、剪切斜压破坏,破坏形态主要与剪跨比有关;箍筋能显著提高大剪跨比试件的延性和耗能能力,但对小剪跨比试件的延性与耗能性能改善有限;随着轴压比与混凝土强度的提高,试件的承载力衰减速度加快,后期变形能力减小,抗震性能越来越差;与钢筋混凝土柱相比,型钢高强混凝土柱的等效阻尼比远大于前者,耗能能力强,抗震性能好;提出型钢高强混凝土柱位移延性系数的计算公式,公式的计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用参考。     

钢筋与钢纤维混凝土的黏结滑移性能及其关系模型

基于内贴应变片的钢筋与钢纤维混凝土局部黏结试件的拉拔试验,研究钢筋与不同强度钢纤维混凝土的黏结性能。通过对实测钢筋应变的分析,建立了以三次多项式表达的黏结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维混凝土黏结应力和相对滑移沿黏结区段的分布,进一步分析了钢纤维和混凝土强度对黏结性能的影响。结果表明,随钢纤维的体积率和混凝土强度的增大,黏结试件加载端附近的黏结应力提高,黏结应力极值总体向加载端靠拢;同时,加载端与自由端的滑移减小。最后,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维混凝土受力过程的黏结-滑移关系模型。