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.     

螺旋扭状增强材料与螺旋效应研究综述

基于国内外出现的众多具有螺旋外形的材料,提出了螺旋扭状增强材料的概念,介绍了螺旋扭状增强材料所存在的形式及其主要特征,综述了其力学性能及粘结锚固性能的研究现状,讨论了螺旋扭状增强材料性能优于其他材料的机理,探讨了研究螺旋效应的意义,并分析了“螺旋外形”设计思想在其他材料设计领域内广阔的应用前景.     

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。     

不同截面螺旋扭状钢筋的粘结锚固性能

将不同截面尺寸的螺旋扭状钢筋与对照组光圆钢筋、带肋钢筋一起进行了钢筋一混凝土粘结锚固拔出试验,分析了形成螺旋扭状钢筋F-s曲线第2峰值的机制,推测了截面特征系数与F-s曲线第2峰特征锚固强度值之间的关系．试验研究表明：形成螺旋扭状钢筋P-s曲线第2峰值的原因是由于该钢筋具有螺旋状表面的缘故;在螺旋节距不变的前提下,螺旋扭状钢筋横截面长边与短边长度之差值所控制的截面特征系数越大,则F-s曲线第2峰的峰值就越大,钢筋的粘结锚固延性就越好．     

螺旋扭状增强材料在国内外的研究与应用

对螺旋扭状增强材料在国内外的发展历程作了综述,分析了各类螺旋扭状钢筋及纤维的性能特征,阐述了各种螺旋扭状增强材料的研究及应用现状,提出了在推广应用工作中存在的主要问题及解决的对策。     

再论冷轧扭钢筋的锚固性能

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。     

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。     

冷拔螺旋钢筋粘结锚固性能试验研究

采用拔出试验方法,研究分析了冷拔螺旋钢筋与混凝土的粘结锚固性能,推导了冷拔螺旋钢筋和混凝土强度,保护层厚度,锚固长度的具体关系,给出最小锚固长度的计算公式。     

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。     

关于我国混凝土结构用钢筋的若干问题

对目前国内使用的几种钢筋的抗拉强度和伸长率值的分析结果表明：混凝土结构中应发展热轧新Ⅲ级钢筋作为主体钢筋品种,并在梁柱构件中取代Ⅱ级钢筋作受力主筋使用。而冷加工钢筋、尤其是冷轧扭钢筋,用于板类受弯构件中具有较多优越性,宜大力推广应用。     

冷轧扭钢筋检测方法的研究

冷轧扭钢筋在检测时,试样易在夹具内断裂,其塑性难以精确测定。通过正确选择（或改进）测试设备和使用高精度刻标机或精确测量原始标距等手段,即可实现冷轧转扭钢筋的正确检测。     

粘贴钢筋加固方法要点解析

提出了一种新的加固方法——粘贴钢筋加固法,对粘贴钢筋计算方法进行了分析,探讨了该方法的施工要点,归纳了该方法的优缺点,指出粘贴钢筋加固法必然会在今后的桥梁加固施工中得到广泛应用。     

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的结构性能

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋可以解决钢筋混凝土存在的钢筋锈蚀问题,从生产,施工,防腐性,经济性来说都是实用的,文章详细介绍了纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的特点,与混凝土的粘结锚固性及其结构受力性能。     

矿物掺合料对混凝土钢筋保护性能的影响

研究了矿物掺合料对混凝土钢筋保护性能的影响.结果显示,单掺矿粉、粉煤灰与矿粉复掺均能改善混凝土的钢筋保护性能.粉煤灰和矿粉复掺时,改善混凝土钢筋保护性能效果最为显著,复掺总量为20％时,比基准混凝土钢筋锈蚀率减少了24.37％.通过对各配合比混凝土试样进行压汞试验和Sirion场发射扫描电镜实验观察混凝土表面形貌特征发现,粉煤灰与矿粉复掺使胶凝材料水化完全,混凝土表面较为致密,从而大大提高了混凝土对钢筋的保护性能.     

考虑钢筋与混凝土相对滑移的修正钢筋本构模型

为了研究钢筋滑移对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,在材料层次上建立了考虑钢筋与混凝土相对滑移的修正钢筋本构模型。采用等效三段阶梯函数描述黏结应力沿黏结长度的非线性分布规律,结合钢筋双线性应力-应变关系,推导了锚固钢筋滑移和平均滑移应变的理论计算式。锚固钢筋的总应变定义为理想黏结的钢筋应变与平均滑移应变之和。分别通过屈服和极限应力对应的钢筋总应变修正弹性模量和硬化模量,进而得到间接考虑钢筋滑移的简化分段线性应力-应变关系。非锚固钢筋的滑移采用降低屈服应力和屈服应变的方法加以考虑。对于钢筋的滞回规则,采用Sakayi等修正的Menegotto-Pinto模型。将本构模型通过子程序嵌入ABAQUS软件中,基于纤维梁单元,对往复荷载作用下钢筋混凝土柱的非线性响应进行了数值模拟,并与试验结果对比,验证了该模型的有效性。结果表明,所建议的钢筋本构模型,数学表达形式简单且计算效率高,能够模拟地震作用下钢筋混凝土柱的承载力和变形特性,达到满足工程需要的精度。