火灾后无机胶植筋拉拔试验研究

无机胶较有机胶具有良好的耐高温性能,进行火灾后无机胶植筋的拉拔试验研究对完善后锚固技术规范具有重要的理论意义。文章研究了不同钢筋直径、不同植筋深度的构件的拉拔承载力及其破坏形态,分析了各个植筋试件拉拔极限承载力及承载力损失,阐明了植筋深度、钢筋直径与拉拔承载力的关系。结果表明:火灾后试件在植筋深度为15 d和20 d时,试件发生钢筋的滑移破坏;当植筋深度为22 d时,试件为钢筋的颈缩破坏。在钢筋直径一定时,植筋深度为15 d或20 d时,其高温后的极限拉力较常温下均折减50%以上;随着植筋深度的增加,混凝土内部温度场逐渐递减,高温后的极限拉拔承载力随二者变化呈增长趋势,高温后的极限拉力呈增长趋势,且锚固长度越长极限拉力增加愈明显。     

蒸压粉煤灰砖墙上植筋的拉拔试验及数值分析

在3个蒸压粉煤灰砖试件上对56根不同直径、锚固深度为10 d的化学植筋后锚固钢筋进行单向拉拔试验.通过测量在不同荷载等级下的钢筋滑移、钢筋应变分布并观察试件受力破坏过程,归纳化学植筋后锚固的受拉破坏模式,研究分析不同钢筋外形、不同直径对化学植筋后锚固承载力的影响.根据蒸压粉煤灰砖砌体、钢筋和胶粘剂的特点及其粘结滑移关系,建立植筋锚固的有限元分析模型,并进行有限元计算.对计算结果与试验结果进行比较,计算结果与试验结果吻合较好.     

磷酸盐水泥砂浆作为锚固胶的性能研究

有机锚固胶与旧混凝土具有较高的黏结强度,但是两者的界面相容性较差.而且有机锚固胶不耐高温,因此不能用于高温环境下的工程加固.为了克服有机锚固胶存在的问题,对磷酸盐水泥(magnesium phosphate cement,MPC)进行改性,使其成为一种新型锚固胶.制备了工作性能适宜锚固要求的MPC砂浆,通过钢筋拔出实验研究锚固深度对磷酸盐水泥砂浆胶锚固性能的影响,根据植筋锚固施工工艺和拉拔技术要求在现场对MPC砂浆进行了植筋实验.研究表明,临界锚固深度为钢筋直径的17.5倍时,在临界锚固深度范围内,拉拔力与锚固深度为非线性函数关系;大于临界锚固深度时,拉拔力不再增长.现场实验中带肋钢筋达到屈服,体现了MPC砂浆优良的植筋锚固性能.     

混凝土无机料植筋拉拔试验研究

钢筋植筋技术在工程加固改造中应用较为广泛,但相关研究较少,无机料植筋的相关研究则更少。本试验通过在不同强度等级(C15～C40)的基体混凝土上植入不同植入深度(分别为10、13、15、20倍的钢筋直径)、不同直径(12～22)的钢筋,测得了大量的试验数据,并得到了植筋的几种破坏形态(钢筋拉断、钢筋拔出、混凝土锥形破坏、复合破坏)。最终推导出了植筋的基本锚固长度公式。     

混凝土无机料植筋拉拔试验研究

钢筋植筋技术在工程加固改造中应用较为广泛，但相关研究较少，无机料植筋的相关研究则更少。本试验通过在不同强度等级(C15-C40)的基体混凝土上植入不同植入深度(分别为10、13、15、20倍的钢筋直径)、不同直径(12-22)的钢筋，测得了大量的试验数据，并得到了植筋的几种破坏形态(钢筋拉断、钢筋拔出、混凝土锥形破坏、复合破坏)。最终推导出了植筋的基本锚固长度公式。     

无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能

为了研究无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能,进行了无机胶与有机胶植筋真实火灾的对比试验.在设计试件时考虑了锚固深度和植筋胶种类2种影响因素.试验时先通过杠杆对试件施加荷载,并在试验中保持恒定不变,然后按照ISO834国际标准升温曲线对试件进行升温,通过植筋梁的挠度来控制试验进程,直至植筋梁试件挠度发展较大而破坏.试验中使用高温应变片、差动式位移传感器以及热电偶来采集试验的关键数据.试验结果表明:锚固深度和植筋胶种类对植筋构件的抗火性能均有较大影响.在火灾作用下有机胶植筋最终将发生锚固破坏,破坏较突然,且耐火极限短.无机胶植筋的受弯构件,在满足一定锚固深度的前提下,在火灾作用下不会发生锚固破坏,破坏形态同一般的钢筋混凝土梁.     

型钢-混凝土后锚固节点抗震性能试验研究

进行了四个型钢与混凝土后锚固连接节点的低周反复加载试验,采用化学植筋式连接方式.试件破坏前钢筋均达到屈服,仅钢筋周围的混凝土发生局部破坏,可判断为钢材破坏.随着埋深的增加,试件的屈服荷载和峰值荷载均有不同程度的提高.滞回曲线、刚度退化曲线、延性及耗能等抗震指标均显示该类节点具有较好的抗震性能,达到峰值荷载后承载力无明显降低,仍能以自身的变形能力吸收地震能力,增加埋深和植筋数量有助于提高节点的抗震性能.     

火灾中植筋试件极限承载力试验研究

为研究火灾下植筋试件极限承载力与受火时间的关系,进行了火灾下4个植筋试件拉拔试验.采用自制试验炉对植筋试件受火升温,当到达设定时间后,进行拉拔试验,试验中记录植筋试件的拉拔力,植筋末端位移及受火时间.试验结果表明:在受火时间不超过30 min时,15d和20d(d为钢筋直径)植筋试件的极限承载力降低程度不同,但当受火时间大于45 min后,两者的极限承载力相差不大.当受火时间超过60 min后,两种不同植筋深度植筋试件的极限承载力下降约85%.15d植筋试件和20d植筋试件分别在受火时间不超过15 min和30 min时可以保证钢筋屈服.     

焊接温度对植筋粘结滑移性能影响的试验研究

通过植筋的拉拔试验研究了焊接温度对植筋粘结滑移性能的影响,考虑了植筋的直径、锚固深度和焊接位置3个因素,得出在焊接温度影响下拉拔力与植筋的滑移量变化曲线,并在试验分析基础上提出了设计和施工建议.     

化学锚栓加固植筋混凝土构件抗震性能试验

为了研究化学锚栓能否用于地震地区和受拉区混凝土构件,对化学锚栓加固植筋混凝土构件的锚固性能进行了试验。通过拟静力试验,研究了锚固构件的破坏形态、锚栓在反复荷载作用下的锚固效果和抗震性能。试验结果表明：化学锚栓的动载锚固效果良好,可以用于地震地区和受拉区混凝土构件的锚固;化学锚栓提高了构件的承载力和延性,尤其在反复荷载试验后期,在限制构件承载力下降和位移增大方面起到了重要作用;锚栓施工技术是影响构件抗震性能的重要因素。     

后插钢筋位置等对APC接头拉伸性能的影响

为研究后插钢筋位置等对套筒灌浆搭接接头（简称APC接头）力学性能的影响,进行了45个该接头拉伸试验,研究了其破坏形态、延性、极限承载力和套筒应变等,并利用ABAQUS进行数值模拟和参数分析。试验结果表明:接头的初始刚度和延性随两钢筋距离的增大而降低;钢筋与套筒接触和钢筋间距离减小均使接头承载力降低,前者对黏结强度降低起控制作用;极限荷载时偏转（两钢筋圆心连线）方向套筒中部截面纵向受压,钢筋拉断破坏试件,其套筒中部截面压应变随钢筋直径增大而增大;极限荷载时套筒中部截面环向应变以拉应变为主,且环向平均拉应力随钢筋直径增大而增大。基于ABAQUS进行了接头精细化数值模拟,与试验结果吻合较好。模拟参数分析表明:偏转降低试件的极限承载力,偏转对发生钢筋拔出破坏试件的极限承载力影响较大,对发生钢筋拉断破坏试件的影响较小;随搭接长度增加,黏结应力曲线峰值先增大后减小,曲线饱满程度先减小后增大。根据前期及本次试验拟合得到的极限黏结强度计算公式适用性较好,可作为实际工程参考。     

BFRP筋混凝土双向板冲切承载力塑性分析

基于BFRP筋的性能特点和混凝土结构塑性理论,提出了BFRP筋的名义屈服强度概念,确定了混凝土与BFRP筋的屈服条件,建立了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板的破坏机构,应用虚功原理导出了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板极限冲切承载力的塑性解计算表达式.     

装配式剪力墙预留弯钩钢筋低周反复荷载下搭接长度研究

为研究装配式剪力墙竖向接缝处新型预留弯钩钢筋在地震作用下的搭接性能,基于本课题组已有单调一次加载下的研究成果,利用ANSYS软件采用分离式建模方法,确定低周反复荷载下的粘结滑移本构关系和加载制度,进行不同钢筋直径和混凝土等级下低周反复加载数值计算分析。结果表明,与单调一次加载相比,低周反复荷载下的预留弯钩钢筋搭接长度增加超过30%。不同钢筋直径和混凝土等级下,考虑抗震要求的预留弯钩钢筋的可靠搭接长度都接近0.9labE。     

火灾下FRP筋混凝土柱性能

为了深入了解FRP筋混凝土柱的抗火性能.采用有限元方法分析了火灾作用下FRP筋混凝土柱的温度场和力学性能.研究结果表明,通过减小配筋率或增大截面尺寸可以提高柱的抗火性能,存在一个最佳保护层厚度使柱的抗火性能达到最佳.通过对结果进行分析,拟合出关于配筋率和截面尺寸的耐火时间公式.通过与已有试验对比,验证了该有限元模型的有效性.     

相邻钢筋非均匀锈蚀引发混凝土保护层开裂的细观数值模拟

对2根相邻钢筋非均匀锈蚀膨胀引发的混凝土保护层破坏行为进行了细观数值模拟研究;考虑到混凝土细观结构非均质性的影响,将混凝土视为由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料,以施加强制位移的方式模拟钢筋的非均匀锈胀作用,建立了混凝土保护层开裂分析的细观尺度数值模型,并进行了影响参数分析。结果表明：细观数值模拟结果与已有文献中的试验结果吻合良好;相邻钢筋非均匀锈蚀时会发生内部裂纹相互贯通先于和落后于外部开裂2种破坏模式;钢筋直径不是影响混凝土保护层破坏的主要参数;混凝土保护层厚度主要影响外部开裂的发展;钢筋间距则主要控制内部裂纹的相互贯通。     

Tensile fracture mechanism of claviform hybrid composite rebar

Based on the shear-lag theory, a hexagonal model of fiber bundles was established to study the tensile fracture mechanism of a claviform hybrid composite rebar. Firstly, the stress redistributions are investigated on two conditions: one condition is that interfacial damage is taken into account and the other is not. Then, a micro-statistical analysis of the multiple tensile failures of the rebar was performed by using the random critical-core theory. The results indicate that the predictions of the tensile failure strains of the rebar, in which the interfacial damage is taken into account, are in better agreement with the existing experimental results than those when only elastic case is considered. Through the comparison between the theoretical and experimental results, the shear-lag theory and the model are verified feasibly in studying the claviform hybrid composite rebar.     

钢筋非均匀锈蚀引发的混凝土保护层开裂细观数值研究

混凝土保护层锈裂严重影响钢筋混凝土结构的耐久性。为了研究混凝土保护层的锈裂行为,考虑到混凝土细观结构的非均质性以及钢筋锈蚀的非均匀性,将完好混凝土视为由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了细观随机骨料模型。在模型中,钢筋的非均匀锈蚀行为以施加非均匀径向位移的方式模拟,骨料的力学行为假定为弹性,砂浆和界面过渡区的力学特性采用塑性损伤模型来描述。在此基础上进行了中部钢筋非均匀锈蚀引发的混凝土保护层开裂行为的细观数值模拟;分析结果与已有文献中的试验结果吻合良好。另外,对比了均质模型和非均质模型中钢筋均匀锈蚀和非均匀锈蚀导致的保护层开裂模式;并探讨分析了保护层厚度和钢筋直径对保护层开裂模式、钢筋锈胀压力及保护层开裂时钢筋锈蚀率的影响。     

不同表面形态的黏砂变形GFRP筋与混凝土之间的黏结性能

基于27个Losberg拉拔试验,对不同表面形态的黏砂变形玻璃纤维(GFRP)筋与混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与混凝土之间的黏结应力-滑移(τ-S)曲线可分为上升段、下降段和振荡段3段,其中上升段又可分为微滑移段和滑移段;黏砂变形GFRP筋的肋间距越大,则相应的τ-S曲线振荡段波谷之间的距离也越大;对于2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋(Aslan-1和Aslan-2),其破坏模式包括拔出和劈裂2种;黏砂变形GFRP筋试件的黏结强度约为钢筋试件的84.2%～98.6%;相比于黏砂变形Aslan-1 GFRP筋,Aslan-2 GFRP筋黏砂颗粒较细,且分布更均匀,黏砂层略厚,与混凝土之间的黏结强度略高10%左右;随着筋直径的增大和混凝土强度的降低,2种不同表面形态的黏砂变形GFRP筋试件与混凝土之间的黏结强度均有所降低.