型钢与混凝土粘结本构关系的试验研究

通过１７个不同类型的型钢混凝土试件的拟梁式拔试验，得出了试件的粘结锚固特征强度和特征滑移值，并通过位置函数、粘结滑移基本形式建立了粘结滑移的本构关系。     

BFRP筋与混凝土的粘结-滑移本构关系

为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋与混凝土的粘结-滑移本构关系,探讨BFRP筋与混凝土的受力过程,对16组共96个不同参数的粘结试件进行拉拔试验,每组选取1个试验结果,得到试件的粘结-滑移曲线.将BFRP筋与混凝土的粘结-滑移曲线细分为微滑移阶段、滑移阶段、下降阶段和残余应力阶段共4个阶段.基于试验结果,在已有的粘结-滑移本构模型基础上进行改进,建立了适用于BFRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系的理论模型.研究结果表明:微滑移阶段粘结-滑移曲线近似于直线上升,滑移阶段粘结-滑移曲线逐渐偏离直线呈非线性上升,下降阶段粘结-滑移曲线近似于线性下降,残余应力阶段粘结-滑移曲线近似于周期性递减的正弦函数；该模型与试验结果吻合良好,能较好地反映BFRP筋与混凝土之间的受力过程,可为今后BFRP筋与混凝土锚固性能的理论分析和工程应用提供参考.     

锈蚀钢筋混凝土粘结滑移性能试验研究

通过对20个不同锈蚀率钢筋混凝土试件进行拉拔试验,分析不同锈蚀率试件的破坏形态、粘结力与滑移量的关系以及不同锈蚀率的钢筋混凝土粘结强度及滑移的变化规律,并给出粘结强度降低系数和滑移比的计算公式。在此基础上分析建立锈蚀钢筋混凝土的粘结滑移本构模型,经验证分析,证明该模型的有效性。该模型相对于国内外其他锈蚀钢筋混凝土粘结滑移本构模型较为简单,宜在实际工程中使用。     

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)。     

锈胀影响下钢绞线与混凝土粘结性能研究

为研究锈蚀对钢绞线与混凝土粘结性能的影响,设计制作了12根钢绞线混凝土粘结试件。通过对试件进行室内加速锈蚀及拉拔试验,得到各试件混凝土表面锈胀裂缝分布、混凝土表面应变分布及粘结应力-滑移曲线。分析了锈胀裂缝宽度对粘结应力分布、粘结强度及粘结应力-滑移关系的影响。通过拉拔试件的粘结应力与先张法试件传递长度范围内的粘结应力的关系,建立了以平均锈胀裂缝宽度为变量的钢绞线传递长度计算公式。结果表明:钢绞线粘结应力沿整个试件呈不均匀分布,粘结应力峰值随锈胀裂缝宽度的增大呈下降趋势;试件自由端产生初始滑移及最大粘结应力下的粘结强度分别随锈胀裂缝宽度的增大而下降;锈胀裂缝对粘结应力-滑移曲线的初始线性段影响显著,不同锈胀裂缝宽度试件的粘结应力-滑移曲线差异明显;传递长度计算公式可为钢绞线试件锈胀开裂下的传递长度计算提供参考。     

型钢混凝土结构粘结滑移性能的研究

在10个型钢混凝土粘结试件推出试验的基础上，分析了型钢与混凝土之间的粘结滑移机理，探讨了影响粘结滑移性能的因素。基于试验结果，得到的粘结应力与滑移的关系，适用于型钢混凝土结构受力的全过程，可供有关理论分析和工程应用参考。     

型钢混凝土推出试验及其粘结强度研究

根据16个型钢混凝土推出试件的试验结果,对推出试件的荷载滑移曲线进行了分析,得到了初始滑移粘结强度、极限粘结强度和水平残余粘结强度这三个特征强度的试验统计结果,并据此分析了混凝土强度、型钢的混凝土保护层厚度、横向配箍率和型钢埋置长度4个因素与特征粘结强度之间的关系,提出了临界保护层厚度的概念,通过统计回归建立了考虑多因素的型钢混凝土粘结强度计算公式。     

不同试验方法对630MPa级高强钢筋粘结-锚固影响研究

为研究高强钢筋与混凝土粘结性能采用拉拔试验和梁式试验，制作了15根630MPa级高强钢筋中心拉拔试件和15根梁式试件，考虑锚固长度、钢筋直径两个影响因素，从破环形态、粘结强度、粘结滑移性能等方面进行了对比分析。结果表明：在相同条件下，拉拔试件破坏形态与梁式试件类似；粘结滑移曲线变化规律相近；高强钢筋与混凝土的平均粘结强度随锚固长度和钢筋直径的增大而减小；拉拔试验测得的粘结锚固强度要高于梁式试验测得的粘结锚固强度；梁式试验比拉拔试验在极限荷载时的滑移量小，梁式试件受力更符合实际受力情况，但梁式试件制作难度比较大；比较梁式试验和中心拉拔试验所得粘结强度，给出两种试件粘结强度的关系。     

低温下混凝土与钢筋局部粘结的性能

<正> 本研究的目的是探索低温下局部混凝土与钢筋局部粘结的性能,研究中观察了温度范围在-10℃和-70℃之间,单调和循环荷载下钢筋混凝土试件的性能。低温下钢筋和混凝土间的粘结性能和常温下的差别,在于最大粘结强度和粘结阻力与混凝土抗压强度间关系的不同。在低温下观察了四个数量级的粘结延性(即低温下最大粘结强度的粘结滑移和粘结应力、滑移曲线的弹性极限的比),对有约束钢筋试件的粘结应力、滑移曲线上的     

高温后不同冷却方式下的混凝土钢筋粘结性能

为研究高温后不同冷却方式下混凝土钢筋的粘结滑移性能,对39个高温后混凝土试件进行中心拉拔试验,并完成自然冷却方式下试件的劈裂抗拉强度试验,分析温度和冷却方式对试件峰值粘结应力和峰值滑移的影响,建立了不同冷却方式下峰值粘结应力、峰值滑移与温度的关系式,提出考虑初始温度损伤的粘结滑移全曲线方程,并基于粘结强度理论模型计算了自然冷却方式下的粘结强度理论值。结果表明:随着温度的升高,峰值粘结应力线性下降,500℃时粘结强度损失达80.5%,峰值滑移随温度升高呈先减小后增大的趋势,不同冷却方式对峰值粘结应力和峰值滑移的影响不明显;考虑损伤的理论粘结滑移全曲线与试验曲线拟合度较好;采用理论模型计算的粘结强度与试验值较吻合。     

芳纶纤维筋的工程应用

回顾了芳纶纤维筋的发展历程;总结归纳了芳纶纤维筋在当前土木工程领域中的应用状况与发展水平,详细介绍了芳纶纤维筋的结构形式、力学性能,展望了芳纶纤维筋的应用前景与发展趋势。     

AFRP筋混凝土梁受弯性能试验及理论分析

通过对具有不同配筋率的AFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究,推导了AFRP筋混凝土梁在适筋和超筋情况下的正截面承载力理论计算公式,提出了AFRP筋混凝土梁的挠度和裂缝宽度的计算公式,为今后进一步研究和设计AFRP筋受弯构件提供了参考。     

混凝土结构设计新规范黏结滑移本构关系适用性分析

新颁布的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中提出了一种钢筋混凝土黏结滑移本构关系,为了充分探讨其适用性,利用DIANA软件分别建立了考虑和不考虑黏结滑移关系的两类数值模型,并就梁的开裂荷载、荷载-挠度曲线、裂缝分布形态等方面对仿真与试验结果进行了比对分析。结果表明:在各方面采用新规范黏结滑移本构关系的分析结果均优于不考虑黏结滑移关系时的情形,该本构关系能够较好地反映钢筋混凝土之间的协同工作性能,有利于提高钢筋混凝土结构数值分析的精度。     

钢筋-中高强度再生混凝土黏结滑移性能梁式试验研究

为研究钢筋与再生混凝土黏结滑移性能,进行了13个梁式试件的钢筋-中高强度再生混凝土黏结性能试验。研究了钢筋外形、锚固长度、混凝土强度、再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明：再生粗骨料混凝土取代率为33%~66%、细骨料为天然砂时,钢筋-再生混凝土黏结强度与普通混凝土接近;再生粗骨料取代率100%、再生细骨料取代率50%以上时,钢筋-再生混凝土黏结性能明显退化;与普通混凝土相比,再生粗骨料混凝土的相对混凝土强度黏结效率系数有所提高;变形钢筋与再生混凝土的黏结强度明显好于光圆钢筋;钢筋与再生混凝土的黏结强度随钢筋相对锚固长度增大而减小;拟合所得的黏结-滑移本构模型,其计算值与试验值吻合良好。     

芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱的轴压比限值分析

基于约束混凝土的本构关系理论,对芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱的受力特性进行分析,推导出芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱截面在大、小偏心受压界限破坏条件下的轴压比,研究了纵筋等级、箍筋体积配箍率和芳纶纤维布体积配箍率对柱轴压比限值的影响,研究结果表明:芳纶纤维布和箍筋约束可明显提高混凝土的峰值应力与极限压应变,改善混凝土的受力性能;芳纶纤维布约束钢筋混凝土框架柱可明显提高其轴压比限值,芳纶纤维布和箍筋的体积配箍率越大,界限轴压比越大;抗震设计时,为了提高框架柱的延性,除了增大箍筋的配置外,尚应合理选用纵筋的直径和等级。     

芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

对以芳纶纤维筋为有黏结预应力筋、环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能进行研究,共进行了10根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,梁截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况,提出区分芳纶纤维筋破断及混凝土压坏的界限等效配筋率或界限中和轴高度,推导出芳纶纤维筋拉断和混凝土压坏同时发生,混凝土压坏、芳纶纤维筋未拉断及芳纶纤维筋拉断、混凝土未压坏等情况的受弯承载力计算方法,并提出芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁短期刚度及裂缝宽度的计算方法。     

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。     

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。     

配置栓钉钢板与外包高强混凝土界面黏结-滑移性能研究

为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结 滑移性能,进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标,研究了不同参数对钢板与外包高强混凝土间黏结-滑移性能的影响。给出了钢板外包高强混凝土剪力墙中栓钉的受剪承载力计算公式,得到了不同构造下黏结-滑移本构关系。研究表明:混凝土强度对钢板外包高强混凝土剪力墙黏结强度的影响呈正相关;栓钉长径比不小于4且不大于8时,增大长径比对界面受剪承载力的提高影响不大;将拉结筋取代部分栓钉后可大幅度提高钢板外包混凝土剪力墙的残余黏结强度。给出的钢板高强混凝土剪力墙内栓钉受剪承载力拟合计算式所得结果以及黏结 滑移本构关系拟合曲线与试验结果均符合较好,可为工程应用提供参考。     

腐蚀钢筋与混凝土粘结性能退化规律

为了探讨腐蚀后变形钢筋与混凝土的粘结问题,该文以氯盐侵蚀环境为背景,以通电腐蚀的方式获得了腐蚀变形钢筋与混凝土的粘结试块,对腐蚀变形钢筋与混凝土粘结性能的退化进行了研究。通过拔出试验得到了不同裂缝宽度的粘结滑移曲线,并对粘结滑移曲线进行分析,得到了腐蚀变形钢筋与混凝土的极限粘结强度在钢筋锈蚀程度较低时有所提高,腐蚀程度较大时随裂缝宽度的增长而下降的规律。通过分析粘结滑移曲线得到了各粘结性能参数,数据显示各试样极限粘结强度和粘结刚度随着裂缝宽度增大均呈现下降趋势,且二者具有一定的线性关系。