拉结钢筋与自保温砌体专用砌筑砂浆的粘结锚固机理研究

通过42根拉结钢筋在自保温砌体专用砌筑砂浆中的拔出试验,讨论了砂浆强度等级、钢筋锚固长度和钢筋直径等粘结锚固因素的影响作用;回归得出极限粘结强度随砂浆劈裂抗拉强度、钢筋直径和钢筋锚固长度变化的计算公式;基于Hasofer-Lind可靠度方法计算钢筋的粘结锚固长度,提出拉结钢筋在蒸压加气混凝土砌块自保温砌体中的埋置长度设计建议。     

拉结钢筋在自保温砌块砌体水平灰缝中埋置长度的试验研究

对自保温砌块砌体水平灰缝进行了钢筋的中心拉拔试验,比较了有水平弯折段和无水平弯折段拉结钢筋在专用砌筑砂浆中的不同受力状况;通过拉结钢筋在自保温砌块砌体中的中心拉拔试验,得出了粘结应力沿埋置长度的变化规律,提出了拉结钢筋在自保温砌块砌体中的埋置长度设计建议。     

砌块专用砂浆与钢筋粘结性能试验与可靠性研究

进行了l2组试件的拉拔试验,给出了拉拔力与滑移的关系曲线,确定锚固钢筋受力破坏的各个阶段及特征点,通过统计回归提出了粘结强度的统计公式。并采用一次二阶矩法对钢筋在砌块专用砂浆中的锚固长度进行了可靠度分析,进一步验证了砌体结构设计规范给出锚固长度的可靠性。     

砌块专用砂浆与钢筋粘结性能试验与可靠性研究

进行了12组试件的拉拔试验，给出了拉拔力与滑移的关系曲线，确定锚固钢筋受力破坏的各个阶段及特征点，通过统计回归提出了粘结强度的统计公式。并采用一次二阶矩法对钢筋在砌块专用砂浆中的锚固长度进行了可靠度分析，进一步验证了砌体结构设计规范给出锚固长度的可靠性。     

动荷载作用下锈蚀砂浆锚杆黏结性能研究

为探究动荷载作用下的锈蚀砂浆锚杆黏结性能,通过钢筋快速锈蚀的试验方法,对锈蚀砂浆锚杆开展室内动态拉拔试验,探究锈蚀作用、锈蚀位置及加载频率等参数对砂浆–锚杆界面黏结性能的影响,并利用ANSYS有限元软件进行建模验证。结果表明:锈蚀试件与无锈试件的应变变化趋势较为一致,加载端钢筋应变和黏结应力随着荷载等级的增大而增大,并沿锚固区域向自由端扩大;锈蚀位置对界面黏结性能影响较大,锚固段前部(加载端)的钢筋表面形态和界面黏结情况对整体的锚固质量最为关键;加载频率越大,钢筋应变及界面黏结应力沿锚固长度的传递距离也越短;无锈试件和均匀锈蚀试件的界面接触面压应力沿钢筋分布较为均匀,不同锈蚀位置试件的无锈部位的界面接触压应力较大,黏结应力模拟值在加载端略大于试验值,且数值模拟黏结应力的曲线分布更加平滑均匀,但整体分布趋势与试验结果基本吻合。     

BFRP砂浆锚杆锚固黏结性能试验研究

通过6组BFRP砂浆锚杆拉拔试验,研究了BFRP砂浆锚杆的锚固黏结性能,分析了锚固长度、筋材直径、筋材表面特征对其黏结-滑移关系、锚杆杆体轴力分布、锚杆界面剪切应力分布的影响。结果表明：试验条件下水泥砂浆强度为27.49 MPa时,试件的破坏形态分为拔出破坏和劈裂破坏两类;锚固长度由5cm增加至10、15 cm时,黏结强度分别降低42.5%、67.78%;筋材直径由12.6 mm减至10、8 mm时,黏结强度分别增加20.61%、42.22%;与光面BFRP筋相比,黏砂BFRP筋黏结强度增加4.42%,峰值滑移量减少24.21%;锚杆杆体轴力自加载端沿杆体呈降低趋势,极限荷载时,杆体轴力均传递至锚固末端,BFRP砂浆锚杆有效锚固长度大于15 cm;锚杆界面剪切应力分布呈先上升后下降的单峰形式,峰值位置随荷载增加逐渐向锚固末端转移,同一荷载等级下,随锚固长度的增加,峰值应力越高。     

全轻混凝土与变形钢筋黏结锚固性能试验研究

通过对42个全轻混凝土与高强钢筋HRB500黏结锚固试件的拉拔试验,分析了全轻混凝土与HRB500黏结锚固性能的主要影响因素,并与普通混凝土试验结果作了对比,在可靠度分析的基础上,给出了不同强度等级下全轻混凝土中受拉钢筋的锚固建议值。研究表明:与普通混凝土类似,全轻混凝土与钢筋的黏结锚固强度随混凝土强度、保护层厚度、配箍率的增大而增大,随锚固长度、钢筋直径的增大而减小;相同强度等级下,全轻混凝土的黏结锚固性能并不比普通混凝土差,在相同配箍率下甚至优于普通混凝土,但变形大于普通混凝土;全轻混凝土沿锚固长度黏结应力分布比普通混凝土要均匀;在可靠度分析的基础上给出的受拉钢筋的锚固长度建议值比规范设计值约小5 d,因此,按照现行规范JGJ 12—2006《轻骨料混凝土结构技术规程》进行设计是偏于安全的。     

冻融循环后钢筋与再生混凝土黏结滑移性能及本构关系

为了研究钢筋与再生混凝土在不同冻融循环次数下的黏结滑移性能,通过对5组共75个试件进行中心拉拔试验,以保护层厚度、钢筋锚固长度、混凝土类型为变量,建立考虑位置函数的黏结滑移本构关系,并通过ANSYS有限元分析软件对再生混凝土黏结性能进行数值模拟.结果 表明:冻融后钢筋与再生混凝土的黏结性能略低于普通混凝土;相同冻融循环次数下,保护层厚度越大,钢筋锚固长度越短,则黏结强度和平均黏结刚度越大,峰值滑移量越小,其中保护层厚度对再生混凝土的黏结性能影响最大;冻融循环次数的增加,使得黏结应力加速向自由端传递,经历100次冻融循环后,自由端黏结应力峰值超过加载端.通过试验分析,获得了试件的黏结应力和滑移量沿锚固长度分布规律,并建立了考虑位置函数的钢筋与再生混凝土的黏结-滑移本构关系.     

冻融循环后钢筋与再生混凝土黏结滑移性能及本构关系

为了研究钢筋与再生混凝土在不同冻融循环次数下的黏结滑移性能,通过对5组共75个试件进行中心拉拔试验,以保护层厚度、钢筋锚固长度、混凝土类型为变量,建立考虑位置函数的黏结滑移本构关系,并通过ANSYS有限元分析软件对再生混凝土黏结性能进行数值模拟.结果 表明:冻融后钢筋与再生混凝土的黏结性能略低于普通混凝土;相同冻融循环次数下,保护层厚度越大,钢筋锚固长度越短,则黏结强度和平均黏结刚度越大,峰值滑移量越小,其中保护层厚度对再生混凝土的黏结性能影响最大;冻融循环次数的增加,使得黏结应力加速向自由端传递,经历100次冻融循环后,自由端黏结应力峰值超过加载端.通过试验分析,获得了试件的黏结应力和滑移量沿锚固长度分布规律,并建立了考虑位置函数的钢筋与再生混凝土的黏结-滑移本构关系.     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

预制混凝土叠合板钢筋黏结性能的研究

通过钢筋的拉拔试验研究了预制混凝土叠合板内钢筋的黏结性能。设计30个预制板与后浇混凝土的叠合板试件,主要研究混凝土强度、钢筋锚固长度、钢筋位置、钢筋直径四个因素对黏结性能的影响。并设计12个混凝土现浇试件作为对比,以研究两种试件钢筋与混凝土黏结强度的差异。试验结果表明:叠合试件发生剥离破坏和劈裂-剥离破坏,现浇试件均发生劈裂破坏;叠合试件内钢筋的黏结强度随钢筋直径和锚固长度的减小、混凝土强度和钢筋至预制板距离的增大而增大,并且明显小于现浇试件中钢筋的黏结强度。根据试验结果,统计回归出预制混凝土叠合板钢筋的极限黏结强度计算公式,并由此推出钢筋锚固长度的计算公式以指导工程应用。     

全螺纹GFRP黏结型锚杆锚固性能试验研究

 通过全螺纹GFRP锚杆的改进拉拔试验,测试与分析全螺纹GFRP锚杆在锚固工程中与岩体的黏结性能,并推导出GFRP锚杆的锚固承载力设计公式,给出GFRP锚杆锚固设计各参数的确定方法,以便于全螺纹GFRP锚杆在工程中的应用。试验测试项目包括砂浆强度、锚固长度、锚杆直径等对于全螺纹GFRP锚杆锚固力的影响,以及GFRP锚杆杆体黏结应力分布。测试发现：锚固力随砂浆强度、锚固长度、锚杆直径的增大而增大;黏结强度则随砂浆强度等级增大,但随锚固长度和锚杆直径的增大而减小。分析认为：采用全螺纹GFRP锚杆进行工程锚固时,全螺纹GFRP锚杆的直径可取12～32 mm,锚固长度应大于20倍的锚杆直径,锚固砂浆的强度等级为M15以上。     

拉结钢筋在多孔砖砌体中的锚固性能

为掌握拉结钢筋在多孔砖砌体水平灰缝中的粘结锚固性能,确定拉结钢筋的最小埋置（锚固）长度,进行了27组试件的静力拉拔试验研究,得到了砂浆强度、竖向压应力以及钢筋锚固长度对拉结钢筋粘结锚固性能的影响规律,并验证了现行规范所规定的拉结钢筋埋置长度对多孔砖砌体的安全可靠性。     

机械锚固对锚杆锚固力影响的试验研究

通过对9组试件进行拉拔试验,研究机械锚固对锚杆锚固力的影响并得出如下结论:弯锚可以增加锚固力,但效果不明显;在贴焊钢筋直径和长度相同的情况下,对称贴焊要比单侧贴焊的最大锚固力大一些;贴焊钢筋直径对最大锚固力影响较大,但不是贴焊钢筋直径越大越好,在贴焊钢筋长度相同的情况下,无论是单侧贴焊还是对称贴焊,都会使钢筋—砂浆间平均黏结强度降低。     

次轻混凝土与光圆钢筋黏结性能试验研究

通过对内贴应变片钢筋的拉拔试验,对比分析了不同轻骨料体积分数和水灰比条件下,次轻混凝土与光圆钢筋的黏结滑移特点以及黏结应力及应变沿锚固长度的变化规律。研究结果表明:随着轻骨料体积分数及水灰比的增大,次轻混凝土与钢筋的极限黏结强度降低,相应的滑移增大;相同混凝土强度等级条件下,次轻混凝土黏结强度高于普通混凝土的黏结强度;最后给出了光圆钢筋极限黏结强度与混凝土抗拉强度的回归公式。     

冻融损伤后再生混凝土与钢筋黏结滑移性能梁式试验研究

通过9组试件的梁式试验,以不同冻融循环次数、混凝土类型、再生混凝土强度等级、锚固长度、钢筋直径为变量,研究冻融损伤后钢筋与再生混凝土间的黏结滑移性能。结果表明：各组试件均发生了测试钢筋的拔出破坏,当冻融循环次数相同时,再生混凝土强度和锚固长度对钢筋与再生混凝土的黏结性能影响较大,其中钢筋开槽组试件冻融50次和150次后,其黏结强度分别降低8.5%、28.3%;对黏结强度的拟合公式进行验证,计算值与实际值吻合较好;最后建立了钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将计算值与试验值进行对比,二者吻合较好。     

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。     

钢筋埋长对超高性能混凝土与钢筋黏结性能的影响

通过对15个中心试件进行拉拔试验,研究在不同钢筋锚固长度下超高性能混凝土与钢筋黏结性能之间的差异,包括极限拉拔荷载、极限黏结应力、自由端初始滑移荷载、峰值荷载对应的自由端滑移量与荷载-滑移曲线等。研究结果表明:(1)对于超高性能混凝土,随着钢筋锚固长度的增加,其极限拉拔荷载与自由端初始滑移荷载增加,极限黏结应力与峰值荷载对应滑移量减小,但当达到一定锚固长度后,自由端不再产生滑移量,直接发生钢筋被拉断的情况;(2)在钢筋直径为16 mm的情况下,当钢筋埋长达到一定程度后,已经无法发挥超高性能混凝土的优异性能,此时钢筋的锚固长度不再是影响黏结性能的主要因素;(3)建议用于测定超高性能混凝土与高强钢筋黏结强度的中心拉拔试件的合理锚固长度取4d。     

自密实混凝土与钢筋局部黏结性能试验研究

自密实混凝土由于材料组分和免振捣的特点,其与钢筋黏结性能备受关注。采用电液伺服加载方法分别进行了10个单调荷载作用和10个重复荷载作用下的钢筋混凝土试件拉拔试验,其中16个为自密实混凝土试件,4个为普通混凝土对比试件,研究自密实混凝土强度、荷载作用形式对钢筋与自密实混凝土局部黏结性能的影响,包括局部黏结应力的分布、残余黏结应力等。试验结果表明：沿锚固长度黏结应力分布在单调荷载作用下呈单波峰状,而在重复荷载作用下呈波浪状;自密实混凝土强度越高,黏结应力分布越不均匀,各级荷载卸载时的残余黏结应力也较大;随着循环荷载和次数的增加,黏结应力分布更均匀,残余黏结应力逐渐向自由端移动;自密实混凝土与钢筋的黏结性能略优于普通混凝土与钢筋的黏结性能。采用最小二乘法得到钢筋与自密实混凝土局部黏结应力分布的位置函数并与试验结果对比,表明其具有较好精度。     

混凝土砌块砂浆与钢筋粘结锚固性能可靠度分析

分析了拉拔试验结果考虑砂浆的劈拉强度和相对锚固长度的影响，利用最小二乘法统计回归，得出光圈钢筋的特征强度值的回归公式。并在拉拔试验结果的基础上根据粘结锚固的极限状态方程和可靠度指标进行可靠度分析，验证了《砌体结构设计规范》GB50003—2001中关于配筋砌块砌体结构灰缝中钢筋锚固长度规定的安全性。最后，提出了钢筋在混凝土砌块砂浆中锚固长度的设计建议，为配筋砌块砌体灰缝中钢筋的锚固长度的确定提供了进一步的可靠依据。