聚合物砂浆与混凝土抗剪粘结性能研究

通过24个测点的剪切粘结强度试验,分析聚合物砂浆与混凝土界面粘结抗剪性能,阐述混凝土强度、界面粗糙度、修补方位对剪切粘结强度的影响,最后提出剪切粘结强度的计算模型。     

FRP筋与混凝土的粘结性能

FRP筋与混凝土之间的粘结性能是FRP筋混凝土结构的关键问题,是能否充分利用FRP筋高强性能的决定性因素。本文分析了FRP混凝土结构的粘结机理以及粘结破坏形式,讨论了影响FRP筋混凝土结构粘结性能的因素,并在最后提出了一些问题及建议。     

FRP加固混凝土梁粘结剥离破坏研究进展

纤维增强聚合物塑料(FRP)因其具有抗腐蚀、抗疲劳、强度高、质量轻等优点在工程中得到广泛应用,但是FRP加固混凝土梁常因界面剥离而发生破坏,因此FRP与混凝土两者之间的粘结性能是影响FRP与加固混凝土梁之间能否共同工作的重要因素。针对剥离破坏问题,本文从试验研究以及有限元分析法两个方面,对目前剥离试验的试验方法以及破坏形式进行了归纳,列举了国内外针对剥离破坏的试验以及对应的影响承载力的因素,并通过分析指出了在研究粘结性能领域仍存在的一些问题。     

FRP复合材料与混凝土的粘结强度试验研究

FRP复合材料与混凝土的粘结强度是混凝土结构外粘FRP板材这一加固新技术的重要研究课题。本文首先采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考虑FRP板的搭接长度、支座高度变化、试件对中偏位、FRP板与混凝土块的宽度比等因素,对FRP与混凝土的粘结强度进行了深入研究。然后利用试验结果与最近提出的陈-滕粘结强度公式作了比较研究。研究结果表明:(1)粘结破坏有FRP剥离破坏和混凝土拉剪破坏两种形式;(2)FRP板的搭接长度、试件对中偏位、FRP板与混凝土块的宽度比等因素对粘结强度有显著影响,支座高度变化也有一定影响;(3)粘结强度不小于“有效粘结长度”时,陈-滕粘结强度公式具有较高精度。     

碳纤维布与混凝土粘结破坏面特征

碳纤维布加固混凝土结构技术的关键问题之一是粘结界面的粘结性能如何。试验结果表明 ,不同受力状态下粘结界面的破坏特征不同 ,粘结强度不同。通过对粘结破坏面特性的分析 ,解释了不同受力状态下粘结强度不同的原因 ,对碳纤维布与混凝土的粘结性能有了深入理解。     

铁尾矿对混凝土与钢筋粘结性能影响试验研究

以唐山地区的铁尾矿粉、铁尾矿砂、铁尾矿石分别替代粉煤灰、河砂、碎石作为混凝土的掺合料及粗细骨料,研究铁尾矿对混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明：尾矿粉混凝土与钢筋的粘结性能比粉煤灰混凝土差;而尾矿粉-尾矿砂混凝土与钢筋的粘结性能优于尾矿粉混凝土;全尾矿混凝土与钢筋的粘结性能优于尾矿粉-尾矿砂混凝土且优于粉煤灰混凝土。     

缓粘结预应力钢绞线与混凝土粘结性能试验研究

缓粘结预应力钢绞线与混凝土之间的粘结锚固性能关系到缓粘结预应力混凝土结构的受力,通过对8个试件的拉拔试验,研究了缓粘结预应力钢绞线与混凝土之间的粘结锚固性能,测得了钢绞线拉力与滑移量之间的关系曲线。试验证明,缓粘结钢绞线外包护套的横肋高度直接影响到缓粘结钢绞线与混凝土之间的粘结性能,横肋越高,钢绞线从混凝土试件中拔出的拉拔力越大,粘结性能越好。试验结果对缓粘结钢绞线的制作和缓粘结预应力混凝土结构设计和工程应用提供参考。     

水泥基灌浆料与混凝土粘结面抗剪性能试验研究

在工程加固中,新旧材料粘结面是结构的受力薄弱部位,针对以上问题,该文研究了水泥基灌浆料与混凝土粘结面的抗剪性能,试验设置了5个分组,每个分组制作3个试件,粘结面的处理方式是在一定的开槽基础上进行植筋,其中植筋率有所不同,通过实验数据对比分析不同植筋率对界面抗剪能力的影响。实验结果表明,随着植筋率的提高,界面抗剪能力不断提高。     

海水与腐蚀电流耦合作用下铝合金与混凝土界面黏结性能

为提高海洋混凝土结构的耐久性和使用性,基于牺牲阳极的阴极保护技术,对腐蚀防护与结构一体化的铝合金板-钢筋混凝土组合构件的界面黏结性能进行试验研究,建立海水环境与腐蚀电流耦合作用下界面黏结强度的计算方法。通过设计15组45个铝合金板与混凝土界面剪切试件,分别进行室内养护和耦合环境(海水环境与腐蚀电流)加速锈蚀,并进行单剪试验,研究黏结长度(60、80 mm和100 mm)、黏结宽度(60、80 mm和100 mm)、铝合金板表面刻槽深度(1.5 mm和2.5 mm)以及锈蚀时间(30、60 d和90 d)等参数对界面破坏形式、极限荷载及应变分布的影响。结果表明：室内环境养护下,试件的破坏形式为黏结层-混凝土之间的界面剥离,而耦合环境下试件的破坏形式转变为铝合金板与黏结层之间的界面剥离,且当锈蚀龄期达到90 d时,剥离的混凝土面积明显减少,故海水和腐蚀电流的耦合作用会降低铝合金板与黏结层界面的黏结性能;增大黏结长度、宽度以及表面刻槽深度,可提高室内环境下试件界面的极限破坏荷载,也能缓解耦合环境对试件界面黏结性能的不利影响;但黏结长度或宽度超过80 mm后,其缓解作用减弱。利用试验测试获得的...     

再生混凝土与钢筋粘结性能的试验研究

参照《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92),通过拔出试验,研究了再生混凝土与钢筋之间的粘结～滑移性能,分析了在钢筋屈服之前的荷载～钢筋滑移曲线变化趋势,考察了不同再生骨料取代率对再生混凝土与钢筋粘结性能的影响。试验结果表明:再生混凝土与钢筋的粘结性能和普通混凝土相似,再生骨料取代率对再生混凝土与钢筋的粘结性能影响不大。通过对试验数据的回归分析,对钢筋在再生混凝土中的锚固长度取值进行了初步探讨。     

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。     

锈蚀钢筋混凝土的粘结性能研究

钢筋混凝土结构中由于钢筋锈蚀造成巨大危害,通过对混凝土中不同锈蚀情况下,钢筋与混凝土之间粘结性能的试验研究与有限元分析,得出锈蚀钢筋与混凝土粘结－滑移退化机理。     

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。     

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)。     

FRP筋与混凝土粘结滑移性能的试验研究

通过对埋入混凝土一定深度的螺纹FRP筋的对称拉拔试验,研究了FRP筋与混凝土间界面的粘结滑移及界面应力传递机理,分析了自FRP筋加载端至自由端界面粘结滑移的发展、传递过程,探讨了FRP筋沿埋入深度方向的界面剪应力变化及界面粘结滑移的破坏特征。本文研究结果表明,FRP筋与混凝土界面剪应力及FRP筋滑移自FRP筋加载端至自由端逐步传递,滑移量逐渐减小;FRP筋混凝土与钢筋混凝土滑移破坏有着本质的区别,钢筋混凝土产生滑移时主要是混凝土撕裂和压碎,而FRP筋混凝土滑移破坏是以筋肋削弱或剪切破坏为主要特征。     

铝合金板件环槽铆钉搭接连接受剪性能试验研究

针对工程中常用的铝合金板件环槽铆钉搭接连接,进行了受剪性能的静力试验。通过拉伸试验测得铝板用6061-T6铝材和铆钉用304HC不锈钢材的物理参数,测定了环槽铆钉的预紧力。试验中获得了12个单铆钉搭接连接试件的荷载-位移曲线和极限荷载,分析了其破坏模式及铆钉孔径、端距、边距等参数的影响。结果表明：试件的破坏形式有环槽铆钉剪切破坏、板件顶端纵向撕裂破坏与侧边横向撕裂破坏3种,控制铆钉孔端、边距尺寸能避免后两种破坏;环槽铆钉预紧力在板件间产生的摩擦力有限,因此该搭接连接应属于承压型连接;铆钉与孔壁间的间隙最终会因板件间的相对滑移而致密,故过大的铆钉孔径将造成大的残余变形,但对承载力的影响有限;剪力作用下节点的荷载-位移曲线早期有较明显弹性段,可取其弹性段的末端荷载值作为受剪承载力设计值,极限荷载和该承载力设计值的比值约为2.3。     

铝合金板式节点平面外受弯滞回性能试验研究

为研究节点板厚度、节点板材质、是否设置抗剪键以及加载模式对铝合金板式节点滞回性能的影响,完成了4组共计8个试件平面外受弯的拟静力试验,对其变形特征、破坏模式、承载能力、延性以及耗能能力等进行了分析。结果表明：板式节点在平面外往复弯矩作用下的受力过程可以分为5个阶段,即弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段、承载力退化阶段和破坏阶段;通过破坏后试件的形态特征可归纳出节点的两种破坏模式分别为杆件破坏和节点板块状拉剪破坏,且破坏模式与节点板厚度和杆件翼缘厚度密切相关;由于螺栓滑移的影响,节点的滞回曲线不够饱满;综合对比试件的骨架曲线、位移延性系数和能量耗散系数,节点板较厚的铝合金板式节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。     

Study on shear resistance of aluminum alloy I-section members

The design method for the shear resistance of aluminum alloy I-section members is presented, taking into consideration of the post-buckling strength of webs and the restraint effect of flanges, and the practical design formulas are proposed. The deflection of aluminum alloy I-section members under concentrated load is simulated by using the finite element method, and several design theories are discussed. The relation of shear resistance to the maximum web displacement reflects that the web of aluminum alloy I-section member is under fewer shears buckling force, while the whole member has higher shear resistance. However, the traditional design method is not able to give the real shear resistance of aluminum alloy I-section members. The proposed design formulas for the shear resistance of aluminum alloy I-section members is used to calculate accurately the post-buckling resistance of webs and the shear resistance contribution of flanges. The results are in a great agreement with the test data of Hamoodi M J, Burt C A, Evans H R and the results from Eurocode9 formulas. __________ Translated from China Civil Engineering Journal, 2007, 40(3): 18–23 [译自: 土木工程学报]     

钢-混凝土组合梁开孔波折板连接件受剪性能试验研究

通过12组不同参数的开孔波折板连接件试件进行单调加载受剪试验,研究了不同构造参数的连接件试件的破坏形态、荷载-滑移特性、构造参数对受剪承载力的影响,以及贯穿钢筋的应变、开孔波折板的von Mises应力随荷载的变化规律。研究结果表明：开孔波折板连接件的荷载-滑移曲线基本可分为无滑移阶段、弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段;波高和混凝土强度对连接件的承载能力、抗剪刚度、滑移特性等影响显著;开孔波折板焊接边的von Mises应力大于自由边,折板段的von Mises应力大于平板段,开孔周边板的von Mises应力随荷载增加而增加;结构参数相同的试件,贯穿钢筋直径越小,其承担的剪力越大,连接件波高越大,贯穿钢筋承担剪力越小;与开孔板连接件相比,无贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了300%,设置贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了约200%。     

铝合金板式节点网壳破坏性火灾试验

为研究铝合金板式节点网壳结构在火灾下的破坏模式,采用柴油油池火对一网壳缩尺模型进行了2次破坏性火灾试验.研究结果表明,当火源功率为2 MW(对应原型火源功率为110 MW)且置于地面位置燃烧时,铝合金网壳模型所产生的变形均在试验结束后恢复,且未观测到影响结构宏观承载性能的永久变形.为了模拟局部特大功率火灾场景,将同功率...